【考古】夏河丹尼索瓦人“現身”記

一塊人類化石，一場跨越2000多公裡的異國“認親”，一項撥開16萬年前歷史之謎的考古研究，不僅使之前僅發現於阿爾泰山地區的丹尼索瓦人“現身”青藏高原並命名為夏河丹尼索瓦人（簡稱夏河人），而且將青藏高原上的人類活動歷史從距今4萬年提前至距今16萬年，刷新了人們對青藏高原最早人類活動歷史和史前人類高海拔環境適應的認識，更在人類演化史“拼圖”中拼上了關鍵的一塊。

進入2019年12月以來，因相關研究成果先后入選美國《考古學》雜志評選的2019年度世界十大考古發現、《科學新聞》雜志評選的2019年度十大科學新聞、《科學》雜志評選的2019年度十大科學突破、兩院院士評出2019中國十大科技進展新聞，丹尼索瓦人再一次聚焦了世界目光。

你是誰？我是夏河丹尼索瓦人

據蘭州大學資源環境學院副教授、環境考古團隊主要成員、論文共同通訊作者張東菊介紹，有關該成果的研究從大約10年前就開始了，而針對化石本身的研究是從2016年開始的。這是一塊長約12厘米、保存有完整的第一臼齒和第二臼齒、其他牙齒僅保留牙根部分、整體呈土黃色的古人類右側下頜骨化石，“從外表特征上看，我們可以初步判斷這是一個年代比較久的人類化石，但到底有多久、屬於哪個人種，這些信息都需要我們科學考証”。

2016年，蘭州大學環境考古團隊和德國馬普進化人類學研究所的Jean-JacquesHublin教授團隊合作，在過去十年甘加盆地多次考察的基礎上，擬定了針對化石詳盡的研究計劃。計劃第一步就是進行體質形態分析。團隊通過CT掃描將化石形態數據電子化，不僅重建了完整的下頜骨，而且得到了化石的准確測量數據。

借助測量數據，團隊從頜骨形態、齒弓形態、骨壁厚度、牙齒特征等方面在點狀分布圖中與世界上已知的古人類化石進行比對，“在點狀分布圖上，各個人種都會有一個聚集區，我們就看他分布在哪個聚集區，就說明他屬於或更接近於哪個人種”，張冬菊說道。但是，該化石在點狀分布圖上並沒有“認到親”，“但可以確定其是中更新世古老型智人的一種”。

之后，團隊對化石採樣，樣品被分作兩份，一份用於提取古DNA，另一份提取古蛋白。

但遺憾的是，可能由於年代太久，化石中的古DNA已高度降解，並未提取到。但與此同時，由哥本哈根大學和馬普進化人類學研究所的FridoWelker博士與蘭州大學在讀博士生夏歡一起開展的古蛋白提取傳來了好消息：提取到了深度降解的古蛋白。相比基因而言，由基因編譯的蛋白包含的遺傳信息較少，但比DNA更穩定、保存時間更長。

古蛋白分析結果顯示，這件化石從遺傳學上証明與丹尼索瓦洞的丹尼索瓦人親緣關系最近，可以確定其為青藏高原的丹尼索瓦人，團隊建議命名為夏河丹尼索瓦人，簡稱夏河人。

你從哪來？我從甘肅夏河來

說起這塊化石的由來，還要從上個世紀90年代說起。當時，這塊“臟兮兮”的骨頭輾轉到了中科院寒旱所研究員、蘭州大學資源環境學院兼職教授董光榮手上，而董教授唯一知道的信息是，這塊“有可能是化石”的骨頭，是從甘肅省甘南州夏河縣甘加盆地的白石崖溶洞發現的。這點零星信息也成為蘭州大學環境考古團隊最初考証化石出土地和進行年代分析的唯一依據，而后來的研究又用充分的數據和事實印証了這些零星信息的可靠性。董光榮和蘭州大學教授陳發虎決定對這塊化石合作開展研究，正式的研究工作於2010年啟動了。

團隊在除白石崖溶洞之外的其他山洞中並沒有發現任何舊石器時代考古文化遺存，排除了化石從白石崖溶洞之外的其他山洞出土的可能性，進一步確証了此前獲得的化石發現地信息的可靠性。

迎來轉機是在2016年、團隊再一次進洞考察時，張東菊無意間發現了一些鬆散堆積物，“有鬆散堆積物就說明這個地方很可能有文化遺存”。在堆積物中，張東菊發現了幾塊石頭，拿到洞外光亮處仔細辨別是打制石器，“它和自然破裂的石頭明顯不一樣，而打制石器的使用是在舊石器時代”。

這成為科學証明白石崖溶洞中有史前人類生存痕跡的直接証據，也進一步印証了化石出土於白石崖溶洞。

你多少歲了？我16萬歲了

在考古研究中，確定一塊化石的出土地和出土地層，直接指向就是為其定年代和定人種，而年代和人種是接下來開展研究的首要和必要條件。發現打制石器后，張東菊2017年向國家文物局遞交了發掘申請，以期通過發掘獲得該洞穴遺址的古人類活動信息，但未獲批。

2018年她再次遞交申請，得以批准。2018年夏天，團隊前往發掘，經過一個多星期艱苦的發掘，團隊找到了大量的石制品和動物骨骼，“后期如果測得這些石制品和動物骨骼也形成於16萬年之前，那就進一步印証了之前夏河人化石的鈾系測年結果”。而16萬年的測年結果於2017年就“出土”了。

緊接著，通過確定出土地層確定形成年代的方法、以化石骨骼為材料的鈾系測年法、以及ESR測年法等均因不可操作或對化石損傷太大也被一一排除，化石定年工作一度毫無進展。這時，附著在化石表面的“臟臟的”碳酸鹽沉積物引起了團隊的注意，“碳酸鹽沉積物就和洞裡的石筍一樣，我們之前知道它是碳酸鹽沉積物，但有很多泥土摻在其中，覺得不能用，后來沒辦法了我們想要不試試吧”。

團隊將從化石表面採集的沉積物交給有著多年合作關系的台灣大學沈川洲教授，沈川洲開展了鈾系測年，測出沉積物形成於16萬年前，“用碳酸鹽沉積物測年准確性非常高，它的形成一般和化石同期或者晚一些，所以可以說沉積物的年齡代表了化石最小的年齡”。團隊為此測年結果異常欣喜。

但為了進一步驗証該結論、使其更具有准確性和說服力，團隊又對化石表面的沉積物增加採集了兩個樣品，兩個新樣品測定的結果依然為16萬年左右。這更新了之前《科學》雜志在線發表的中國科學院古脊椎動物與古人類研究所高星、張曉凌等人的研究結論：人類首次登上青藏高原是4萬年前。

你有什麼貢獻？我解決了青藏高原世居藏族人群高原適應的關鍵基因的來源問題

2010年，《科學》雜志發表了關於青藏高原世居藏族人群高原適應的關鍵基因EPAS1。

2014年，《自然》雜志發表了藏族人的EPAS1基因可能來源於古老型智人丹尼索瓦人的研究成果，此項研究由華大基因等多家國內外科研單位完成，他們在丹尼索瓦人完備的基因組中也找到了EPAS1基因。但令人疑惑的是：丹尼索瓦洞海拔僅有700米，在海拔700米的地方生活並不需要適應高原缺氧環境的EPAS1基因，丹尼索瓦洞丹尼索瓦人怎麼會有EPAS1基因？它又是如何傳給主要生活在海拔3000米至5000米的青藏高原上的現代藏族及夏爾巴人身上的？

這一問題成為EPAS1基因來源研究中的最后一環，也成為史前人類向青藏高原擴散過程研究、丹尼索瓦人遷徙研究及厘清東亞直立人、古老型智人和現代智人演化及相互關系的關鍵節點。

蘭州大學環境考古團隊的研究成果正好為這一問題提供了可能性答案：青藏高原世居的現代藏族和夏爾巴人的EPAS1基因來自於夏河人。論文發表后召開的夏河人研究成果推介會暨專家咨詢研討會上，金鑫教授受邀參加，他激動地指出：“這好比一張拼圖，你們找到了拼圖中的最后一塊”。

近日，張東菊和10名學生組成的發掘團隊再一次在白石崖溶洞開展發掘工作，“已經發現了豐富的文化遺存，希望在后續的研究中能逐步解決以上諸多關於丹尼索瓦人的問題，使白石崖溶洞成為丹尼索瓦人研究的另一個中心，也將青藏高原史前人類活動研究推向一個新的台階，但這不是一代人的事”。