对于现今的佛教僧侣来说,位于青藏高原海拔3200米处的白石崖溶洞是一处圣地。而对于古老的丹尼索瓦人来说,这里却曾是他们的家园。

丹尼索瓦人是一个已经灭绝的人种,人们在位于2800公里外西伯利亚的另一处溶洞里发现了他们DNA、牙齿和骨片,由此才知道他们的存在。研究人员去年曾提出,根据古蛋白成分来判断,很久之前在西藏溶洞中所发现的颌骨属于丹尼索瓦人。

然而,兰州大学的考古学家张东菊和她的团队想要更多确凿的证据,包括DNA这一分子层面的黄金标准,因此在2018年12月,团队开始挖掘溶洞,挖掘前他们已向僧侣们保证只在夜间和冬季进行,以免干扰信徒们做祷告。

穿戴防污装备的考古学家们在冬夜里对白石崖溶洞进行采样。DONGJU ZHANG/LANZHOU UNIVERSITY

研究团队从黄昏干到黎明,室外的温度在此期间骤降至零下18°C,他们每天早晨都会覆盖好挖掘痕迹,终于他们的坚持获得了回报。就在10月30日,张东菊团队在《科学》杂志上报道了首次在丹尼索瓦洞外发现了丹尼索瓦人远古DNA:其线粒体DNA(mtDNA)取自溶洞沉积物,而非化石。

精确日期显示,丹尼索瓦人在10万至6万年前(最近的年份可能为45000年前)生活在溶洞之中,而在那段时间,现代人都涌向了东亚地区。

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尽管没有参与此项研究,但牛津大学地质年代学专家汤姆·海厄姆(Tom Higham)还是认为:在此次研究中,虽说发现的骨化石很少,但是可以表明“丹尼索瓦人曾广泛分布在这个半球”。这也宣告在西伯利亚以外地区对丹尼索瓦人DNA长期追索的结束。

“每年,我都会说我们终究会找到(DNA证据)。”来自德国马普实验室进化人类学研究所的共同作者斯万特·帕博(Svante Pääbo)表示,“到现在这话已经说了十年了。”

丹尼索瓦人DNA现存在于亚洲各地人群的基因组中,这说明这些远古人类曾广泛分布。但是,在白石崖溶洞发现的部分颌骨则是第一个化石证据。张东菊及其同事基于一种依赖蛋白质变异的新方法,鉴定出该下颌骨是属于丹尼索瓦人的。

然而这份声明却遭到了一些研究人员的质疑,因为这种鉴定方法是全新的,而且没人知道该颌骨是在溶洞的何处被发现的。

这些质疑将不会持续太久。该研究由青藏高原研究所领头,已进行了多次沉积物采样,并发现了灰烬中的木炭、1310个简易石器和579块犀牛和鬣狗等动物骨头。

中科院古脊椎动物与古人类研究所的古生物学家付巧妹,设法从沉积物本身中提取了丹尼索瓦人线粒体DNA。这些线粒体DNA可能散落在粪便或尿液中,与丹尼索瓦人最接近。

同时,伍伦贡大学的李波和泽诺比亚·雅各布斯(Zenobia Jacobs)带领的地质年代学家团队,对相同沉积物样品中的物质进行了年代测定。通过光学测年法,他们揭示了样品中的矿物颗粒最后一次接受光照的时间,并展示了每颗颗粒的掩埋时间。尽管年代较近的沉积物曾受到干扰,但产生丹尼索瓦人线粒体DNA的四层分别是沉积在10万、6万和最近的4万5千年前。

参与丹尼索瓦洞测年的海厄姆表示,较早沉积物的测定时间似乎非常可信。同时,通过采取从相同沉积物样品中提取DNA和日期这一方法,这项工作开启了“分子洞穴挖掘的新时代”,马普实验室人类历史研究所的地质年代学家卡特琳娜·杜卡(Katerina Douka)如是说。

溶洞中的木炭显示其居住者曾在此生过火。他们还使用了简单的石器,以及暗中观察下面草地上吃草的动物(从溶洞高处的开口可知)。也许他们中还有一些人在警惕着现代人。现代人在4万年前就已在这片领域繁衍生息。

在同期发表在《科学》杂志上的另一项研究中,帕博(Pääbo)报道称,他们分别从现在蒙古和北京附近已有3万4千年和4万年历史的化石中,提取了目前亚洲最古老的现代人类DNA。

包括丹尼索瓦人DNA在内的这些基因组是大约在5万年前交配后所留下的。但丹尼索瓦人序列不同于从现存的新几内亚人和澳大利亚原住民身上所发现的序列。德国马普实验室进化人类学研究所的古生物学家迪扬多·马西拉尼(Diyendo Massilani)认为,智人一定与两个丹尼索瓦人种群相遇并交配——一个发生在亚洲大陆,一个发生在东南亚。这进一步证明丹尼索瓦人曾经人数众多,分布广泛。

丹尼索瓦人给现代藏人留下了特殊的基因天赋:一种名为EPAS1的“超级运动员”基因变体,能帮助红细胞有效地利用氧气,这个基因正是在丹尼索瓦洞的丹尼索瓦人中发现的。

张东菊及其同事认为,青藏高原的丹尼索瓦人可能已经适应了高海拔地区的生活,而EPAS1可能也已经在他们中间广泛传播,然后才遗传给现代藏人的。

但是分子测年表明,EPAS1仅在过去的5000年间迅速传播。加州大学默塞德分校名誉教授、考古学家马克·阿尔登德弗(Mark Aldenderfer)表示,自然选择只会青睐那些常年生活在高海拔地区人们的基因变异。丹尼索瓦人可能只是季节性地住在溶洞里。张东菊的团队还需要找到核DNA来检验这一预感。

张东菊认为,对溶洞进行更多的挖掘工作,可以弄清DNA甚至是化石问题。她表示:“对该溶洞的研究才刚刚开始。”

(原标题《中国溶洞内提取DNA追踪神秘的丹尼索瓦人(附视频)|Science新闻》 澎湃新闻经授权转载 )

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