白石崖溶洞遗址出土化石刷新丹尼索瓦人最晚生存时间
日前，一件出土于甘肃省夏河县白石崖溶洞遗址的古人类肋骨化石，将丹尼索瓦人的最晚生存时间从距今约5.5万年延伸至距今约4万年，并首次揭示了青藏高原丹尼索瓦人的生存策略。此项研究由兰州大学、中国科学院青藏高原研究所和丹麦哥本哈根大学主导的国际研究团队共同完成，研究成果于7月3日发表于《自然》杂志。
丹尼索瓦人是一支已灭绝的古人类，与曾经遍布欧洲的尼安德特人密切相关，是姐妹群关系。遗传学研究推测，丹尼索瓦人可能曾经广泛分布在欧亚大陆东侧。然而，目前已知确定的丹尼索瓦人遗址只有两处，分别为位于西伯利亚南部的丹尼索瓦洞和青藏高原东北部的白石崖溶洞。因此，目前关于丹尼索瓦人的认识主要来自这两处遗址的研究工作。
2018年开始，兰州大学资源环境学院教授张东菊带领团队对白石崖溶洞遗址进行了三次小面积的考古发掘，系统采集了丰富的石制品、动物骨骼以及各类沉积物样品。
白石崖溶洞遗址出土的动物骨骼非常破碎，大部分碎骨无法通过传统动物考古学方法根据其形态特征进行种属鉴定。研究团队在传统动物考古学分析的基础上，引进了古蛋白质分析方法，基于不同物种胶原蛋白氨基酸序列之间的微小差异对碎骨进行鉴定，称为质谱动物考古学（ZooMS）。负责该项研究工作中的古蛋白组学分析的兰州大学夏欢博士，在对发掘出土的2000多件骨骼碎片开展质谱动物考古学分析时，确定发现一件肋骨碎片为人类化石，非常激动地将这个好消息分享给大家，“当时已经对1000多件动物骨骼化石做了分析但并未发现人骨，这个‘惊喜’终于出现的时候，整个团队都沸腾了。”
古蛋白采样
进一步的鸟枪蛋白质组学分析显示，该人类肋骨碎片属于丹尼索瓦人，化石出土地层年代为距今约4.8万至3.2万年，为白石崖溶洞遗址的晚更新世晚期丹尼索瓦人活动提供了确凿的人类化石证据，也将丹尼索瓦人最晚的生存时间延伸至距今约4万年。“这件化石为研究丹尼索瓦人的体质和遗传特征、活动历史及其高海拔环境适应提供了宝贵新材料，也为丹尼索瓦人与早期现代人在东亚的共存及其基因和文化交流等研究提供了关键新线索。”夏欢说。
通过传统动物考古学与质谱动物考古学的综合分析，团队共鉴定出20余个脊椎动物类别，包括披毛犀、野牦牛、野马、马鹿、盘羊、岩羊、藏原羚、麝等食草动物，最后斑鬣狗、豹、狼、藏狐、石貂、鼬等食肉动物，高原兔、鼠兔、沟牙鼯鼠、旱獭、田鼠、豪猪、甘肃鼢鼠等小型哺乳动物，以及雉鸡、金雕等鸟类。其中，以现今仍普遍分布于青藏高原的岩羊为主。独特的动物群组成，反映了白石崖溶洞遗址所在的甘加盆地在晚更新世晚期主要以开阔的草原景观为主，同时存在森林资源斑块。许多出土动物骨骼碎片表面存在切割、敲击等人为痕迹，反映出人类对获取的动物资源进行了包括肢解、剥皮、剔肉、敲骨吸髓等加工和消费行为。“丹尼索瓦人是白石崖溶洞遗址骨骼遗存的主要聚集者。他们利用了多样性的动物资源，具有较广的食谱，不仅在洞穴里进行了动物资源的加工和消费行为，还尝试利用骨骼制作简易工具。”负责该项研究工作中的传统动物考古学分析的兰州大学王建博士讲到。
研究成果首次揭示了在过去两个冰期-间冰期旋回中，青藏高原丹尼索瓦人的生存环境与生存策略。中国科学院青藏高原研究所陈发虎院士说：“白石崖溶洞所在的甘加盆地为丹尼索瓦人提供了丰富的动物资源，丹尼索瓦人对这些动物资源进行了充分的利用，这可能也是他们在此区域能成功渡过两个冰期旋回的重要原因。”
此项研究是国内首个在旧石器考古遗址综合运用古蛋白组学和传统动物考古学方法的实例，相较于以往研究，突出体现了质谱动物考古学在旧石器动物考古学研究中的优势，为国内其他遗址开展相关研究提供了参考。张东菊补充道：“本研究还建立了目前最完整的、包含了青藏高原及周边特有物种的哺乳动物I型胶原蛋白质参考数据库，提出了有助于古蛋白质鉴定的5个新标识肽段，为质谱动物考古学更广泛的应用建立了方法基础。”
眼下，对白石崖溶洞遗址的第四次考古发掘工作已经展开。对于接下来的工作，“一方面，我们将继续围绕白石崖溶洞遗址开展更深入的研究，更全面地揭示丹尼索瓦人在青藏高原上的活动历史、体质和遗传特征、行为特征、文化面貌等。另一方面，我们将结合高原东北部其他同期遗址的研究，希望能够找到更多丹尼索瓦人的踪迹，并理解他们与其他古老型人类和早期现代人的关系。”张东菊的想法十分明确。
此前，研究团队曾对一件发现于白石崖溶洞遗址的人类下颌骨化石进行分析，确认这件化石是距今至少16万年的丹尼索瓦人化石，也是除西伯利亚丹尼索瓦洞以外发现的首例丹尼索瓦人化石。这项成果于2019年发表在《自然》杂志。2020年，研究团队基于白石崖溶洞遗址的发掘工作，开展了年代学、沉积学、考古学、分子生物学等多学科分析，重建了白石崖溶洞遗址已发掘地层距今约19万年至3万年的古人类活动历史，并在距今10万、6万以及晚至4.5万年的地层中成功提取到丹尼索瓦人线粒体DNA，证明丹尼索瓦人在中更新世晚期至晚更新世曾长期生活在青藏高原。这项成果发表于《科学》杂志。
据了解，张东菊带领团队在青藏高原东北部开展了多年的考古调查、发掘和研究工作，旨在回答旧石器人群向青藏高原扩散的过程、活动历史、人群特征、文化面貌、生业模式、环境适应等人类演化历史中的重要科学问题。除在白石崖溶洞遗址开展的研究工作外，旧石器环境考古团队在青藏高原东北部开展了广泛的考古调查，发现多处重要旧石器考古遗址，已完成和正在开展多个遗址的考古发掘和多学科研究，研究的时间尺度从更新世中期至全新世中期，全面聚焦高原地区旧石器人群活动的时段。
