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夏河丹尼索瓦人研究入选《科学》杂志2019年十大科学突破 青藏高原人类史前推12万年

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热度22票 浏览50次 时间:2020年1月21日 11:54
夏河丹尼索瓦人研究入选《科学》杂志2019年十大科学突破 青藏高原人类史前推12万年

夏河丹尼索瓦人研究入选《科学》杂志2019年十大科学突破 青藏高原人类史前推12万年

夏河丹尼索瓦人研究入选《科学》杂志2019年十大科学突破 青藏高原人类史前推12万年

(化石网报道)据人民日报(吴月辉):核心阅读:丹尼索瓦人是已灭绝的古人类种群。关于这个神秘的“全新”人种,各国的科学家和考古学家一直在努力揭秘。中国科学家的研究成果,证实了青藏高原一处洞穴内发现的人类下颌骨化石属于丹尼索瓦人,将青藏高原上的人类活动历史由从前的3万—4万年前,提前至距今16万年。这个发现刷新了人们对青藏高原最早人类活动历史和史前人类高海拔环境适应的认识,更为人类演化史拼图补上了关键一块。

日前,美国《科学》杂志公布了其评选的2019年十大科学突破,由中国科学院青藏高原研究所研究员陈发虎院士和兰州大学张东菊副教授领衔的夏河丹尼索瓦人研究成果入选。在此之前,该成果还曾相继入选美国《考古学》杂志评选的2019年度世界十大考古发现、《科学新闻》杂志评选的2019年度十大科学新闻。

夏河丹尼索瓦人是如何被发现的?它的发现有何重要意义?

发现神秘人种的重要线索

冰河时代,曾有一个神秘的人类种群与我们的祖先共同生活在这个世界上。

2008年,在俄罗斯西伯利亚南部阿尔泰山脉的一个名叫“丹尼索瓦”的山洞里,人们首次发现了他们的“踪迹”——一截指骨化石和两颗牙齿化石。

两年后,科研人员从这截指骨化石中提取到了古DNA,分析研究后发现这些化石来自4万年前,主人是一个5—7岁的小女孩。最特别的是,她不同于此前发现的早期现代人、尼安德特人以及弗洛勒斯人,属于一个“全新”人种。于是,依据发现地的地名,将其命名为“丹尼索瓦人”。

随后,通过DNA检测和比对,科研人员发现丹尼索瓦人的基因广泛散布在现代亚洲人、澳大利亚土著人群和大洋洲的美拉尼西亚人群中。“尤其是青藏高原上的藏族人群和夏尔巴人群,丹尼索瓦人可能给他们贡献了一种名为EPAS1的变异等位基因。这一等位基因为其提供了适应高海拔缺氧环境的能力。”陈发虎说。

发现丹尼索瓦人的西伯利亚丹尼索瓦洞海拔并不高,仅有700米,为何丹尼索瓦人化石里能检测到这种适应高原缺氧的EPAS1基因?而且,除了这个山洞之外,此前在其他地方未曾发现过任何丹尼索瓦人的存在踪迹。

各国的科学家和考古学家们一直在寻找答案。

2019年5月,这一谜题有了被解开的希望。陈发虎、张东菊团队从来自甘肃省夏河县白石崖溶洞中的一块古人类下颌骨化石上找到了新线索。这块古人类右侧下颌骨化石,长约12厘米,包括第一和第二臼齿两颗完整牙齿。通过对化石进行测年、体质形态和古蛋白质等分析,研究人员确定其为丹尼索瓦人或其近亲种,是一个青少年个体。

陈发虎说:“白石崖溶洞海拔3280米。只有长时间生活在高海拔地区,才可能选择出耐低氧基因。丹尼索瓦人可能最早生活在包括青藏高原以内的广大东亚地区,在向青藏高原扩散的过程中,获得了适应高寒缺氧的基因,然后传给了现在的藏族人群和夏尔巴人群。”

当然,上述结论目前还只是在前期科学研究的基础上进行的逻辑推理,未得到进一步考古学的验证。“这也是我们接下来要做的工作之一,就是综合运用环境考古学和遗传学等多学科研究来追踪EPAS1基因的来源。”陈发虎说。

判断验证古老化石的种属

此次发现的夏河丹尼索瓦人化石,最早“现身”还要追溯到1980年。

那年,有人在甘肃夏河甘加乡的白石崖溶洞里意外发现了一块人骨,几经辗转,这块化石被交到了原中科院寒区旱区环境与工程研究所研究员董光荣手上。董光荣原本计划与当时还在兰州大学任教的陈发虎一起商量如何展开进一步研究,后来搁置了。直到2010年,针对化石的研究工作才得以正式启动。

“光有化石是不够的,我们要对化石出土的具体层位、地点和区域进行深入研究,才能获得化石所代表的古人类更准确的时空生存信息。”陈发虎说。因为发现年代久远,该化石在白石崖溶洞的具体出土地点和层位信息不得而知,关于化石发现地的信息仅来自于发现人所述。过去10年,研究团队考察了甘加盆地的20多个洞穴,最终确定了白石崖溶洞为化石出土地点。

“由于该化石并非正式发掘出土,而且发现时间久远,尽管出土地点确定,但仍无法获得其埋藏地层信息,很难进行年代测定。”张东菊说。庆幸的是,化石外包裹着一层碳酸盐。研究人员对其进行了铀系测年,结果显示该化石形成于至少距今16万年前。

时间确定后,如果再能够从化石中提取出有效的DNA,就可以从分子层面做出准确判断,确定这块下颌骨的主人是谁。遗憾的是,研究人员最终未能从样本中提取出古DNA来。

张东菊解释说:“在生物死亡过程中,细胞会逐渐发生自溶。在高温和潮湿的条件下,DNA也容易发生水解、断裂。此外,许多微生物也会污染吞噬DNA。即使在理想的寒冷环境下,能留存下来的古DNA也不会超过100万年。”

为进一步确定化石种属,研究团队利用了古蛋白质分析。“人体中蛋白质的氨基酸序列及其结构同样记录着人类遗传信息,虽然其分辨率比DNA小得多,但其保存时间往往比DNA更长,因此对于判断时间较长或出土于湿热环境的古老化石种属非常有效。”张东菊说。

很幸运,这次研究人员在化石中发现了丹尼索瓦人特有的蛋白质。通过古蛋白质分析,研究人员最终发现该化石在遗传学上与阿尔泰山地区丹尼索瓦洞的丹尼索瓦人亲缘关系最近,可以确定为青藏高原的丹尼索瓦人,称为夏河丹尼索瓦人。

补上人类演化史拼图的关键一块

人类何时登上青藏高原和如何适应高原环境,一直是古人类学界和青藏高原科学考察的重点。

此前,考古学家认为青藏高原有明确记录的人类遗址最早也就到1.5万年前。2018年底,中科院古脊椎动物与古人类研究所研究员高星和副研究员张晓凌在尼阿底遗址(海拔4600米)的新发现将人类登上青藏高原的历史推至3万—4万年前。

陈发虎说:“夏河丹尼索瓦人下颌骨化石的发现将青藏高原上的人类活动历史提前至距今16万年,向前推进了12万年,刷新了人们对青藏高原最早人类活动历史和史前人类高海拔环境适应的认识,更在人类演化史‘拼图’中拼上了关键的一块。”

虽然新发现的化石仅保存了下颌骨右侧,但已是目前发现的体积最大的丹尼索瓦人化石,为丹尼索瓦人体质形态研究提供了重要证据。

“下颌骨的形态表现出一些古老性,更接近中更新世的化石人类,其下颌骨粗壮,低厚,尤其是缺少下巴颏。”陈发虎说:“通过下颌骨几何形态测量,我们也发现了一些原始性,包括变异在中更新世化石人类范围内,而在直立人变异范围的边缘,更接近中国蓝田人、周口店人。但相反的是,从牙齿排列的形态来看,与直立人有所差别,不像直立人那么长,而更接近于中更新世尼安德特人和现代智人的一些标本。”

团队研究人员透露,接下来还将对丹尼索瓦洞丹尼索瓦人和夏河丹尼索瓦人的交流、迁移、扩散问题,夏河丹尼索瓦人的遗传特征、体质形态特征及文化特征,夏河丹尼索瓦人在青藏高原上的时空分布、与东亚其他古人类以及现代人的关系等问题,开展进一步研究工作。

相关报道:夏河丹尼索瓦人成果入选《科学》2019年十大科学突破

(化石网报道)据中国科学院青藏高原研究所:北京时间12月20日,美国《科学》杂志公布了其评选的2019年十大科学突破。继先后入选2019年度美国《考古学》杂志(Archaeology)评选的世界十大考古发现、《科学新闻》杂志(Science News)评选的十大新闻之后,由我所陈发虎院士和兰州大学资源环境学院张东菊副教授领衔的夏河丹尼索瓦人研究成果入选《科学》杂志2019年十大科学突破。
复原夏河丹尼索瓦人下颌骨三维动画

自2010年开始,陈发虎院士带领团队多次对甘肃省夏河县白石崖溶洞所在的甘加盆地进行考古调查,在该盆地内发现多处旷野型旧石器考古遗址。在国家文物局和甘肃省各级文物部门支持下,2018年,张东菊带队对化石出土地——白石崖溶洞进行小面积正式考古发掘,发现较厚的文化层堆积,发掘出土1400多件石制品和600多件动物骨骼化石,显示古人类在该遗址曾较长时间生活。

通过对夏河人化石开展年代学、体质形态学、分子考古学、生存环境、人类适应等多学科综合分析,发现该化石是除阿尔泰山地区丹尼索瓦洞外发现的首例丹尼索瓦人化石。此前,科学界普遍认为,西藏发现的尼阿底遗址是青藏高原最古老的考古遗址。夏河丹尼索瓦人化石的发现,将青藏高原史前人类活动时间由距今4万年推早至距今16万年。

2019年5月2日,《自然》杂志在线发表了该项成果后,引起了国内外的广泛关注。论文发表当天,Nature和Science杂志均对该研究进行了深度解读和专门报道。不到半个月,包括美国有线电视台(CNN)、英国广播电视台(BBC)在内的国际报道高达200余次。随后,另一支研究团队利用阿尔泰山丹尼索瓦洞内的丹尼索瓦人DNA数据为丹尼索瓦人画像,成果发表于《细胞》(Cell)杂志,进一步引发了学界对丹尼索瓦人的持续关注。

丹尼索瓦人与早期现代人的基因交流及其传播迁徙路线一直是学术界和公众关注的热点。对白石崖溶洞的发掘和研究对探讨远古人类演化迁徙的研究具有重要意义。

目前,张东菊副教授正率队对白石崖溶洞进行考古发掘。夏河丹尼索瓦人研究仍在继续,期待产出更大国际影响的研究成果。

其他入选成果分别是:

黑洞照片
K-Pg撞击的影响
量子飞跃
多人扑克人工智能大师
埃博拉药物
最遥远天体 Arrokoth的特写
基于微生物组的营养不良治疗
囊性纤维化三联疗法获批
我们的微生物祖先

来源: Science官网
https://vis.sciencemag.org/breakthrough2019/

相关报道:陈发虎院士丹尼索瓦人研究成果入选2019世界十大考古发现

(化石网报道)据中国科学院青藏高原研究所:近日,夏河丹尼索瓦人研究成果入选美国考古杂志《Archaeology》评选的2019年度世界十大考古发现。该项研究由中科院青藏高原研究所所长陈发虎院士、兰州大学资源环境学院副教授张东菊领衔、国内外多家科研院所共同参与,是本年度唯一的来自中国的考古发现。此外,夏河丹尼索瓦人研究还入选了《Science》杂志评选的2019年十大科学突破,经过第一轮激烈投票,进入2019年十大科学突破前四名,有望冲击2019年最重大科学突破。最终名次将于12月19日揭晓,让我们拭目以待。

通过对甘肃夏河白石崖溶洞发现的一枚长约12厘米人类右下颌骨化石研究发现,古人类的一支——夏河丹尼索瓦人16万年前已登上青藏高原,并成功在那里生活。2019年5月初,《自然》杂志在线发表了这项考古成果。

自2010年开始,陈发虎院士带领团队多次对白石崖溶洞所在的甘加盆地进行考古调查,在该盆地内发现多处旷野型旧石器考古遗址。2018年,张东菊带队对化石出土地——白石崖溶洞进行小面积正式考古发掘,发现较厚的文化层堆积,发掘出土丰富的石制品和动物骨骼遗存,显示古人类在该遗址曾较长时间生活。

该项成果发布后,受到国内外学者和媒体的广泛关注。这枚人类右下颌骨化石保存有两颗完整的牙齿,牙齿较大而且原始。随后,另一支研究团队利用阿尔泰山丹尼索瓦洞内的丹尼索瓦人DNA数据为丹尼索瓦人画像,成果发表于《细胞》杂志,进一步引发了学界对丹尼索瓦人的持续关注。

此前,学界公认,在西藏发现的尼阿底遗址是青藏高原最古老的考古遗址。在白石崖溶洞发现的这件古人类右下颌骨化石将青藏高原史前人类最早活动时间由距今4万年推早至距今16万年。此项研究表明,可能携带了适应高寒缺氧环境基因(EPAS1)的古老型智人——丹尼索瓦人,已先于现代智人来到青藏高原,且在第四纪最大冰期时成功生活在这一寒冷缺氧的高海拔区域。

《Archaeology》杂志由美国考古研究所(Archaeological Institute of America ,也译为美国考古学会)主办,是一本面向公众的双月刊考古杂志,至今已有70余年历史,在全球拥有约25万读者。自2006年开始,该杂志每年12月评选出本年度世界十大考古发现,在全球范围内具有较大影响力。

本年度评出的其他九项考古发现分别是:埃及古王国时期墓葬、墨西哥玛雅地下世界、英格兰新石器时代亨格盛宴、哈萨克斯坦关于苹果的起源、德国中世纪女抄写员、意大利黄金屋的新房间、秘鲁大型屠杀祭祀、蒙古银龙之墓、英格兰诺曼征服时代的钱币贮藏。

相关报道:陈发虎院士夏河丹尼索瓦人研究入选《Science News》2019十大新闻

(化石网报道)据中国科学院青藏高原研究所:12月16日,《Science News》杂志公布了2019年度十大新闻(Top 10 stories)。中科院青藏高原研究所所长陈发虎院士、兰州大学资源环境学院张东菊副教授领衔,联合国内外多家科研院所共同参与的夏河丹尼索瓦人(简称夏河人)研究成果入选。

本次入选《Science News》2019十大新闻反映了夏河人研究成果获得国际学术界的广泛认可。中科院青藏高原研究所在中科院四类机构改革中,根据地球科学的研究特点,组建了四个研究中心和九个研究团队,实行研究团队攻坚模式,鼓励原创成果产出。夏河人成果已入选世界考古十大发现,再次被《Science News》评为2019年十大新闻,说明青藏高原研究所新组建的古生态与人类适应研究团队在青藏高原史前人类适应高寒缺氧环境研究领域取得了新进展。

2019年,丹尼索瓦人研究取得了多项进展:丹尼索瓦洞发现的两块头骨碎片和指骨(Denisova 3)丰富了丹尼索瓦洞内丹尼索瓦人的体质形态信息;丹尼索瓦洞内的考古地层与遗存研究推动了我们对丹尼索瓦人在洞穴内的生存年代与文化内涵的了解;阿尔泰山丹尼索瓦人基因组研究揭示,丹尼索瓦人存在不同的分支,可能广泛分布于亚洲;夏河人化石的发现将史前人类在青藏高原活动的最早时间从距今4万年推至距今16万年。夏河人化石作为考古学证据,支持了此前发现于阿尔泰山丹尼索瓦洞的丹尼索瓦人曾在东亚广泛分布的推测,并为首次重建丹尼索瓦人肖像提供了科学依据。

中科院青藏高原研究所古生态与人类适应团队由陈发虎院士组建,团队聚焦人类定居青藏高原的历史过程、动力机制与生存环境变化。近年来,团队在陈发虎院士的学术指导下取得了系列成果:在人类登上高原的时间、原因方面取得原创性认识,并进一步深化;初步厘清了末次盛冰期(距今2万年)以来青藏高原水热配置格局、生态环境变化及机制,并努力揭示人类活动对高寒生态环境的影响;青藏高原南部早期高寒农业扩散、人群生业模式、交流扩散等研究正在取得新突破;针对高寒古生态研究中生物量低、样品量少的难题,开发分子生物学、流式细胞仪与生物分子标志物等新技术在高寒古生态环境研究中的应用,搭建了初具规模的古生态与人类适应研究平台。

团队承担中国科学院A类战略性先导科技专项、国家重点研发计划、国家自然科学基金重大项目。团队成员围绕“人类定居青藏高原的历史过程、动力机制与生存环境变化”这一核心科学问题,在Nature、Science、PNAS等顶级期刊发表多篇论文,在人类登上高原的时间、人类定居高原的原因、人类活动如何影响高寒生态环境等问题方面获得国际同行认同,保持了在这一方向上的国际领先水平。

相关报道:陈发虎所长在Nature发表的夏河古老型智人研究成果广受关注

(化石网报道)据中国科学院青藏高原研究所:北京时间2019年5月2日,Nature杂志在线发表了我所所长陈发虎院士牵头的研究论文“青藏高原中更新世晚期丹尼索瓦人的下颌骨化石”(A late Middle Pleistocene Denisovan mandible from the Tibetan Plateau)。该文在线发表后,受到全球科学界与社会公众持续和广泛地关注,相关报道在公众间广泛传播,在丹尼索瓦人、青藏高原人类活动历史等研究领域也产生了广泛影响。

夏河丹尼索瓦古老型智人的研究正式在线发表前,鉴于其可能产生的巨大影响预期,Nature杂志特意于4月28日和29日为该文召开了中、英文电话新闻发布会。文章第一/通讯作者陈发虎院士由于发布会期间在中亚进行野外考察,无法出席发布会。由共同通讯作者兰州大学的张东菊副教授、德国Max Planck演化人类学研究所的Jean-Jacques Hublin教授以及博士后Frido Welker代表所有作者出席了英文电话新闻发布会,参加发布会的有来自世界各地的30多家国际媒体,持续时间超过1小时;张东菊副教授和研究生夏欢出席了中文电话新闻发布会,参加发布会的有15家国内主要媒体,持续时间近一个半小时。电话新闻发布会前后,几十家国际国内重要媒体,包括Nature和Science的记者,也单独对陈发虎、Jean-Jacques Hublin、张东菊和Frido Welker等作者进行了专门的电话和邮件采访。虽采访形式不同,但媒体所关心的问题涵盖了化石研究的方方面面,包括化石的发现过程、合作研究开展的历史、化石出土的白石崖溶洞的特征、化石形态的特征和意义、古蛋白和古DNA研究的结果和意义、测年方法的选择和年代结果的意义、丹尼索瓦人研究的意义、青藏高原人类活动历史、史前及现代高海拔人群的特殊环境适应特征等众多问题,主要作者对所有问题进行了耐心回答,保证了科学记者对该研究的深入理解,从而确保了新闻报道如实而通俗易懂地传播了该项研究的内容及背景历史,让公众轻松了解并理解了此项国际前沿研究成果。

夏河人化石研究成果,不仅得到全球全覆盖式报道,而且得到学术界和媒体界的广泛肯定和赞扬。论文发表当天,Nature和Science杂志均对该研究进行了深度解读和专门报道,其中,被采访的古人类学家与考古学家均给予了高度评价,认为夏河人研究是一项杰出的研究工作,为获得丹尼索瓦人面貌提供了重要信息,也为进一步揭示东亚复杂古老人群之间关系提供了重要材料。文章发表后,以英文媒体为主的国际报道高达200次,包括美国有线电视台(CNN)、英国广播电视台(BBC)、泰晤士报、纽约时报、国家地理、华盛顿邮报、西班牙先峰报、俄罗斯新闻社、日本朝日新闻等多个国家地区重要媒体;国内各家媒体对本研究的报道次数超过400次,有人民网、中国经济网、光明网、中国科学报、新华网、南方都市报、彭拜新闻、新浪网、南方周末等。从Nature获悉,Nature杂志发表的研究论文中文报道次数一般超过100次就很不错了,而夏河人化石文章的报道现已超过400次,其受到的关注远高于其他论文。截至日前,国际通用追踪文章潜在影响力的Altmetric(替代计量学)显示,夏河人化石文章的得分为2038。该分数在过去两周的快速增长表明,论文发表后迅速成为高关注度的研究论文。目前,该文的Altmetric评分在所有其追踪的1300万篇研究论文中排名前5%,其中,在Nature发表的67281篇研究论文中,潜在影响排名前1%。

截至5月14日,夏河人化石文章在线发表近两周,其社会影响仍在被持续关注。该文的发表,不单是将青藏高原丹尼索瓦人化石的发现公布于世,而更重要的是给大家提供了更广阔的想象空间,如先于我们现代智人之前的丹尼索瓦古老型智人的生存区域和生存环境,东亚直立人、东亚古老型智人、丹尼索瓦人与我们东亚现代智人间的演化关系,以及史前人类定居青藏高原的历史和动力等问题。相比于已知的成果,大家更为期待夏河人化石的后续研究,特别是其遗址信息和文化内涵信息的进一步揭露。夏河人化石研究团队正在紧锣密鼓地开展接下来的工作,希望将来的研究成果能够回答大家关心的诸多问题。

相关报道:Nature杂志发表我所在青藏高原发现丹尼索瓦古老型智人的亮点成果

(化石网报道)据中国科学院青藏高原研究所:由陈发虎所长作为第一和通讯作者的中科院“泛第三极环境变化与绿色丝绸之路建设”专项研究成果“青藏高原中更新世晚期丹尼索瓦人的下颌骨化石”(A late Middle Pleistocene Denisovan mandible from the Tibetan Plateau)于北京时间2019年5月2日在国际顶级学术刊物Nature杂志正式在线发表。该成果是陈发虎院士带领其团队多年来在青藏高原开展过去人类活动和环境适应研究获得的又一突破性进展。我们分析了甘肃夏河县新发现的古人类下颌骨化石,可以确定其为青藏高原的丹尼索瓦人,建议命名为夏河丹尼索瓦人,简称夏河人。研究团队还包含来自德国马普学会进化人类学研究所、台湾大学、复旦大学、甘肃省文物考古研究所、哥本哈根大学、纽约大学、牛津大学、肯特大学和中国科学院古脊椎动物与古人类研究所等科研单位的多名境内外学者。自2016年起,研究团队针对该化石开展了年代学、体质形态学、分子考古学、生存环境、人类适应等多学科综合分析。结果发现,该化石目前是除阿尔泰山地区丹尼索瓦洞以外发现的首例丹尼索瓦人化石,也是青藏高原发现的最早人类活动证据(距今16万年前)。该研究为进一步探讨丹尼索瓦人的体质形态特征及其在东亚地区的分布、青藏高原早期人类活动历史及其对高海拔环境适应等问题提供了关键证据。

该化石于上世纪80年代发现于青藏高原东北部的甘肃南部夏河县甘加盆地白石崖溶洞,具体出土层位缺失,但化石被厚层碳酸盐结核包裹,使对其进行年代测定成为可能。为减少对该珍贵化石的破坏,未尝试对化石进行直接测年,仅对化石外包裹的碳酸盐结核包裹体进行了铀系测年分析。三个测年结果均为距今16万年前后,显示该化石形成于至少距今16万年前,说明该古人类在第四纪最为寒冷的倒数第二次冰期(MIS6:深海氧同位素6阶段)生活于青藏高原。化石的发现也意味着甘加盆地在揭示青藏高原早期人类活动历史方面具有巨大潜力。在第二次青藏高原综合科学考察预研究中,陈发虎院士及张东菊副教授带领团队曾多次对甘加盆地(海拔3000米)进行考古调查,发现多处旧石器考古遗址。2018年兰州大学环境考古团队联合甘肃省文物考古研究所对白石崖溶洞进行小面积的正式考古发掘,发现丰富的石制品和动物骨骼遗存,显示古人类在该遗址曾较长时间生活。相关材料整理和数据分析工作正在有序开展,将来有望为揭示该区域的古人类行为和相关文化信息提供重要证据。

本次发表的古人类化石仅保存了下颌骨右侧,包括第一和第二臼齿两颗完整牙齿。对其颌骨表面、骨壁厚度、齿弓形状、牙齿大小、牙齿排列、牙齿萌发和牙齿磨损等体质性状进行了全面分析,确定其为中更新世古老型智人的一种。为进一步确定其种属,应用古DNA和古蛋白等古人类学研究的新技术,对采集自化石的少量粉末样品进行分析,结果显示,该化石未保存古DNA,但是保存有深度降解的古蛋白。提取到的古蛋白信息显示,该化石在遗传学上与阿尔泰山地区丹尼索瓦洞的丹尼索瓦人亲缘关系最近,确定为青藏高原的夏河丹尼索瓦人。

丹尼索瓦人和青藏高原史前人类活动是国际研究的热点问题,此项多学科研究成果为这两个热点问题提供了重要信息,揭示出可能携带了适应高寒缺氧环境基因(EPAS1)的古老型智人-丹尼索瓦人,已先于现代智人来到青藏高原,且在第四纪最大冰期(倒数第二次冰期)时已成功生活在这一寒冷缺氧的高海拔区域,为进一步揭示现代藏族人群的EPAS1基因来源提供了新线索。该研究不仅再次刷新了我们对青藏高原最早人类活动时间和史前人类高海拔环境适应等问题的认识,而且为神秘的丹尼索瓦人的深入研究开启了更广阔的研究空间,为深入理解东亚直立人、古老型智人和现代智人的演化及其相互关系提供了新的视角。

青藏高原作为世界上海拔最高的高原和世界第三极,即使对现代人而言也是最难生存的极端环境之一,其严酷的自然环境和稀薄的氧气,对人类的生理和生计构成了双重挑战。然而,2018年张晓凌等人在Science发表的中科院“泛第三极环境变化与绿色丝绸之路建设”专项的研究成果显示,距今3-4万年前装备石叶技术的现代智人已经进入海拔4600米以上的高原腹地,反映出史前人类对高海拔环境的适应历史源远流长。史前人类大规模常年定居高原的历史则相对较短,陈发虎团队曾于2015年在Science上发表了过去十年来在青藏高原东北部开展的新石器时代和青铜时代遗址的植物考古研究成果,发现史前粟作农业人群于距今5200年前扩散至高原边缘海拔2500米以下的河谷地带;距今3600年之后,得益于麦作农业的传入才大规模常年定居于海拔3000米以上的高原地区,厘清了青藏高原史前人类定居高原的历史轨迹。陈发虎研究团队的最新研究结果显示,具有适应高寒缺氧基因的丹尼索瓦人可能最早生活于包括青藏高原在内的广大东亚地区,阿尔泰山地区的丹尼索瓦洞只是这群古老型智人生活的最北地区。

这项夏河人研究,将史前人类在青藏高原活动的最早时间从距今4万年推早至距今16万年,为现代藏族和夏尔巴人等高原人群的高海拔环境适应基因找到了可能的本地来源,并首次从考古学上验证了此前只发现于阿尔泰山地区丹尼索瓦洞的丹尼索瓦人曾在东亚广泛分布的推测。此前,全世界发现的丹尼索瓦人化石只有1件手指骨碎片、2颗孤立牙齿和1件牙齿断块,及1件丹尼索瓦人和尼安德特人的第一代混血儿骨骼碎片,且全部出土于丹尼索瓦洞,除了高覆盖度的全基因组数据外,只有极其有限的人类体质形态信息。本研究首次为丹尼索瓦人研究提供了丰富的体质形态学信息,使重建丹尼索瓦人体质形象及与东亚丰富的但缺乏古DNA信息的中晚更新世人类化石进行体质形态对比成为了可能。总之,夏河人的发现与研究,具有重要意义,不仅扩展了我们对青藏高原史前人类活动的认识,而且加深了我们对国际研究热点丹尼索瓦人的理解。

为更全面地重建青藏高原史前人类活动历史和人-环境相互作用历史,我所新组建了“古生态与人类适应”研究团队,在第二次青藏高原综合科学考察中也专门设置了过去人类活动与环境变化专题。2018年,“古生态与人类适应”团队与兰州大学环境考古团队共同开展了科考工作,在我所杨晓燕研究员带队下,完成了雅鲁藏布江中下游的联合科考;在兰州大学张东菊副教授带队下,完成了青藏高原东北部旧石器遗址的调查;国家人才计划广州大学的章典教授连续两年对拉萨北部的邱桑史前人类手脚印遗址开展了新的考察研究。考察的初步研究成果已经撰写科考报告,全面的样品测试和深入的数据分析正在进行。接下来的五年,环境考古科考队将逐步对青藏高原进行分区专门考察,在人类演化和现代智人扩散的全球视野下,结合高原现生人群的现代遗传学和古人类的古DNA分析等现代科学技术手段,系统调查和研究不同时期人类扩散、定居和适应高原的过程和机制等问题,深入开展过去人-环境相互作用的研究,有望在不远的将来再次获得新成果。

原文链接:https://www.nature.com/articles/s41586-019-1139-x

相关报道:青藏高原所与兰州大学联合主办夏河人研究成果推介暨专家咨询研讨会

(化石网报道)据中国科学院青藏高原研究所:2019年5月2日,《自然》杂志在线发表了中科院青藏高原所所长陈发虎院士领衔的团队关于“青藏高原中更新世晚期丹尼索瓦人的下颌骨化石”的研究成果。此项成果围绕在夏河县白石崖溶洞发现的古人类下颌骨化石展开,该化石是目前除阿尔泰山地区丹尼索瓦洞以外发现的首例丹尼索瓦人化石,首次从考古学上验证了此前只发现于阿尔泰山地区丹尼索瓦洞的丹尼索瓦人曾在东亚广泛分布的推测,并将史前人类在青藏高原活动的最早时间从距今4万年前推早至距今16万年前,揭示了青藏高原史前人类对高海拔环境适应的悠久历史。

夏河人化石研究成果发表后,在丹尼索瓦人、青藏高原史前人类活动及中国古人类演化等研究领域产生了深远的影响,受到学术界和社会公众的广泛关注。为进一步提升该成果的影响,更好地开展下一步化石出土地——白石崖溶洞的发掘和研究工作,6月14日由中科院青藏高原所和兰州大学联合主办,夏河县委县政府联合兰州大学资源环境学院共同承办了“夏河人研究成果推介会暨专家咨询研讨会”,本次研讨会得到了甘肃省文物局的大力支持,并邀请了国内古人类学界和旧石器考古学界的权威专家进行现场考察和研讨。

青藏高原所所长陈发虎、党委书记董伟锋,兰州大学副校长潘保田,甘肃省文物局局长马玉萍,甘南州委副书记、州长赵凌云,夏河县委县政府相关负责人出席会议。中国考古学会旧石器专业委员会主任高星研究员、中国考古学会旧石器专业委员会秘书长王社江研究员以及中科院古脊椎动物与古人类研究所、北京大学、甘肃省文物考古研究所、兰州大学等多家单位的考古学领域知名专家学者和近十家国内知名媒体也应邀参加此次会议。

陈发虎院士作了“青藏高原史前人类活动的研究思考”报告,在人类演化的大背景下讲述了青藏高原史前人类活动研究历史,详细介绍第二次青藏高原科学考察研究成果,提出了青藏高原史前人类活动研究的一系列需待解决的科研问题,未来应将研究视角从青藏高原东北部扩展到整个青藏高原。他的报告对将来开展生存环境变化和人类适应提出了科学思路,他也对参加研讨会的青年科研人员提出了殷切期望,希望青年科研工作者能够开拓创新,在青藏高原环境演变和古人类适应方面产出更大更好的原创性科研成果。

兰州大学张东菊副教授对夏河人研究历程、研究成果以及白石崖溶洞发掘研究进展等进行介绍,会议现场还展示了夏河人化石及白石崖溶洞2018年发掘出土的部分石器和动物骨骼标本,与会专家和学者围绕夏河人化石和石器及动物骨骼标本进行讨论。

会议期间由陈发虎院士带队,与会专家一同前往化石发掘地夏河县白石崖进行了实地考察,新华社和央视等媒体在现场采访了陈发虎院士,陈院士说:“我们这次的成果就是发现了夏河丹尼索瓦古老型智人,简称夏河人。它的发现对理解整个中华民族、理解藏族的起源,都具有非常重要意义。接下来我们会进一步深入发掘,努力将夏河白石崖打造成一个在世界上有影响的考古遗址,同时,为推动甘南地区人文旅游和地方经济发展做出贡献”。

此次会议不仅仅是围绕夏河人成果开展学术讨论,更是一场中国旧石器考古学和古人类学高级研讨会,与会专家关于青藏高原史前人类活动及中国古人类演化和旧石器文化研究最新进展的报告,从最新的青藏科考成果到现代人起源研究,将会议讨论视角从青藏高原东北部的夏河地区扩展到整个青藏高原乃至整个中国,为目前国际热点问题——现代人起源问题提供讨论平台,也为夏河人研究工作提供更多样化的信息,期待在不远的将来能够再次获得突破性研究成果。
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