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青藏高原发现已经灭绝的“全新”人类种群的下颌骨

丹尼索瓦人(Denisovans)是生活在上一个冰河时代的人类种群,属于一个全新的人类种群。通过对古代遗留的牙齿和指骨化石提取的DNA进行分析,科学家证明了丹尼索瓦人的存在,该研究被《科学》杂志(Science)评为2012年度十大科学突破之一。虽然是依据俄罗斯的化石样本命名,其实这一人种主要分布在中国。早在上世纪80年代就有不少发现(如金牛山人、大荔人、马坝人、许家窑人等遗址都有出土),只是当时长者智人尚未发现,因此他们和尼人一样被冠以“早期智人”的错误名称。2019年5月,发现于中国青藏高原东北部甘肃省夏河县的古人类下颌骨化石,最新分析研究确认其为距今16万年的青藏高原丹尼索瓦人。(图源:AP)

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5月2日,《英国自然杂志》(是世界上最早的国际性科技期刊,自从1869年创刊以来,始终如一地报道和评论全球科技领域里最重要的突破) 在线发表了由中国中科院青藏高原研究所所长陈发虎、兰州大学副教授张东菊等人与德国著名的马普进化人类学研究所专家组成中外研究团队的最新研究论文,论文公布了关于丹尼索瓦人的最新重大研究成果。这块发现于海拔3,280米的青藏高原白石崖溶洞中残缺的下颌骨化石,被确认是青藏高原上发现的已知最早的人类化石,代表了一直笼罩着神秘色彩的丹尼索瓦人在这个区域的首次出现。图为白石崖的地理位置。(图源:Google Earth)

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丹尼索瓦人已经灭绝,他们与尼安德特人属于姐妹种群,因为西伯利亚南部阿尔泰山脉中丹尼索瓦洞里的部分化石碎片以及亚洲现代人体内保留下来的部分遗传信息才为人所知。丹尼索瓦洞关于丹尼索瓦人的重要的发现始于2008年,当年考古学家在洞内发现一块有4.1万年历史的少女指骨,将她命名为“X女人”。分析发现,X女人的DNA与尼安德特人及现代智人有分别,因此将她的物种命名为丹尼索瓦人。图为2010年,考古人员在丹尼索瓦洞穴考古遗址进行挖掘工作。(图源:Getty)

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2010年8月9日,在Denisova洞穴考古遗址发现的X女性臼齿(图源:Getty)

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随着人类学研究的不断推进,科学家们发现藏族等高原人群的高海拔环境适应基因可能来自丹尼索瓦人。近些年来,国内外多个遗传学研究都得到了这样的结论。陈发虎、张东菊与马普人类进化学研究所的让-雅克·胡布灵(Jean-Jacques Hublin)教授、丹麦哥本哈根大学和马普进化人类学研究所的弗里多·维尔克(Frido Welker)博士等人实现了这个突破,他们描述的这块下骸骨,来自于青藏高原东北边缘的一处洞穴内,属于丹尼索瓦人。这也是首次以考古化石证据的方式证明丹尼索瓦人曾出现在西伯利亚丹尼索瓦洞以外的地方。(图源:AP)

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白石崖溶洞丹尼索瓦人生活年代的确定也得到了西伯利亚丹尼索瓦洞穴近些年新研究的印证。一些科学家们研究认为,保守估计丹尼索瓦人在28.7万至5.5万年前就占据了西伯利亚的这个洞穴。另外,陈发虎等研究的这块下颌骨的部分特征(如牙齿)也与丹尼索瓦洞穴的发现描述的丹尼索瓦人化石类似。研究表明,现今的夏尔巴人、藏族人和邻近种群都携带了有助于他们在高海拔环境生存的可能源自丹尼索瓦人的遗传变异。这意味着藏族等高海拔地区居民生存和繁衍的秘密找到了源头。图为白石崖溶洞的洞口面向东南,在江拉河河床上方约40米,洞口很大,里面曲径通幽,未知其深。该溶洞在当地是一个有名的佛洞景点。(图源:AP)

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白石崖溶洞所在的江拉河谷秋景。夏河县的江拉河谷中极有可能还藏着不少丹尼索瓦人的秘密。另外,虽然丹尼索瓦洞发现的丹尼索瓦人提取了十分丰富的基因信息,但是张东菊表示由于那里截至目前发掘出来的只是一些骨头的碎片,以及两颗脱落的牙齿,缺乏重要的体质形态方面的信息,这让东亚地区的其他一些古人类化石也无法和丹尼索瓦人进行形态对比。(图源:AP)

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用数字化方法去除表面附着的盐酸盐后虚拟重建的下颌骨图片。古DNA是确定古人类群体更好的手段,但由于化石的年代过于久远,加上保存的原因导致古DNA遭到毁坏,古蛋白质分析就成了分析下颌骨所属人种最为重要的手段。蛋白质作为生物体内最为重要的一类生物大分子,会在一些古生物残骸或者化石中残留下来,现在通过质谱法,就是将蛋白质降解、分离后进行检测的方法,可以完整和容易地分析出氨基酸序列,而后研究人员就能够进一步推测出蛋白质的结构,再与具体的物种联系起来。(图源:AP)

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最近一些年,在整个人类学界,丹尼索瓦洞穴的丹尼索瓦人研究进展迅速,其在分子人类学方面也获得了更多的重要信息,其特有的变异蛋白质就是其中的典型。在结果最终得到确定时,他们自己也震惊了,差一点儿错过了一个震惊的发现。此前通过对古代遗留的牙齿和指骨化石提取的古DNA进行分析,科学家已经证明了丹尼索瓦人的存在,该研究甚至被《科学》杂志评为2012年度十大科学突破之一。而后因为在东南亚、大洋洲现代人身上也发现丹尼索瓦人的基因证据以后,学界就有猜测认为远古时代可能青藏高原是丹尼索瓦人通往大洋洲的迁徙通道。(图源:AP)

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