《自然》:他们在青藏高原艰难生存了十多万年,奥秘是什么?

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划重点

01丹尼索瓦人,居住在青藏高原的洞穴中,捕猎鬣狗、野兔等动物以生存,研究揭示出他们在恶劣环境中求生的奥秘。

02通过分析几千块动物骨骼,科学家发现丹尼索瓦人利用周围一切动物,包括鸟类、啮齿动物甚至鬣狗。

032019年,研究人员在白石崖溶洞的一个下颌骨中发现了丹尼索瓦人的蛋白质特征,可追溯至至少16万年前。

04除此之外,研究还发现丹尼索瓦人遗骸出现在亚洲和大洋洲现代人的基因组中,表明他们的生活区域远不止西伯利亚南部的一小块地方。

05目前,科学家对丹尼索瓦人的了解不再那么云遮雾绕,但对其的DNA或蛋白质测序的工作尚未成功。

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原文作者:Ewen Callaway

这个居住在洞穴的族群捕猎鬣狗和野兔,在恶劣环境中求生。


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丹尼索瓦人男性的艺术想象图,这是2010年在西伯利亚洞穴里发现的古人类族群。来源:John Bavaro Fine Art/Science Photo Library

生活艰难,丹尼索瓦人披荆斩棘。这些神秘的古人类捕捉鸟类、啮齿动物甚至鬣狗,帮助他们在青藏高原生存了十多万年。


这些结论来自对几千块动物骨骼的研究,大多极为微小[1],揭示出中国白石崖溶洞里的生活——这是在西伯利亚丹尼索瓦洞穴之外,已知的第二个丹尼索瓦人遗址。丹尼索瓦人是尼安德特人的姊妹族群,可能一度生活在亚洲各地。


许多洞穴遗骸只能通过蛋白质标志来鉴别。其中包括了一根肋骨,代表了一个新的丹尼索瓦个体——已知的个体一共只有几个。


“丹尼索瓦人利用上了周围一切动物,以求在如此艰难的环境中生存。”哥本哈根大学的考古学家Frido Welker说,他是这项研究的共同作者之一。研究7月3日发表在《自然》上。“海拔很高。这里很冷。对人族而言不是个好地方。”

洞穴遗骸

自2010年发现以来——用的是一段指骨中提取的古DNA[2]——丹尼索瓦人的遗骸仅在俄罗斯的丹尼索瓦洞穴有发现,在长达30万年的时间里,这个洞穴里也居住过尼安德特人和早期智人。


但丹尼索瓦人遗传特征出现在亚洲和大洋洲现代人的基因组中[3]这表明丹尼索瓦人的生活区域远不止西伯利亚南部的一小块地方。


丹尼索瓦人居住范围广泛的第一个直接证据出现在2019年,当时一个包括Welker在内的团队在白石崖溶洞的一个下颌骨中发现了丹尼索瓦人的蛋白质特征,可追溯至至少16万年前[4]。一个佛教僧侣在1980年代前往这处洞穴打坐时收集了这些遗骸。

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中国的白石崖溶洞是第二个有证据表明丹尼索瓦人定居的遗址。来源:张东菊团队(兰州大学)

对该洞穴的发掘揭示出更多占据迹象:遗址中1万-4.5万年前的泥土中含有称为线粒体的母系遗传细胞结构的DNA序列,它们与丹尼索瓦洞的遗骸匹配[5]。挖掘工作由中国兰州大学的考古学家张东菊领导,还发现了数以千计的动物骨骼,大多都破碎不全。


为了鉴别这超过2000块遗骸,张东菊、Welker和同事对胶原蛋白特征进行了化学分析,这在动物中各有不同。最常见的是羊(这个亚科包含了山羊和绵羊),还有野牦牛、马和羚羊。食肉动物如狼和狐也出现在其中。


洞中的许多骨头——包括鬣狗、羊和金雕Aquila chrysaetos——都有切割和其他人族捕食留下的痕迹。这里的居民甚至可能捕到了啮齿动物和野兔:一只旱獭Marmota的腿骨被劈开,可能是为了获得骨髓。张东菊说,这些迅捷的小动物不容易捉,而捕杀鬣狗等食肉动物则要有勇有谋。

人类支系

胶原分析还显示出一根属于人的肋骨(这种蛋白在智人、丹尼索瓦人和尼安德特人间没有差异)。研究者随后测序了21个蛋白质的超过4500个氨基酸,发现这些序列最接近来自西伯利亚的丹尼索瓦人。张东菊说,遗址中一些动物遗骸含有DNA,因此她希望肋骨中也能有。DNA比蛋白质更能提供演化关系的信息。


“这显然是丹尼索瓦人。”哥本哈根大学的古人类学家Fabrice Demeter说,他没有参与这项研究。这根肋骨发现的考古层大约在48000至32000年前,这一时期丹尼索瓦人可能在东亚与早期智人相遇并繁衍后代。

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白石崖溶洞发现的两块骨头:一根丹尼索瓦人肋骨碎片(上)和一个斑鬣狗脊椎(下)。来源:张东菊团队(兰州大学)

德国图宾根大学的考古学家Samantha Brown不由要问,“某种程度上,这会不会是丹尼索瓦人进入到人类DNA的地区?”


她和其他研究者还对另一个发现十分激动:目前来看丹尼索瓦人似乎是白石崖溶洞里定居的仅有的人族。这意味着这个遗址能为丹尼索瓦人的生活打开一个更清晰的窗口,展现出这个类群如何适应多样的环境。2022年,一个Demeter共同领导的研究团队在老挝一处洞穴遗址[6]发现了一个可能的丹尼索瓦人臼齿,提供了另一个可能的比较。


要在地图上发现更多丹尼索瓦人遗迹可能还要不少时间。研究者一直希望,中国出土的更完整人族遗骸(如15万年前的“龙人”头骨[7])能和丹尼索瓦人联系起来。但对其的DNA或蛋白质测序的工作尚未成功。


好在通过泥土和骨头碎片进行的尖端DNA和蛋白质分析,科学家对丹尼索瓦人的了解不再那么云遮雾绕了,Brown说。“目前,丹尼索瓦人基本是一个生物分子群体。”


张东菊和她的团队分析的遗骸来自疫情前对白石崖溶洞的发掘。研究人员现在又回去发掘这个巨大的洞穴,希望能找到关于丹尼索瓦人生活的更多线索。“我们还没探到底呢。”她说。

参考文献:

1. Xia, H. et al. Nature https://doi.org/10.1038/s41586-024-

2. Krause, J. et al. Nature 464, 894–897 (2010).

3. Reich, D. et al. Nature 468, 1053–1060 (2010).

4. Chen, F. et al. Nature 569, 409–412 (2019).

5. Zhang, D. et al. Science 370, 584–587 (2020).

6. Demeter, F. et al. Nature Commun. 13, 2557 (2022).

7. Ni, X. et al. Innovation 2, 100130 (2021).


原文以How Denisovans thrived on top of the world: mysterious ancient humans’ survival secrets revealed标题发表在2024年7月3日《自然》的新闻版块上


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Doi:10.1038/d41586-024-02194-y


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