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牙结石也用来考古了!成果还位列《科学》年度十大突破!| 科学世界

2026-01-07 14:39
来源:澎湃新闻·澎湃号·湃客
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2008年,在俄罗斯西伯利亚南部的丹尼索瓦洞穴中,一块指骨化石碎片让“丹尼索瓦人”走进了科学家的视野。

一块丹尼索瓦人手指骨碎片的复制品,该碎片于 2008 年在丹尼索瓦洞穴中被发现,现收藏于比利时布鲁塞尔的自然科学博物馆。(图源:维基百科-丹尼索瓦人,作者:Thilo Parg)

2010年,科学家从化石中提取了线粒体DNA,测序后确定:丹尼索瓦人是一个独立的人类种群。但此后的15年,丹尼索瓦人就像被一层迷雾笼罩,他们始终只存在于这些DNA数据中,没有完整形态、没有清晰谱系,也没有明确足迹。

直到2025年,中国科学家发布了最新重磅研究成果,意味着我们终于可以与丹尼索瓦人“面对面”了!这项成果,入选了《科学》杂志2025年十大突破。

0.3毫克牙结石样本,解锁15年未解之谜

中国科学院古脊椎动物与古人类研究所付巧妹团队,联合河北地质大学季强团队,将研究焦点对准了一块在哈尔滨出土的、距今至少14.6万年的近乎完整的古人类头骨。

龙人属的标准颅骨。(图源:维基百科-丹尼索瓦人)

面对从骨骼提取DNA的难题,团队另辟蹊径,将目光投向了头骨残留牙齿的两小块牙结石——仅0.3毫克和0.5毫克。就在这些微小样本中,他们首次成功提取到丹尼索瓦人特有的线粒体DNA。同时,他们通过自主建立的古蛋白质组实验系统,从头骨中获取了迄今质量最高、信息最丰富的古人类蛋白质组数据。

双重分子证据明确显示:这块头骨的DNA与丹尼索瓦人遗传信息高度匹配,线粒体属于已知早期丹尼索瓦人支系,4个丹尼索瓦人特有突变位点,其匹配率高达86.57%。

从哈尔滨龙人颅骨牙齿上0.3毫克的牙结石所采集的样本中,提取并测序了线粒体DNA。(图源:文献《Denisovan mitochondrial DNA from dental calculus of the 146,000-year-old Harbin cranium》)

龙人=丹尼索瓦人?谱系之谜尘埃落定

这具哈尔滨古人类头骨曾被命名为“龙人”,形态学研究早已暗示其与丹尼索瓦人的关联。如今,分子证据与化石分析共同给出明确答案:“龙人”并非独立人种,而是丹尼索瓦人的重要成员,且属于早期支系。

龙人、丹尼索瓦人及其他人属的系统发生学。(图源:维基百科-龙人)

更关键的是,对湖北郧县发现的百万年前“郧县人2号”头骨的研究证实,丹尼索瓦人本质上属于“龙人支系”;而这个支系,还包含大荔人、金牛山人等东亚中更新世古人类化石。

在演化树上,龙人支系(含丹尼索瓦人)与现代人拥有最近的共同祖先,三大支系(现代人、尼安德特人、龙人支系)的分化时间被大幅推前,远超此前学界共识。

遍布中华!丹尼索瓦人的四大关键遗址足迹

这项研究不仅确认了“龙人”的身份,还揭示了丹尼索瓦人在中国的广泛分布与长期栖息。原来,他们的栖息环境包括了低洼平原、高原高寒区和亚热带林地,这证明“龙人”具备极强的环境适应能力

高原生存高手!丹尼索瓦人的适应密码

夏河县人类下颌骨化石,是在青藏高原的东北部、甘肃省夏河县白石崖溶洞发现的一块人族生物的下颌骨化石。通过古蛋白质组学分析能够确认,这是在俄罗斯丹尼索瓦洞穴以外第一个被发现的丹尼索瓦人化石,而且还是目前已确认的丹尼索瓦人化石中最完整的一个。

除了清晰的形态与谱系,白石崖溶洞的化石研究还揭示了丹尼索瓦人的生存智慧:

饮食策略

以旱獭等大型啮齿类,以及金雕等猛禽为食。每只旱獭可为丹尼索瓦人提供近2千克脂肪,是冬季的关键能量来源。研究显示,他们的饮食谱比同期欧亚古人类更宽泛。

行为适应

掌握动物迁徙与冬眠规律,使用简单工具捕猎,无需复杂技术即可获取稳定食物。

遗传馈赠

当今藏族人体内帮助适应高海拔缺氧环境的EPAS1基因,正是来自丹尼索瓦人的遗传渗透。

一次突破,改写三大核心认知

这项研究的意义远不止“认亲”成功,更在古人类研究领域实现了多重跨越。

填补空白:首次将完整头骨形态与分子证据直接关联,给丹尼索瓦人补上了“形态学身份证”。

技术革新:首创牙结石提取古DNA、古蛋白自动化鉴定的技术路径,为DNA难以保存的遗址研究开辟了新赛道。

重构谱系:证实丹尼索瓦人在亚洲的广泛分布,将东亚古人类演化史串联成完整链条。

建立标准:明确丹尼索瓦人形态识别特征,为鉴定其他丹尼索瓦人化石提供了可能。

参考文献

《科学》杂志评选2025年度十大突破.https://www.cas.cn/cm/202512/t20251219_5092990.shtml.

研究证实哈尔滨古人类是丹尼索瓦人.https://www.cas.cn/cm/202506/t20250619_5073785.shtml.

百万年前头骨化石改写人类家谱:中国新研究刷新人类演化时间线,证实丹尼索瓦人属于龙人支系.https://www.ivpp.ac.cn/xwdt/ttyw/202509/t20250926_7980669.html.

古脊椎所研究成果入选《科学》2025年度十大科学突破.http://www.ivpp.cas.cn/xwdt/zhxw/202512/t20251221_8030690.html.

兰州大学最新Nature文章:丹尼索瓦人在青藏高原持续生存到距今约4万年前意味着什么?.https://wap.nnhm.org.cn/kxyj/bwgxdt/zrkx/4028c10890a3623d0190a4c9c33f0017.shtml.

澎湖一号,被证实属于一男性丹尼索瓦人.https://zhuanlan.zhihu.com/p/1894735327337366454.

“老牙垢”为哈尔滨“龙人”寻根.https://baijiahao.baidu.com/s?>

丹尼索瓦人.https://zh.wikipedia.org/wiki/丹尼索瓦人.

龙人.https://zh.wikipedia.org/wiki/龙人.

夏河县人类下颌骨化石.https://zh.wikipedia.org/wiki/夏河县人类下颌骨化石.

乔诗雨,饶慧芸,季强,等.古蛋白质组研究揭示哈尔滨古人类化石是丹尼索瓦人[J].遗传,2025,47(11):1179-1181.DOI:10.16288/j.yczz.25-177.

张双权,张乐.行为适应促进了丹尼索瓦人对青藏高原的持续占据(英文)[J].Science Bulletin,2025,70(11):1716-1718.

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