研究人员从旧石器时代的丹尼索瓦洞穴采集的骨尖和穿孔牙齿
2010年在丹尼索瓦洞穴东部画廊的挖掘。|
图片来自：Bence Viola / 多伦多大学人类学系
以色列和西班牙科学家在美国《细胞》杂志上报告说，他们根据丹尼索瓦人的表观遗传信息重建了这种早期智人的容貌，这是对丹尼索瓦人骨骼解剖学特征的首次复原。
丹尼索瓦人是一支神秘的早期智人，因发现于西伯利亚的丹尼索瓦洞而得名，生活在距今约20多万年至5万年前，被认为是同时期广泛分布于欧洲的尼安德特人的近亲。丹尼索瓦人的化石极为罕见，因此科学家对这种古人类的样貌所知甚少。
最新研究显示，丹尼索瓦人拥有56处不同于现代人和尼安德特人的解剖学特征，其中34处位于颅骨。整体来看，丹尼索瓦人可能具有与尼安德特人相似的骨骼特征，如长脸和宽阔的骨盆等，但丹尼索瓦人的颅骨比尼安德特人和现代人更宽，牙弓也更长。
研究人员从丹尼索瓦人化石中提取了古DNA(脱氧核糖核酸)信息，将丹尼索瓦人DNA甲基化数据与尼安德特人和现代人的DNA甲基化数据进行比对得出上述结论。
DNA甲基化是DNA化学修饰的一种形式，能够在不改变DNA序列的前提下改变遗传表现。根据已知的人类DNA甲基化的不同所带来影响，研究人员进一步判断，丹尼索瓦人基因组中不同的DNA甲基化区域在骨骼解剖学上可能体现为哪些特征。
为了验证这种方法，研究人员还对已知样貌的尼安德特人和黑猩猩的骨骼形态进行了重建，结果显示准确率达85%，表明这种技术可用于重建灭绝物种的解剖学特征。
论文通讯作者、以色列希伯来大学研究人员利兰·卡梅尔介绍说，当他们的论文还在接受审议时，另一个国际团队在英国《自然》杂志上描述了在中国甘肃省一处洞穴内发现的丹尼索瓦人下颌骨化石的特征，与他们的预测十分吻合。
卡梅尔表示，研究丹尼索瓦人的解剖学特征将提供有关人类适应性、发育、基因与环境互动以及疾病机理等相关信息。
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夏河丹尼索瓦人（以下简称夏河人）研究成果推介会暨专家咨询研讨会2019年6月14至16日在甘肃省夏河县召开，会上发布了中科院院士陈发虎团队关于夏河丹尼索瓦人研究的最新进展。
1.四万年前青藏高原生活场景隐现
一枚发现于夏河白石崖溶洞的古人类右下颌骨化石的研究成果5月初发表于《自然》杂志，从而引发了人们对古人类丹尼索瓦人的关注。兰州大学副教授张东菊介绍，白石崖溶洞位于甘加盆地北侧的白石崖山脚处，洞口高约5米，宽8米。洞口处有相对较平坦的通道。在洞穴入口约30~50米处，记者看到了此前进行发掘的两个探方，共4平方米，根据地层分为十层，共采集了1400多件石制品，600多件动物骨骼。
采集的石制品以石片、石核、工具、断块为主。动物骨骼保存状况较差，以较破碎的四肢骨为主，鉴定出的动物种属有犀牛、野牛、野马等，与更新世晚期广布欧亚大陆北方草原环境的“猛犸象—披毛犀动物群”高度相似。
在采集的犀牛和鬣狗骨骼上发现敲击和切割痕迹，经鉴定为人为活动结果。张东菊说，可以确定白石崖溶洞存在旧石器文化遗存，年代样品正在测试，初步结果显示遗址人类活动造成的文化堆积至少形成于距今四万年前，应该为青藏高原最老的考古遗址。
通过采集的石制品我们发现，夏河人使用的石质工具修整度较低，这说明其对石料开发没有特殊需求；同时，在此地动物群组合以欧亚大陆晚更新世的代表性动物群“披毛犀一猛犸象”的主要种属为代表，而动物骨骼上的切割痕迹进一步证明人类活动是洞穴内动物骨骼堆积的重要的因素；此外，鬣狗可能有短时间占据洞穴，但也曾成为古人类的狩猎对象。这些丰富的遗存为理解青藏高原旧石器人群的生业模式和对高原环境的适应提供了重要信息。
在白石崖溶洞附近，还发现了两处旷野型遗址——哇尔塔遗址（全新世早中期）和尼玛龙遗址（晚更新世）。张东菊介绍，研究团队将对白石崖溶洞做全面测绘，再次申请对洞穴不同部位进行小面积发掘，完成2018年发掘材料分析和各项测试。
2.神秘基因应源自夏河人
丹尼索瓦人定名源于西伯利亚的丹尼索瓦洞，此洞海拔仅有700米，在700米海拔的地方生活，并不需要适应高原缺氧的EPAS1基因，但丹尼索瓦洞发现的丹尼索瓦人化石却保存了这种特殊基因，直到科学家发现夏河丹尼索瓦人后，才找到破解这一谜题的新线索。
夏河丹尼索瓦人化石发现在海拔3200米的夏河白石崖岩洞。只有长时间生活在高海拔地区，才可能选择出耐低氧基因。深圳华大基因研究院金鑫教授说，EPAS1是低氧诱导调节通路中的重要基因，这一基因存在青藏高原现生人群中。夏河丹尼索瓦人的发现补上了EPAS1基因的最后一块拼图，据推测EPAS1基因很可能最早产生于夏河人，后又传给现在的藏族人群。
中国科学院古脊椎动物与古人类研究所高星研究员说，丹尼索瓦人是一个神秘的存在。目前从牙齿的形态来看很难辨别其脸型，学术界也特别希望知道丹尼索瓦人长什么样。
夏河人下颌骨形态、齿弓特征等，与其他中更新世人群有一些相似性，但也有明显差异。对臼齿的分析显示，它的尺寸非常大并且有第三齿根，臼齿有第三齿根的现象主要出现在现代亚洲人群中。根据对下颌骨综合分析，它不属于任何一支已知古人群或现代人群。高星推测说，可能这里是更早的丹尼索瓦人发源地，而阿尔泰山地区的丹尼索瓦人可能是其后代。对夏河丹尼索瓦人的进一步研究，可能会改写人类演化迁徙的版图。
“在这么小的发掘面积出土这么多化石，说明白石崖溶洞是当时人类的生活家园。”高星说，可以将其与中国已经发现的同期古人类化石进行形态对比，有助于厘清中更新世、中晚更新世古人类化石之间的演化关系。
通讯员 刘晓倩 记者 宋喜群
图文转自《光明日报》2019年6月16日第6版
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揭秘夏河丹尼索瓦人化石背后的故事
日期: 2019-05-02
5月2日，由中国科学院青藏高原研究所、兰州大学和德国马普进化人类学研究所学者领衔的团队在《自然》杂志（Nature）发表研究成果。研究揭示，一件发现于中国夏河县的古人类下颌骨化石距今已有16万年，是除西伯利亚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，也是目前青藏高原的最早人类活动证据。这块化石是如何发现的？研究过程中有哪些曲折故事？为此，兰州大学新闻中心记者独家对话张东菊副教授和夏欢博士，请她们讲述夏河丹尼索瓦人研究背后的故事。
兰州大学环境考古团队参加“国家第二次青藏高原综合科学考察”
问：您可以简要描述一下这块古人类化石吗？
张东菊：化石仅保存了古人类下颌骨的右侧，下颌骨附着第一臼齿和第二臼齿，其他的牙齿仅保留牙根部分，颌骨形态粗壮原始，臼齿较大。在没有测量的情况下，我们大家可以很清楚看到它是没有下巴的，说明它不是现代人化石。
在海拔超过三千米的青藏高原发现的丹尼索瓦人下颌骨化石
问：请问这块化石是如何发现的呢？
张东菊：这块化石并不是考古发掘发现。夏河当地僧人无意间发现这块化石，几经周折，中科院原寒旱所研究员、兰州大学资源环境学院兼职教授董光荣接手了这块化石，他和陈发虎院士决定对这块化石开展合作研究。自2010年起，陈发虎院士带领兰州大学环境考古团队开始对夏河人化石及其发现地进行研究，在化石出土地-甘加盆地进行了近10年的考古调查。
问：您可以简要介绍一下古蛋白分析法吗？
夏欢：夏河人化石本身的系统研究是自2016年兰州大学西部教育部重点实验室与德国马普学会进化人类学研究所正式合作开始的，我们尝试古蛋白分析也是从2016年开始的。在古DNA高度降解的情况下，如何通过分子学信息来判断古老化石的归属，就是我们在这篇文章中运用到的古蛋白质分析方法。蛋白质中的氨基酸序列其实蕴含了个体演化一些信息，尽管这种遗传信息相较DNA信息是非常小的，我们在夏河人化石中发现了丹尼索瓦人特有的蛋白质，这为我们确定其为丹尼索瓦人提供了最主要的证据。
陈发虎院士带领团队进行野外考察
问：团队在正式开始研究前有判断推测出这块古人类化石是丹尼索瓦人吗？
张东菊：当时我们做研究之前确实没想到这块化石是丹尼索瓦人。不过我们还是有一点心理准备的，2010年丹尼索瓦人被发现之后，有学者做出研究，发现丹尼索瓦人对现代东亚的低海拔人群有少量的基因贡献，尤其对青藏高原上的藏族人群和夏尔巴人群有基因贡献，体现在高寒缺氧环境基因（EPAS1）。我们也想过这几件化石有没有可能会是丹尼索瓦人？我们从化石的每个方面出发，例如形态、年龄和分子学信息等，对化石进行了全面系统的分析，分析结果显示它确实是青藏高原的丹尼索瓦人，看到结果的那一刻，我们非常惊喜。
去除附着碳酸钙结核的夏河人下颌骨三维表面模型（灰色为虚拟重建的镜像部分）
问：有希望找到完整的丹尼索瓦人化石吗？
张东菊：任何一个做旧石器考古研究的学者都希望在考古研究中发现一些人类化石，也希望越完整越多越好。然而事实上，在漫长的人类演化历史中，发现的古人类化石多是破碎的，尤其在考古发掘中，能发现一小件、一小块就很不错了，此前在西伯利亚丹尼索瓦洞发现的也仅是几件孤立牙齿和骨骼碎片。将来我们也会继续开展工作，在青藏高原做更多的调查和发掘，利用第二次青藏科考契机，更系统地开展对青藏高原的古人类活动研究工作。
夏河人下颌骨出土地白石崖溶洞的空间地理位置
问：那您和团队找到发现夏河丹尼索瓦人化石的洞穴了吗？如何找到的呢？
张东菊：寻找洞穴是我们前期最花费时间和精力的一项工作。拿到这块化石的时候，我们明白单纯的一块化石告诉我们的信息是非常有限的，我们一定要要知道这块化石的发现地点以及它的年龄，我们一定要要找到化石的发现地。然而发现这块化石的僧人只留下零星的信息，这给我们寻找洞穴带来了很大的困难。从2010年开始，我们就在夏河地区做考古调查，寻找洞穴，寻找确定哪个洞穴是化石发现地。直到2016年，我们才基本确定白石崖溶洞是化石的出土地，并对该洞穴做了一些工作。2018年底我们对遗址进行了小面积的考古发掘，目前发掘材料还在分析和整理当中。
问：在白石崖溶洞还有别的的人骨发现吗？
张东菊：我们在2018年的发掘中其实发现了很多动物骨骼，包括一些骨骼碎片，但是目前很难说其中有没有人骨，这要求我们对每一件骨骼做完系统地分析和古蛋白分析后，才能有答案。
陈发虎院士带队考察白石崖溶洞
问：您和团队未来的工作计划是什么呢？
张东菊：首先是要依托国家第二次青藏科考，在青藏高原开展更大范围、更系统的考古调查，寻找考古遗址，并选择重要遗址开展正式考古发掘，全面、完整地去了解研究青藏高原史前人类活动情况。其次，对我们团队而言，接下来需要对2018年白石崖溶洞发掘获得大量的石器和动物骨骼进行整理和分析，此外，也会计划将来对该洞穴做更大范围的考古发掘。
