2022年5月17日,《自然-通訊》(Nature Communications)發(fā)表一項關鍵的古人類學研究:老撾安南山脈的Tam Ngu Hao 2洞穴發(fā)現(xiàn)一顆更新世中期、距今約16.4萬~13.1萬年的古人類臼齒,并判斷它很可能來自一名3.5~8.5歲的丹尼索瓦女孩。這顆牙齒對于我們理解東南亞地區(qū)的族群歷史和古人類在亞洲的擴散可謂意義重大。
學界于2010年首次發(fā)現(xiàn)丹尼索瓦人的牙齒和指骨。此后的DNA測試顯示,如今大洋洲和東南亞地區(qū)的現(xiàn)代居民身上留有丹尼索瓦人的血脈。
不過在這顆老撾臼齒出現(xiàn)以前,科學家僅于西伯利亞和青藏高原發(fā)現(xiàn)了少量丹人化石,因此一直非常疑惑——這些人是怎么能從非洲向東遷移到東南亞,然后擴散至澳大利亞、新幾內亞及其他太平洋島嶼,與當?shù)刂侨巳后w雜交的?
問路東南,蛇洞尋蹤
新研究的作者之一、美國伊利諾伊大學古人類學家勞拉·沙克爾福德(Laura Shackelford)曾于2008年與法國和老撾的同事組成團隊,共赴老撾北部的安南山脈考古尋蹤。群山之間洞穴眾多,他們在其中一個洞穴發(fā)掘出大約7.5萬年前的人類頭骨碎片,這也成為了東南亞地區(qū)現(xiàn)代人類(智人)最古老的存在證據。
伊利諾伊大學的古人類學家勞拉·沙克爾福德(右)和哥本哈根大學的法布里斯·德米特(Fabrice Demeter,左)
2018年,沙克爾福德和同事又到安南山區(qū)考察。附近村莊的孩子他們,另一個洞穴里有遺骨存在。沙克爾福德的老撾同事警告她,那個洞穴里很可能有眼鏡蛇出沒,但她認為去那里頭走一遭是值得的。
一組探洞專家首先對該區(qū)域進行了偵察,接著沙克爾福德博士進入了那個孩子們所說的看到過骨頭、壁櫥大小的洞穴。她檢查洞穴地面時并無任何發(fā)現(xiàn)。“但后來我打開手電筒,抬起頭來,看到遺骨和牙齒,它們嵌在這個洞穴的墻壁和頂部,幾乎無處不在?!?/span>
沙克爾福德和同事開始在新洞穴里全情投入:他們從墻上鑿出足球大小的巖石,然后將它們浸泡于弱酸中;巖石逐漸分解,留下更硬的化石。值得一提的是,盡管從未遇到蛇,但他們將此地稱作“眼鏡蛇洞穴”(Cobra Cave)。
經過仔細檢查,他們發(fā)現(xiàn)大部分化石遺骨都來自已滅絕哺乳動物,例如侏儒象(pygmy elephants);骨頭上的咬痕很可能來自豪豬。
眼鏡蛇洞的頂部嵌有牙齒和骨頭的化石,其中許多曾被豪豬啃咬
研究團隊在對骨頭進行分類后,收獲了驚喜:一顆類似于人類兒童牙齒的臼齒,但它的某些特征又表明它的主人并非現(xiàn)代人類?!斑@令我們非常驚訝和興奮。”
當?shù)刭|學家分析確定了牙齒年齡后,他們更驚喜了。牙齒本身難以分析,不過沙克爾福德等人在附近發(fā)現(xiàn)了含有放射性元素的化石和礦物,這些元素會以特定速度分解。地質學家通過測量放射性元素含量,估算出這顆牙齒的主人生活于16.4萬年前至13.1萬年前——比前文提到的7.5萬前的智人化石老了一倍……
研究人員在老撾北部山區(qū)的Tam Ngu Hao 2洞發(fā)現(xiàn)丹人牙齒
在當時的沙克爾福德等人看來,久遠的年代似乎暗示它屬于現(xiàn)代人類的已滅絕近親,但是哪一個呢?尼安德特人,丹尼索瓦人,抑或是二者混血的后代,還是另一種未知古人類?
化石出土西北地,基因流傳東南島
大約600萬年前,人類開始與黑猩猩分道揚鑣,各自走上不同的進化道路。在接下來的400萬年里,它們進化成了直立行走的、大腦袋的肉食者。
完成升級后,一些不安分的直立者開始從非洲向歐洲和亞洲遷移,其中一批被學者稱作直立人(Homo erectus)的早期人類向東擴散至印度尼西亞。
化石和古代DNA證據表明,直立人之后又有一大批早期人類離開非洲。隨著這些“移民”遍布歐洲和亞洲,新的種族演化形成:大約100萬年前,西行的古人成為尼安德特人,東遷的群體變作丹尼索瓦人。
古人類學家于19世紀30年代和60年代在比利時和德國最早發(fā)現(xiàn)尼安德特人化石;此后又有大量尼人遺骨出現(xiàn),標志著該群體在歐洲、中東和西伯利亞的分布范圍。
研究者通過分析化石和器具等,勾勒出尼安德特人的剪影:他們身材健壯結實,下巴短小,是技法嫻熟的獵人,能夠追蹤犀牛和海豚,還會以鷹爪為材料制作項鏈,給死者進行“花葬”……
尼人化石里的DNA顯示,現(xiàn)代人類的祖先離開非洲后不久,在中東遇到尼人,并與他們雜交(可能發(fā)生了多次)。
科學家在重建丹尼索瓦人遷徙過程時遇到了很多困難。如前文所述,學界長久以來(2010—2019)都只掌握著幾個來自西伯利亞的丹人牙齒和指骨樣本,很難想象萬里之外,澳大利亞、新幾內亞和太平洋諸島上的居民是如何獲得丹尼索瓦人DNA的。
科學家在西伯利亞丹尼索瓦洞中發(fā)現(xiàn)了第一批丹尼索瓦人的化石和DNA
當然這里需要指出,考古學家在丹尼索瓦洞發(fā)掘的樣本數(shù)量雖少,但貴在質量很高,內含豐富的DNA。此外,研究人員從洞穴地面的泥土里提取了丹人DNA。
根據已有證據,丹尼索瓦人于30萬年前占領了此洞穴,并斷斷續(xù)續(xù)地居住在周圍地區(qū),直至大約5萬年前。他們似乎還留下了石器。
鑒于丹尼索瓦人已存在數(shù)十萬年,科學家相信他們會在其他地方找到丹人化石。事實證明的確如此。
2019年,中國研究人員表示,他們在青藏高原的白石崖溶洞內發(fā)現(xiàn)了一塊有16萬年歷史的下頜骨,其牙齒與西伯利亞遺址處的丹人牙齒相匹配。白石崖溶洞位于西伯利亞以南兩千多公里,此發(fā)現(xiàn)極大擴展了已知的丹人活動范圍。
不過無論如何,青藏高原的丹人洞與老撾的安南山還是有超過1800公里的距離?;鐾廖鞅钡兀蛄鱾鳀|南島,對于這段漫長的考古割裂,科學家們始終困惑不解。
御寒耐熱,“丹”心留東亞?
在結束老撾蛇洞之旅后的四年里,沙克爾福德和同事一直在努力分析那顆寶貴的古人牙齒。
最開始,他們期待能從牙齒里搞出些古DNA,一旦成功,必得重磅結論。提取DNA需要破壞牙齒局部,在下手之前,他們先拿動物化石試了試。哥本哈根大學的同事研究了與牙齒同時被發(fā)掘的哺乳動物化石,結果發(fā)現(xiàn)這些樣本產生不了任何DNA,因此他們決定不嘗試尋找古DNA。
幸運的是,他們在臼齒的牙釉質里找到了蛋白質片段,其化學成分只出現(xiàn)于現(xiàn)代人類、尼安德特人和丹尼索瓦人的牙齒中。而不幸的是,他們無法分辨這個臼齒蛋白屬于哪種人類。
研究團隊對臼齒的表面和內部進行了高分辨率掃描,令其呈現(xiàn)精細的解剖結構,以便能與400多顆人類臼齒樣本(來自現(xiàn)存的和已滅絕的人類)比較。最終的結論是,蛇洞穴樣本與青藏高原丹人頜骨里的臼齒最為相似。
此外,這顆牙的牙釉質還提供了性別信息:其主人是一個女孩,因為它缺乏由Y染色體上的一個基因編碼的特定牙釉質蛋白。
紐約大學古人類學家莎拉·貝利(Shara Bailey)并未參與此項工作,但曾研究過白石崖頜骨的她認為沙克爾福德等人的結論很合理,“我百分百同意他們的分析結果”。
貝利博士表示,有些人或許不解,為什么一顆牙齒能揭示其舊石器時代主人這么多的信息?人類的牙尖和牙脊有著復雜景觀,它們的形態(tài)在很大程度上由基因決定,這使得牙齒成為了古人類學的信息寶庫。
貝利和沙克爾福德一致認為,其他地區(qū)有更多丹人化石等待發(fā)掘。
最近的研究顯示,東亞人體內存在少量丹尼索瓦人DNA,其祖先可能與丹人群體有過雜交。此外,過去在中國大陸和臺灣發(fā)現(xiàn)的古老牙齒如今看起來似乎呈現(xiàn)丹尼索瓦式的形貌,值得學界重新審視。
多倫多大學的古人類學家本斯·維奧拉(Bence Viola)則指出:“現(xiàn)在我們可以確定,這種古人類既能應對冰天雪地的苦寒,又能適應潮濕的熱帶環(huán)境。丹尼索瓦人的適應能力很強,可能比尼安德特人更強,最接近現(xiàn)代人類?!?/span>