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“夏河人”现身:远古智人16万年前已登上青藏高原

科普小知识2022-02-21 15:01:09
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只有半块颚骨和两颗完整的牙齿,这种不到手掌大小的人骨属于有史以来发现的最早的青藏高原人。

中国科学院院士、青藏高原研究所所长陈法虎领导的一项研究,确定了这块骨头和两颗牙齿的主人。5月2日,国际学术期刊《自然》在网上公布了它的研究结果。16万年前,青藏高原上人类活动的最早证据被宣布。

该小组的主要成员、兰州大学资源与环境学院西部环境教育系重点实验室的副教授张东久告诉《新京报》记者,研究显示,在倒数第二个冰河时期,也就是第四纪最冷的时期,已经有人生活在寒冷缺氧的高海拔地区,这为青藏高原早期人类活动提供了重要证据。

继去年11月*尼雅提遗址的考古结果公布后,中国科学家又一次在短时间内(从4万年前到16万年前)创造了青藏高原人类活动的新历史记录。

作者建议将该化石命名为下河杰尼索夫人,简称“下河人”,因为它与阿尔泰山的杰尼索夫人在基因上有亲缘关系。

“夏河人”现身:远古智人16万年前已登上青藏高原

恒河盆地的一个考古河谷。受访者提供了照片。

洞穴探险:十年探索恒河盆地

20世纪80年代,夏河的当地僧侣偶然发现了一个有两颗完整牙齿的化石,并将它献给了当地寺庙的活佛。

意识到化石可能是一个珍贵的古物,寺庙小心地保存了化石,后来把它交给了董光荣,中国科学院寒区和干旱地区环境与工程研究所的前研究员。2010年前后,董光荣和陈法虎开始合作研究化石。

整个研究中最困难的部分是发现化石的地方。当时发现化石的和尚没有任何踪迹可寻。他只留下几个字,说这化石来自下河的一个山洞。

研究人员以下河为中心进行了近十年的考古调查,咨询当地村民和僧侣,寻找所有可以进入的洞穴。在考察了甘家盆地的20多个洞穴后,研究小组发现白石崖洞穴满足所有条件,并被确认为化石。在洞穴中也发现了旧石器时代的遗迹。

2018年,在国家文物局和甘肃省各级文物部门的支持下,兰州大学环境考古队和甘肃省文物考古研究所联合开展了白石崖洞小规模考古发掘。大量的石制品和动物骨骼的遗迹相继出土,表明古代人在这里生活了很长时间。

“夏河人”现身:远古智人16万年前已登上青藏高原

白石崖溶洞。受访者提供了照片。

鉴定:DNA缺失,古代蛋白质显示证据

根据对骨骼化石外部特征的研究,研究小组确定它们是中更新世的古代智人之一。为了进一步确定它的种类,研究小组试图提取和分析古代的DNA。不幸的是,经过长时间的高度退化,化石没有保存古代的DNA。

这时,另一种分子研究方法派上了用场:古代蛋白质分析。

兰州大学博士生夏欢参与了古代蛋白质的分析。她说蛋白质中的氨基酸序列包含个体进化信息,尽管遗传信息不如DNA信息多。他们在化石中发现了杰尼索夫人特有的一种变异蛋白质,这为杰尼索夫人提供了最重要的证据。

此外,应该测量化石年龄。为了减少对珍贵化石的破坏,研究小组没有直接确定化石的年代。然而,化石被厚厚的碳酸盐结核包裹着。研究小组邀请*大学的沈教授对碳酸盐岩结核包裹体进行铀系定年分析。三次测年的结果表明,这块化石的年代大约在16万年前。

这表明这位古代人生活在第四纪倒数第二个最冷的冰川时期的青藏高原,这也意味着甘佳盆地在揭示青藏高原早期人类活动的历史方面具有巨大的潜力张东久说道。

“夏河人”现身:远古智人16万年前已登上青藏高原

基于MicroCT扫描数据的下河下颌骨模型重建。受访者提供了照片。

溯源:杰尼索夫人,东亚人的神秘祖先

这一发现同时触及了国际研究的两个热点问题:青藏高原上的史前人类活动和杰尼索夫人。前者是研究的起点,但后者纯属偶然。

世界上许多学者推测,东亚是杰尼索夫人广泛分布的地区,但没有发现化石证据。“许多在中国发现的中更新世人类很难确定具体的物种和属。尽管杰尼索夫人是在2010年提出的,但我们起初并没有想到他们,结果令人惊讶。”张东久说道。

“这是一个非常重要的发现”和“对杰尼索夫人的研究具有重大意义”...论文发表几天后,研究团队收到了国际国内同行的大量好评,认为突破了杰尼索夫研究的瓶颈。

杰尼索夫人遥远而神秘,是近年来古人类学研究的热点。许多东亚人在体内保留了少量杰尼索夫基因。可以说,杰尼索夫人在某种程度上也是东亚人的祖先。

杰尼索夫人的故事起源于西伯利亚阿尔泰山脚下的杰尼索夫洞穴。自2008年以来,科学家在洞穴中发现了第一代尼安德特人和杰尼索夫人混血儿的一个手指骨碎片、两个孤立的牙齿、一个断掉的牙齿和一个骨头碎片。

已经灭绝的尼安德特人属于早期智人,曾经统治欧亚大陆。现在欧亚混血儿仍然携带尼安德特人的基因。丹尼索瓦洞穴中发现的人类手指骨DNA与现代人和尼安德特人不匹配。科学家将其命名为杰尼索夫人,一种新的古代智人。

张东久说,杰尼索夫人被视为“姐妹物种”,因为他们与尼安德特人有着密切的亲缘关系。100万年前,尼安德特人、杰尼索夫人和现代智人拥有共同的祖先。在漫长的进化史中,现代智人第一次独立出来。尼安德特人和杰尼索夫人后来分道扬镳,组成了两个种族。

“夏河人”现身:远古智人16万年前已登上青藏高原

白石崖溶洞2018年发掘现场。受访者提供了照片。

描绘古代:帮助重建杰尼索夫人的形象

杰尼索夫人携带一种特殊的基因:适应寒冷和缺氧环境的基因(EPAS1),这使他们能够适应寒冷和缺氧环境。然而,87%的现代高海拔藏族人也携带EPAS1基因,因此藏族人被认为与杰尼索夫人有着密切的遗传关系。根据国外的研究,很少的汉族人(大约1%~2%)也携带EPAS1基因。

科学家推测杰尼索夫人曾在东亚广泛分布。中国是一个重要的地区,但是仍然没有化石证据来支持他们。与此同时,杰尼索夫洞穴中的碎片化石除了提供整个基因组数据外,只提供了极其有限的物理形态信息。我们还不知道杰尼索夫人长什么样。

“下河”化石不仅是在杰尼索夫人洞穴外发现的第一个杰尼索夫人化石,也是迄今为止发现的最大的个体杰尼索夫人化石,首次提供了丰富的物理形态信息。

“下河人的这半个下颌骨显示了诸如骨壁厚度、牙弓形状、牙齿大小和牙齿排列等信息,并显示了一些身体特征。头骨对于研究古代人类非常重要。下巴是头骨的一部分。”张东久说道。

张东久说,这一发现使重建杰尼索夫人的物理图像成为可能,并将他们的物理形态与东亚其他中、晚更新世人类化石进行了比较,加深了我们对杰尼索夫人的了解。

随后,兰州大学的研究团队将更有针对性地寻找杰尼索夫人的文物,对青藏高原进行更广泛、更系统的考古调查,希望能找到更多的化石证据。同时,研究团队将对白石崖溶洞出土的大量石器和动物骨骼进行整理和分析,并计划今后进行更广泛的考古发掘。

“夏河人”现身:远古智人16万年前已登上青藏高原

陈法虎院士带领团队成员对恒河盆地进行了考古调查。受访者提供了照片。

[回应]

当地*计划对洞穴采取保护措施。

出土这一珍贵化石的白石崖洞遗址,至今一直由白石崖庙管理,被当地信徒称为“神东”。

夏河县文化旅游局副局长段告诉《新京报》,白石崖溶洞外有一扇铁门,普通游客需要专人带领,所以保护效果很好。该论文于5月2日发表后,下河县文化旅游局向上级提交了一份报告,建议*今后对白石崖溶洞进行治理,采取更加完善的文物保护措施,为下一步的发掘工作提供便利条件。

兰州大学的研究小组也在与当地*讨论如何对白石崖溶洞采取更细致的保护措施。

夏河县位于青藏高原的东北端,与黄土高原相交。地势又高又陡,有许多山脉、山谷和许多洞穴。白石崖附近还有四五个洞穴。段说,下一步将努力对这些洞穴进行整体保护。

[背景]

青藏高原古人类学研究成果

就在去年,青藏高原早期人类活动的记录刚刚更新。

去年11月30日,美国《科学》杂志在网上发表了中国学者高兴、张小玲、王社江等人的研究论文,介绍说考古学家在*北部羌塘高原发现了旧石器时代遗址——尼雅提遗址,将人类首次登陆青藏高原的历史推至4万年前。

近年来,青藏高原早期人类研究逐渐成为热点。中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员、尼雅提遗址研究组组长高兴曾告诉记者,青藏高原的高海拔和极端气候为研究人类对高原和极端环境的适应性和适应方式提供了重要信息,成为考古研究的热点。

国家文物局、科技部、中国科学院等部门支持了一批青藏高原科研项目,国家自然科学基金也给予了支持。目前,许多研究团队都活跃在其中。

张东久认为,一方面,青藏高原的古人类学研究在短时间内取得了丰硕的成果。另一方面,这也与青藏高原旧石器时代考古人员数量和实力的增加有关。越来越多的年轻人参与旧石器时代的考古研究,他们对青藏高原的研究兴趣也日益增加。