研究人員從舊石器時代的丹尼索瓦洞穴採集的骨尖和穿孔牙齒
2010年在丹尼索瓦洞穴東部畫廊的挖掘。|
圖片來源：Bence Viola / 多倫多大學人類學系
以色列和西班牙科學家在美國《細胞》雜誌上報告說，他們根據丹尼索瓦人的表觀遺傳信息重建了這種早期智人的容貌，這是對丹尼索瓦人骨骼解剖學特徵的首次復原。
丹尼索瓦人是一支神秘的早期智人，因發現於西伯利亞的丹尼索瓦洞而得名，生活在距今約20多萬年至5萬年前，被認為是同時期廣泛分布於歐洲的尼安德特人的近親。丹尼索瓦人的化石極為罕見，因此科學家對這種古人類的樣貌所知甚少。
最新研究顯示，丹尼索瓦人擁有56處不同於現代人和尼安德特人的解剖學特徵，其中34處位於顱骨。整體來看，丹尼索瓦人可能具有與尼安德特人相似的骨骼特徵，如長臉和寬闊的骨盆等，但丹尼索瓦人的顱骨比尼安德特人和現代人更寬，牙弓也更長。
研究人員從丹尼索瓦人化石中提取了古DNA(脫氧核糖核酸)信息，將丹尼索瓦人DNA甲基化數據與尼安德特人和現代人的DNA甲基化數據進行比對得出上述結論。
DNA甲基化是DNA化學修飾的一種形式，能夠在不改變DNA序列的前提下改變遺傳表現。根據已知的人類DNA甲基化的不同所帶來影響，研究人員進一步判斷，丹尼索瓦人基因組中不同的DNA甲基化區域在骨骼解剖學上可能體現為哪些特徵。
為了驗證這種方法，研究人員還對已知樣貌的尼安德特人和黑猩猩的骨骼形態進行了重建，結果顯示準確率達85%，表明這種技術可用於重建滅絕物種的解剖學特徵。
論文通訊作者、以色列希伯來大學研究人員利蘭·卡梅爾介紹說，當他們的論文還在接受審議時，另一個國際團隊在英國《自然》雜誌上描述了在中國甘肅省一處洞穴內發現的丹尼索瓦人下頜骨化石的特徵，與他們的預測十分吻合。
卡梅爾表示，研究丹尼索瓦人的解剖學特徵將提供有關人類適應性、發育、基因與環境互動以及疾病機理等相關信息。
===============
夏河丹尼索瓦人（以下簡稱夏河人）研究成果推介會暨專家諮詢研討會2019年6月14至16日在甘肅省夏河縣召開，會上發布了中科院院士陳發虎團隊關於夏河丹尼索瓦人研究的最新進展。
1.四萬年前青藏高原生活場景隱現
一枚發現於夏河白石崖溶洞的古人類右下頜骨化石的研究成果5月初發表於《自然》雜誌，從而引發了人們對古人類丹尼索瓦人的關注。蘭州大學副教授張東菊介紹，白石崖溶洞位於甘加盆地北側的白石崖山腳處，洞口高約5米，寬8米。洞口處有相對較平坦的通道。在洞穴入口約30~50米處，記者看到了此前進行發掘的兩個探方，共4平方米，根據地層分為十層，共採集了1400多件石製品，600多件動物骨骼。
採集的石製品以石片、石核、工具、斷塊為主。動物骨骼保存狀況較差，以較破碎的四肢骨為主，鑑定出的動物種屬有犀牛、野牛、野馬等，與更新世晚期廣布歐亞大陸北方草原環境的「猛獁象—披毛犀動物群」高度相似。
在採集的犀牛和鬣狗骨骼上發現敲擊和切割痕跡，經鑑定為人為活動結果。張東菊說，可以確定白石崖溶洞存在舊石器文化遺存，年代樣品正在測試，初步結果顯示遺址人類活動造成的文化堆積至少形成於距今四萬年前，應該為青藏高原最老的考古遺址。
通過採集的石製品我們發現，夏河人使用的石質工具修整度較低，這說明其對石料開發沒有特殊需求；同時，在此地動物群組合以歐亞大陸晚更新世的代表性動物群「披毛犀一猛獁象」的主要種屬為代表，而動物骨骼上的切割痕跡進一步證明人類活動是洞穴內動物骨骼堆積的主要因素；此外，鬣狗可能有短時間佔據洞穴，但也曾成為古人類的狩獵對象。這些豐富的遺存為理解青藏高原舊石器人群的生業模式和對高原環境的適應提供了重要信息。
在白石崖溶洞附近，還發現了兩處曠野型遺址——哇爾塔遺址（全新世早中期）和尼瑪龍遺址（晚更新世）。張東菊介紹，研究團隊將對白石崖溶洞進行全面測繪，再次申請對洞穴不同部位進行小面積發掘，完成2018年發掘材料分析和各項測試。
2.神秘基因應源自夏河人
丹尼索瓦人定名源於西伯利亞的丹尼索瓦洞，此洞海拔僅有700米，在700米海拔的地方生活，並不需要適應高原缺氧的EPAS1基因，但丹尼索瓦洞發現的丹尼索瓦人化石卻保存了這種特殊基因，直到科學家發現夏河丹尼索瓦人後，才找到破解這一謎題的新線索。
夏河丹尼索瓦人化石發現在海拔3200米的夏河白石崖巖洞。只有長時間生活在高海拔地區，才可能選擇出耐低氧基因。深圳華大基因研究院金鑫教授說，EPAS1是低氧誘導調節通路中的重要基因，這一基因存在青藏高原現生人群中。夏河丹尼索瓦人的發現補上了EPAS1基因的最後一塊拼圖，據推測EPAS1基因很可能最早產生於夏河人，後又傳給現在的藏族人群。
中國科學院古脊椎動物與古人類研究所高星研究員說，丹尼索瓦人是一個神秘的存在。目前從牙齒的形態來看很難辨別其臉型，學術界也特別希望知道丹尼索瓦人長什麼樣。
夏河人下頜骨形態、齒弓特徵等，與其他中更新世人群有一些相似性，但也有明顯差異。對臼齒的分析顯示，它的尺寸非常大並且有第三齒根，臼齒有第三齒根的現象主要出現在現代亞洲人群中。根據對下頜骨綜合分析，它不屬於任何一支已知古人群或現代人群。高星推測說，可能這裡是更早的丹尼索瓦人發源地，而阿爾泰山地區的丹尼索瓦人可能是其後代。對夏河丹尼索瓦人的進一步研究，可能會改寫人類演化遷徙的版圖。
「在這麼小的發掘面積出土這麼多化石，說明白石崖溶洞是當時人類的生活家園。」高星說，可以將其與中國已經發現的同期古人類化石進行形態對比，有助於釐清中更新世、中晚更新世古人類化石之間的演化關係。
通訊員 劉曉倩 記者 宋喜群
圖文轉自《光明日報》2019年6月16日第6版
5月2日，由中國科學院青藏高原研究所、蘭州大學和德國馬普進化人類學研究所學者領銜的團隊在《自然》雜誌（Nature）發表研究成果。研究揭示，一件發現於中國夏河縣的古人類下頜骨化石距今已有16萬年，是除西伯利亞阿爾泰山地區丹尼索瓦洞以外發現的首例丹尼索瓦人化石，也是目前青藏高原的最早人類活動證據。這塊化石是如何發現的？研究過程中有哪些曲折故事？為此，蘭州大學新聞中心記者獨家對話張東菊副教授和夏歡博士，請她們講述夏河丹尼索瓦人研究背後的故事。
蘭州大學環境考古團隊參加「國家第二次青藏高原綜合科學考察」
問：您可以簡要描述一下這塊古人類化石嗎？
張東菊：化石僅保存了古人類下頜骨的右側，下頜骨附著第一臼齒和第二臼齒，其他的牙齒僅保留牙根部分，頜骨形態粗壯原始，臼齒較大。在沒有測量的情況下，我們可以很清楚看到它是沒有下巴的，說明它不是現代人化石。
在海拔超過三千米的青藏高原發現的丹尼索瓦人下頜骨化石
問：請問這塊化石是如何發現的呢？
張東菊：這塊化石並不是考古發掘發現。夏河當地僧人無意間發現這塊化石，幾經周折，中科院原寒旱所研究員、蘭州大學資源環境學院兼職教授董光榮接手了這塊化石，他和陳發虎院士決定對這塊化石開展合作研究。自2010年起，陳發虎院士帶領蘭州大學環境考古團隊開始對夏河人化石及其發現地進行研究，在化石出土地-甘加盆地進行了近10年的考古調查。
問：您可以簡要介紹一下古蛋白分析法嗎？
夏歡：夏河人化石本身的系統研究是自2016年蘭州大學西部教育部重點實驗室與德國馬普學會進化人類學研究所正式合作開始的，我們嘗試古蛋白分析也是從2016年開始的。在古DNA高度降解的情況下，如何通過分子學信息來判斷古老化石的歸屬，就是我們在這篇文章中運用到的古蛋白質分析方法。蛋白質中的胺基酸序列其實蘊含了個體演化一些信息，儘管這種遺傳信息相較DNA信息是非常小的，我們在夏河人化石中發現了丹尼索瓦人特有的蛋白質，這為我們確定其為丹尼索瓦人提供了最主要的證據。
陳發虎院士帶領團隊進行野外考察
問：團隊在正式開始研究前有判斷推測出這塊古人類化石是丹尼索瓦人嗎？
張東菊：當時我們做研究之前確實沒有想到這塊化石是丹尼索瓦人。不過我們還是有一點心理準備的，2010年丹尼索瓦人被發現之後，有學者做出研究，發現丹尼索瓦人對現代東亞的低海拔人群有少量的基因貢獻，尤其對青藏高原上的藏族人群和夏爾巴人群有基因貢獻，體現在高寒缺氧環境基因（EPAS1）。我們也想過這幾件化石有沒有可能會是丹尼索瓦人？我們從化石的各個方面出發，例如形態、年齡和分子學信息等，對化石進行了全面系統的分析，分析結果顯示它確實是青藏高原的丹尼索瓦人，看到結果的那一刻，我們非常驚喜。
去除附著碳酸鈣結核的夏河人下頜骨三維表面模型（灰色為虛擬重建的鏡像部分）
問：有希望找到完整的丹尼索瓦人化石嗎？
張東菊：任何一個做舊石器考古研究的學者都希望在考古研究中發現一些人類化石，也希望越完整越多越好。然而事實上，在漫長的人類演化歷史中，發現的古人類化石多是破碎的，尤其在考古發掘中，能發現一小件、一小塊就很不錯了，此前在西伯利亞丹尼索瓦洞發現的也僅是幾件孤立牙齒和骨骼碎片。將來我們也會繼續開展工作，在青藏高原做更多的調查和發掘，利用第二次青藏科考契機，更系統地開展對青藏高原的古人類活動研究工作。
夏河人下頜骨出土地白石崖溶洞的空間地理位置
問：那您和團隊找到發現夏河丹尼索瓦人化石的洞穴了嗎？如何找到的呢？
張東菊：尋找洞穴是我們前期最花費時間和精力的一項工作。拿到這塊化石的時候，我們明白單純的一塊化石告訴我們的信息是非常有限的，我們必須要知道這塊化石的發現地點以及它的年齡，我們必須要找到化石的發現地。然而發現這塊化石的僧人只留下零星的信息，這給我們尋找洞穴帶來了很大的困難。從2010年開始，我們就在夏河地區做考古調查，尋找洞穴，尋找確定哪個洞穴是化石發現地。直到2016年，我們才基本確定白石崖溶洞是化石的出土地，並對該洞穴做了一些工作。2018年底我們對遺址進行了小面積的考古發掘，目前發掘材料還在分析和整理當中。
問：在白石崖溶洞還有其他的人骨發現嗎？
張東菊：我們在2018年的發掘中其實發現了很多動物骨骼，包括一些骨骼碎片，但是目前很難說其中有沒有人骨，這需要我們對每一件骨骼做完系統地分析和古蛋白分析後，才能有答案。
陳發虎院士帶隊考察白石崖溶洞
問：您和團隊未來的工作計劃是什麼呢？
張東菊：首先是要依託國家第二次青藏科考，在青藏高原開展更大範圍、更系統的考古調查，尋找考古遺址，並選擇重要遺址開展正式考古發掘，全面、完整地去了解研究青藏高原史前人類活動情況。其次，對我們團隊而言，接下來需要對2018年白石崖溶洞發掘獲得大量的石器和動物骨骼進行整理和分析，此外，也會計劃將來對該洞穴做更大範圍的考古發掘。