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丹尼索瓦人
生活在上個冰河時代的人類種群
丹尼索瓦人(Denisovans)是生活在上一個冰河時代的人類種群，她屬于一個全新的人類種群。通過對古代遺留的牙齒和指骨化石提取的DNA進行分析，科學家證明了丹尼索瓦人的存在，該研究被《科學》雜志（Science）評為2012年度十大科學突破之一。早在上世紀80年代就有不少發(fā)現(xiàn)（如金牛山人、大荔人、馬壩人、許家窯人等遺址都有出土），只是當時長者智人尚未發(fā)現(xiàn)，因此他們和尼人一樣被冠以“早期智人”的錯誤名稱。2019年05月，發(fā)現(xiàn)于青藏高原東北部甘肅省夏河縣的古人類下頜骨化石，最新分析研究確認其為距今16萬年的青藏高原丹尼索瓦人。2020年11月，國家文物局召開“考古中國”重大項目重要進展工作會，科學家研究揭示，丹尼索瓦人曾長期生活在青藏高原。
探索發(fā)現(xiàn)
科學家發(fā)現(xiàn)，一個神秘的人類種群曾在3萬年前與我們的祖先共同生活在這個世界上。科學家將這個生活在上一個冰河時代的人類種群被稱之為“丹尼索瓦人(Denisovans)”。通過對在西伯利亞一個洞穴內發(fā)現(xiàn)的牙齒和指骨化石提取的DNA進行分析，科學家證明了丹尼索瓦人的存在。2012年12月21日，該研究被《科學》雜志（Science）評為年度十大科學突破之一。
“X女孩”的DNA檢測結果顯示，她既不是早期人類，也不是穴居人，而是一個此前未知的人類種群在上一個冰河時代，他們曾與現(xiàn)代人共同生活在地球上，當時現(xiàn)代人在制造石制工具、珠寶和藝術創(chuàng)作方面不斷向前邁進。這一發(fā)現(xiàn)意味著人類族譜至少有3個截然不同的成員，分別是現(xiàn)代人、丹尼索瓦人和穴居人。據悉，西伯利亞洞穴內發(fā)現(xiàn)的骨骼化石來自于一名小姑娘，昵稱“X女孩”。根據2010年初公布的檢測結果，她屬于一個全新的人類種群。當前，一次全面的DNA分析證實了她在越發(fā)混亂的人類族譜中的地位。
丹尼索瓦人雖然與尼人和智人同源，但和兩者又存在著一定差異，其牙齒結構與后兩者相比更接近共同祖先海德堡人。丹尼索瓦人的線粒體基因顯示和尼人、智人隔開100萬年，但核基因顯示其為尼人的兄弟群，因此其母系可能來自先驅人。其實這一人種對中國人來說并不陌生，從28萬年前的金牛山文化，20萬年前大荔文化、13萬年前的馬壩文化以及10萬年前的許家窯文化等所謂的“早期智人”文化都由他們所創(chuàng)造，只是沒有及時命名。丹尼索瓦人遺址以石球眾多著稱，他們可能是最早使用飛石索的人群。
綜合化石證據，我們可以大致理清丹尼索瓦人的演化史。30萬年前，丹尼索瓦人從原始尼人中分化出來，28萬年前，他們到達遼寧金牛山地區(qū)。經過8萬年的生存斗爭，他們淘汰了本土的北京直立人，成為了東北亞地區(qū)的人類居民。之后他們在中華大地上反復遷徙，最終在2-3萬年前消失在西伯利亞平原。
丹尼索瓦人滅亡的原因可能和表親尼安德特人一樣，是在與智人的競爭中衰敗所致。5萬年前開始，當丹尼索瓦人返回華北之后，更高級的第二批智人（新亞洲人）來到中國，憑借著更為先進的工具，打得已成為“土著”的丹尼索瓦人節(jié)節(jié)敗退。在智人的壓力下，丹尼索瓦人被迫遷徙到西伯利亞一帶，最終在那里消亡。
2019年5月，發(fā)現(xiàn)于青藏高原東北部甘肅省甘南藏族自治州夏河縣的古人類下頜骨化石，最新分析研究確認其為距今16萬年的青藏高原丹尼索瓦人。當今藏族帶有少量的丹尼索瓦人基因片段，從而大多具有適應高原的先天能力。
2019年12月19日，美國《科學》雜志19日公布了其評選的2019年十大科學突破。其中包括：青藏高原的古人類。中國、德國等研究人員發(fā)現(xiàn)，在青藏高原一處洞穴內發(fā)現(xiàn)的人類下頜骨化石屬于丹尼索瓦人，表明早在16萬年前，這種早期智人已出現(xiàn)在青藏高原并適應了那里的高海拔環(huán)境。
2020年11月，國家文物局召開“考古中國”重大項目重要進展工作會，通報了位于甘肅省甘南藏族自治州夏河縣甘加鄉(xiāng)的白石崖溶洞遺址，是目前東亞第一個發(fā)現(xiàn)丹尼索瓦人化石和丹尼索瓦人DNA的舊石器時代考古遺址，是青藏高原史前考古的重大進展，更是國際上丹尼索瓦人研究的重大突破。中國研究團隊成功獲取了丹尼索瓦洞以外的首個丹尼索瓦人線粒體基因序列，最終揭示丹尼索瓦人成功適應了高寒缺氧的環(huán)境，在晚更新世就長期生活在青藏高原，也是支撐丹尼索瓦人在亞洲地區(qū)廣泛分布的一個有力證據。這一研究成果日前在線發(fā)表在《科學》雜志上。
研究
遺傳信息
丹尼索瓦人
過去十萬年的歷史曾經被看得很簡單：人類在非洲崛起，然后橫掃歐亞，替代了尼安德特人和其他遇到的古人類品種。化石、石器、還有線粒體DNA的佐證支持，都表明非洲來的人類沒有與其他古人類通婚。然而在2011年，古人和現(xiàn)代人的細胞核DNA的重新分析表明，大多數活著的現(xiàn)代人攜帶了當地古人類的古代DNA的痕跡（基因組之中占的比例小）。2010年12月末，研究者發(fā)表了西伯利亞（阿爾泰山脈）的丹尼索瓦洞的一種新型的古人類的全基因組序列。之后的研究發(fā)現(xiàn)了生活在東南亞的部分人群的基因組DNA中從丹尼索瓦人繼承了5%的遺傳信息，同時從尼安德特人繼承了4%到6%的遺傳信息。兩個研究小組在澳洲原住民中發(fā)現(xiàn)了丹尼索瓦人的遺傳信息。一個研究在菲律賓的小黑人中和一些東南亞的海島以及亞美尼亞人中發(fā)現(xiàn)了丹尼索瓦人的遺傳信息。2001年秋天，研究者發(fā)現(xiàn)非洲的三種相對獨立的人群也攜帶了不尋常的DNA變種，是從三萬五千年前的非洲古人類遺傳來的，這遠遠晚于現(xiàn)代人類的興起。
美拉尼西亞人保留丹尼索瓦人DNA
據一項新的研究提示，盡管在所有非非洲現(xiàn)代人群中都能找到尼安德特人的DNA，但美拉尼西亞人體內還含有明顯的從丹尼索瓦人傳下來的基因成分。在過去，許多現(xiàn)代人群的祖先曾經與其他原始人種進行雜交，而那些原始人種——如尼安德特人和丹尼索瓦人——后來滅絕了。繪制出來自這些物種以及其他可能的原始人物種尚存的基因序列的基因流動，可幫助闡明人類遺傳學模式，以及過去發(fā)生的這一物種雜交是如何影響人類進化的。
為了更多地了解尼安德特人和丹尼索瓦人遺傳學在現(xiàn)代人類中的影響力和突出性，BenjaminVernot等人對全球各地1523個人的基因組進行了分析。他們的結果顯示，所有非非洲人群的基因組中有大約1.5%~4%的基因來自尼安德特人，但美拉尼西亞人是他們所檢查的人群中唯一還帶有顯著丹尼索瓦人血統(tǒng)的人群，因為美拉尼西亞人的基因組中有1.9%至3.4%的基因來自丹尼索瓦人。研究人員接著對尼安德特人和丹尼索瓦人基因序列的基因流動進行了繪制；他們發(fā)現(xiàn)，在現(xiàn)代人的歷史中，他們與尼安德特人的雜交混合至少發(fā)生在3個不同的時期。相反，現(xiàn)代人與丹尼索瓦人的雜交混合可能只發(fā)生了一次。進一步的分析揭示，現(xiàn)代人基因組的某些區(qū)域——包括那些在發(fā)育皮層和成人紋狀體內發(fā)揮作用的基因組區(qū)域——尤其缺乏這些遠古的遺傳譜系。這些發(fā)現(xiàn)對人類演化和基因流動提供了新的了解。
科學爭議
研究意義
新發(fā)現(xiàn)的人類種群似乎是穴居人的“姊妹群”，它的發(fā)現(xiàn)為我們描繪出一幅更為復雜的人類進化和走出非洲的圖畫。
這項研究幫助我們掌握了一些細節(jié)。通過進一步的研究，我們將加深對丹尼索瓦人以及他們與其他人類種群交往的了解。
美國《考古學》雜志評選出2019年度的世界十大考古發(fā)現(xiàn)。其中，由中國科學院青藏高原研究所、蘭州大學和德國馬普進化人類學研究所學者領銜、多家境內外科研院所參與的青藏高原丹尼索瓦人研究入選。
重組基因
據悉，這次排序工作是利用從化石指骨里提取的10毫克DNA樣本進行的。研究者馬提亞·梅耶博士說：“這個基因組的質量非常高。我們給它多次排序，結果存在的誤差比大部分給現(xiàn)代人的基因組排序產生的誤差更少。”
尼安德特人和“丹尼索瓦人”都是與現(xiàn)代人親緣關系最近的已經滅絕的遠古人類，這種清晰度的基因組已經能夠幫助科學家確定“丹尼索瓦人”、尼安德特人和現(xiàn)代人之間的關系。
德國馬普研究所的斯文特·帕玻博士說：“我們希望科學家利用這個基因組，能夠發(fā)現(xiàn)對現(xiàn)代人類文化和科技發(fā)展至關重要的遺傳變化。這些變化促使現(xiàn)代人從大約10萬年前開始離開非洲，迅速分散到世界各地。”
高質量基因組有助現(xiàn)代基因研究
通常研究人員無法通過基因排序研究基因組特殊部位的進化，而他們利用這個最新完成的高質量基因組版本，甚至能夠分辨出這個個體從母親和父親那里遺傳來的基因存在的細微差別。現(xiàn)在這個完整的“丹尼索瓦人”基因序列，科學界已經可以通過網絡查閱。這個基因組還有望揭開有關“丹尼索瓦人”和尼安德特人的歷史的新篇章。
帕玻說：“現(xiàn)在我們想讓每個人都能自由使用它。我們認為，很多科學家會發(fā)現(xiàn)這對他們的研究非常有幫助。”
是已滅絕人類基因研究的巨大飛躍
這個基因組代表著我們祖先中的一個分支的首個高覆蓋、完整基因序列。負責匯編該序列的人稱其為“已滅絕人種研究取得的一次巨大飛躍”。
科學家利用較早的基因序列發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)在生活在新幾內亞島的居民擁有4.8%的“丹尼索瓦人”DNA。據發(fā)表在《公共科學圖書館-綜合》雜志上的一篇論文說，新技術幫助科學家給“丹尼索瓦人”基因組的每一個部位排序超過30次，這是更加詳細的掃描結果。
這一次的指骨化石是2008年在西伯利亞南部阿爾泰山脈的丹尼索瓦洞發(fā)現(xiàn)的，一同發(fā)現(xiàn)的還有一些裝飾品和珠寶。指骨的主人是一名5到7歲的小女孩。丹尼索瓦人在身體結構上與穴居人和現(xiàn)代人存在差異，但他們也是用兩條腿直立行走。他們的牙齒與100多萬年前滅絕的直立人等生存年代更為久遠的人類祖先類似。
在丹尼索瓦人生存的年代，我們的祖先以及穴居人已開始捕魚、打獵、佩戴珠寶、在洞穴上作畫并利用動物的骨頭制作雕刻品。研究人員在發(fā)表于《自然》雜志的報告中指出，DNA檢測結果顯示，牙齒和指骨屬于一個不同的人類種群。10年前，科學家才開始具備從化石中提取DNA的能力。在此之前，他們只能根據外形和尺寸對骨骼進行鑒定。
基因測序
一項新的研究描述了丹尼索瓦人基因組的完整序列，從而為這些古老的人類——他們與尼安德特人密切相關——與現(xiàn)代人之間的關系提供了線索。丹尼索瓦人的化石證據稀缺；這個組群的存在是在2010年時才為人所知，而其唯一已知的化石是在南西伯利亞阿爾泰山中的丹尼索瓦洞穴中挖掘出的某根指骨中的碎塊和2顆磨牙。因為他們只有來自該指骨的極小的材料樣品，Svante Paabo及其研究團隊研發(fā)出了一種解開DNA鏈使得其2股中的每1股都能用來產生測序用分子的處理方法。這種方法使得該團隊得到了極其完整的基因組序列（30X），它類似于研究人員能夠從現(xiàn)代人基因組中所獲得的序列。
研究人員將該丹尼索瓦人基因組與全世界各地的幾種現(xiàn)代人的基因組進行了比較。丹尼索瓦人似乎對現(xiàn)代人類的基因組有某種程度的貢獻，但其程度各不相同。例如，丹尼索瓦人與巴布亞新幾內亞人有著比任何其他研究過的現(xiàn)有人群更多的相同基因。此外，在亞洲和南美洲所發(fā)現(xiàn)的丹尼索瓦人的等位基因要多于在歐洲人群中發(fā)現(xiàn)的等位基因，但這可能反映了現(xiàn)代人與丹尼索瓦人的近親尼安德特人之間的雜種繁殖，而不是來自丹尼索瓦人本身的基因流動。
該研究報告了其它幾個發(fā)現(xiàn)。例如，該基因組被測序的丹尼索瓦人攜帶有當今人類的與黝黑皮膚、棕色頭發(fā)和棕色眼睛相關的等位基因。研究人員還制作了一個發(fā)生在與丹尼索瓦人分叉之后的人類基因組新近變化的一覽表，即現(xiàn)代人所特有的變化。研究人員說，丹尼索瓦人本身的基因多元性極低，但這可能并非由近親交配所致。鑒于隨著時間的推移丹尼索瓦人呈現(xiàn)的廣泛的地理范圍，有可能他們的種群在開始時相當小但卻成長很快，且沒有時間令基因的多元性增加。文章的作者說，如果進一步的研究顯示尼安德特人的種群大小隨著時間流逝而以某種方式改變，這可能提示某一從非洲分散出來的單一人群產生了丹尼索瓦人和尼安德特人。
參考資料
[1]
3月18日《科學》雜志精選 · 科學網[引用日期2016-03-30]
[2]
丹尼索瓦人 · 中國新聞網[引用日期2020-10-30]
[3]
我國科學家研究揭示 丹尼索瓦人曾長期生活在青藏高原-新華網 · 新華網[引用日期2021-01-04]
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