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[我国考古遗址沉积物中初次成功提取16万年前古人类DNA ]

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我国考古遗址沉积物中初次成功提取16万年前古人类DNA
记者今日(10月30日)得悉,兰州大学、中科院古脊椎动物与古人类研讨所及中科院青藏高原研讨所研讨团队在白石崖岩洞的研讨取得严重研讨效果,发现白石崖岩洞遗址保存有丰厚的中更新世和晚更新世古人类活动遗存,成功获取丹尼索瓦洞以外的首个丹尼索瓦人线粒体DNA,提醒丹尼索瓦人在晚更新世长时刻日子在青藏高原。

据悉,此项效果使用了世界最先进的古DNA剖析和光释光测年技能,是在我国考古遗址沉积物中提取古人类DNA的第一个成功事例。相关研讨效果于北京时刻2020年10月30日清晨两点在世界尖端学术期刊Science正式宣布。

从白石崖岩洞内向洞外看的现象。拍摄/韩源源 版权/张东菊 兰州大学

16万年前陈旧型人类已呈现在青藏高原

丹尼索瓦人人骨化石发现较少,但遗传特征研讨深化,是新发现的一支陈旧型人类,与曾广泛散布在欧洲的尼安德特人是姐妹群,对现代大洋洲、东亚、南亚和美洲原住人群有遗传,是世界广泛重视的研讨热门。

丹尼索瓦人化石最早发现于2008年,人们在西伯利亚南部阿尔泰山脉的丹尼索瓦洞发现了古代遗存的指骨化石和牙齿,科学家对其提取DNA进行剖析,证明了丹尼索瓦人的存在,该研讨被《科学》杂志(Science)评为2012年度十大科学打破之一。

2019年,兰州大学和中科院青藏高原研讨所带领的研讨团队报导了研讨效果:上世纪80时代发现于青藏高原白石崖岩洞的夏河人下颌骨化石,使用古蛋白剖析办法判定其为丹尼索瓦人,使用铀系测年办法将其时代确认为距今至少16万年。

这件夏河人下颌骨化石是丹尼索瓦洞以外发现的第一件丹尼索瓦人化石,将丹尼索瓦人的空间散布初次从西伯利亚区域扩展至青藏高原,是丹尼索瓦人研讨和青藏高原史前人类活动研讨的两层严重打破。

这项研讨效果于2019年宣布在同为世界尖端学术刊物的Nature杂志上,在世界国内古人类学界和考古学界引起轰动。

白石崖岩洞遗址开掘(申旭科,夏欢,王建,姚娟婷)。拍摄/韩源源 版权/张东菊 兰州大学

考古开掘 遗址保存有接连旧石器文明层

夏河人化石判定为丹尼索瓦人,首要依据古蛋白中的一个氨基酸的改变,一同化石缺少埋藏地层和共存考古遗存信息。因而,化石虽然极大地推动了青藏高原史前人类活动和丹尼索瓦人的研讨,但其所揭穿的这支散布在青藏高原上的丹尼索瓦人的信息十分有限,科研人员对其时空散布、遗传特征和文明内在等所知甚少。

为全面了解夏河人下颌骨所代表人群在青藏高原日子的情况,早在2010年开端,由现中科院青藏高原研讨所所长陈发虎院士带领的兰州大学环境考古团队就在白石崖岩洞及其地点甘加盆地展开考古调查和研讨工作。2018年,由团队主干张东菊教授带领的环境考古团队,对白石崖岩洞遗址进行初次考古开掘,并约请国内外多个研讨团队进行多学科归纳研讨。

兰州大学团队的开掘和研讨工作显现,遗址保存有接连的旧石器文明层和丰厚的旧石器考古遗存,包含很多的石制品和骨骼遗存。石制品首要由采自洞前河谷的角页岩和变质石英砂岩砾石打制而成,打制技能以简略石核石片技能为主,有较多的刮削器等东西。

骨骼遗存多较破碎,有人工砍砸和火烧痕迹,开始剖析显现,遗址以羚羊、狐狸、旱獭等中小型动物为主,下部文明层则以犀牛、野牛、鬣狗等大中型动物为主。沉积物的多目标剖析显现,地层堆积首要为原生堆积,考古遗存未经过显着扰动。

白石崖岩洞遗址2018年开掘发现的石制品和鬣狗的寰椎。拍摄/韩源源 版权/张东菊 兰州大学

沉积物DNA剖析取得古人类线粒体DNA

据科研人员介绍,窟窿沉积物一般来历和转移较为杂乱,精确测年较为困难。研讨团队在第1-6层挑选了14件动物骨骼在兰州大学、北京大学和牛津大学进行AMS碳-14测年,发现第4-6层的骨骼现已超出碳-14测年上限。

科研人员在第2-10层采集了12个光释光样品(从沉积物中提取的石英或长石颗粒堆集的释光信号来确认其埋藏时刻),约请澳大利亚伍伦贡大学副教授李波一同展开单颗粒光释光测年剖析,共提取了30000多个长石和石英颗粒进行单颗粒光释光测年。结合AMS碳-14和光释光测年效果,树立贝叶斯年纪模型,为遗址树立了距今约19万年-3万年的牢靠年纪结构。

遗址开掘前,研讨团队约请中科院古脊椎动物与古人类研讨所研讨员付巧妹一同展开沉积物DNA剖析,张东菊与付巧妹一同拟定了古DNA剖析沉积物样品的采样方案,戴上口罩、手套和防护服等,确保人手等没有直接接触到采样的土壤沉积物,防止污染。

此次,付巧妹团队研讨人员使用的是沉积物DNA技能,这是一种新式的古DNA剖析技能, 考古遗址沉积物可追踪相关遗址DNA保存情况及或许存在的人类,有很高的难度,但弥补了人类化石可遇而不可求的缺憾,扩展了研讨目标,打开了研讨旧石器考古遗址人群演化的新窗口。

付巧妹团队经过试验对35个样品进行捕获,测验钓取242个哺乳动物和人类的线粒体DNA。剖析显现,沉积物中的动物古DNA,包含犀牛、鬣狗等灭绝动物,与遗址发现的动物骨骼遗存共同。并一同成功取得了古人类线粒体DNA,进一步剖析显现其为丹尼索瓦人DNA。

结合地层测年效果,发现丹尼索瓦人DNA首要呈现于距今10万年和距今6万年前后,或许晚至距今4.5万年,显现丹尼索瓦人在晚更新世长时刻日子在该窟窿。以上效果在与古DNA范畴权威——马普进化人类学研讨所的Svante P??bo教授团队评论时得到了认可。

白石崖岩洞遗址开掘(张东菊和王建)。拍摄/韩源源 版权/张东菊 兰州大学

丹尼索瓦人曾长时刻日子在青藏高原

归纳夏河下颌骨化石和白石崖岩洞的最新研讨效果来看,丹尼索瓦人自倒数第2次冰期至末次冰期都日子在青藏高原,而且与阿尔泰山区域的晚期丹尼索瓦人有最严密的遗传联络,不只阐明其已对高寒缺氧环境成功习惯,而且进一步证明丹尼索瓦人曾广泛散布于欧亚大陆东侧。

白石崖岩洞的最新研讨效果,为白石崖岩洞遗址的丹尼索瓦人活动供给了牢靠的地层学、考古学、时代学和遗传学依据,为进一步了解丹尼索瓦人的时空散布、遗传特征、文明特征、环境习惯等研讨供给了重要科学依据,而且对重建青藏高原古人类活动前史和厘清东亚古人类演化前史具有重要意义。

据悉,这项效果是国家第2次归纳科学考察项目的一项严重效果,也是青藏高原史前人类活动研讨的一个阶段性效果。

张璐

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