古代少女的牙齿填补了人类家谱的空白

编译 桨笃绘

2022年5月12日，《自然-通讯》（Nature Communications发表一项关键的古人类学研究：老挝安南山脉的Tam Ngu Hao 2洞穴发现一颗更新世中期、距今约16.4万年至13.1万年的古人类臼齿，它很可能来自一名3.5～8.5岁的丹尼索瓦女孩。这颗牙齿对于我们理解东南亚地区的族群历史和古人类在亚洲的扩散可谓意义重大。

考古学界于2010年首次发现丹尼索瓦人的牙齿和指骨。此后的DNA测试显示，如今大洋洲和东南亚地区的现代居民身上留有丹尼索瓦人的血脉。

不过在这颗老挝臼齿出现以前，科学家仅于西伯利亚和青藏高原发现了少量丹人化石，因此一直非常疑惑——这些人是怎么能从非洲向东迁移到东南亚，然后扩散至澳大利亚、新几内亚及其他太平洋岛屿，与当地智人群体杂交的？

伊利诺伊大学的古人类学家劳拉·沙克尔福德（右）和哥本哈根大学的法布里斯·德米特（Fabrice Demeter，左）

问路东南，蛇洞寻踪

新研究的作者之一、美国伊利诺伊大学古人类学家劳拉·沙克尔福德（Laura Shackelford）曾于2008年与法国和老挝的同事组成团队，共赴老挝北部的安南山脉考古寻踪。群山之间洞穴众多，他们在其中一个洞穴发掘出大约7.5万年前的人类头骨碎片，这也成为东南亚地区现代人类（智人）最古老的存在证据。

2018年，沙克尔福德和同事又到安南山脉考察。附近村庄的孩子告诉他们，另一个洞穴里有遗骨存在。沙克尔福德的老挝同事警告她，那个洞穴里很可能有眼镜蛇出没，但她认为去那里头走一遭是值得的。

眼镜蛇洞的顶部嵌有牙齿和骨头的化石，其中许多曾被豪猪啃咬

老挝安南山脉发现的一颗古人类臼齿

一组探洞专家首先对该区域进行了侦察，接着沙克尔福德博士进入了那个孩子们所说的、看到过骨头的洞穴。她检查洞穴地面时并无任何发现。“但后来我打开手电筒，抬起头来，看到遗骨和牙齿，它们嵌在这个洞穴的墙壁和顶部，几乎无处不在。”

沙克尔福德和同事开始在新洞穴里全情投入：他们从墙上凿出足球大小的岩石，然后将它们浸泡于弱酸中；岩石逐渐分解，留下更硬的化石。值得一提的是，尽管从未遇到蛇，但他们将此地称作“眼镜蛇洞穴”。

经过仔细检查，他们发现大部分化石遗骨都来自已灭绝哺乳动物，例如侏儒象，骨头上的咬痕很可能来自豪猪。

研究团队在对骨头进行分类后，收获了惊喜：一颗类似于人类儿童牙齿的臼齿，但它的某些特征又表明它的主人并非现代人类。“这令我们非常惊讶和兴奋。”

当地质学家分析确定了牙齿年龄后，他们更惊喜了。牙齿本身难以分析，不过沙克尔福德等人在附近发现了含有放射性元素的化石和矿物，这些元素会以特定速度分解。地质学家通过测量放射性元素含量，估算出这颗牙齿的主人生活于16.4万年前至13.1万年前——比前文提到的7.5万前的智人化石早了数万年……

在当时的沙克尔福德等人看来，久远的年代似乎暗示它属于现代人类已灭绝近亲，但是哪一个呢？尼安德特人、丹尼索瓦人抑或二者混血的后代，还是另一种未知古人类？

化石出土西北地，基因流传东南岛

大约600万年前，人类开始与黑猩猩分道扬镳，各自走上不同的进化道路。在接下来的400万年里，它们进化成了直立行走的、大脑袋的觅食者。

科学家在西伯利亚丹尼索瓦洞中发现了第一批丹尼索瓦人的化石和DNA

完成升级后，一些不安分的直立者开始从非洲向欧洲和亚洲迁移，其中一批被学者称作直立人（Homo erectus）的早期人类向东扩散至印度尼西亚。

化石和古代DNA证据表明，直立人之后又有一大批早期人类离开非洲。随着这些“移民”遍布欧洲和亚洲，新的种族演化形成：大约100万年前，西行的古人成为尼安德特人，东迁的群体变作丹尼索瓦人。

古人类学家于19世纪30年代和60年代在比利时和德国最早发现尼安德特人化石，此后又有大量尼人遗骨出现，标志着该群体在欧洲、中东和西伯利亚的分布范围。

研究者通过分析化石和器具等，勾勒出尼安德特人的剪影：他们身材健壮结实，下巴短小，是技法娴熟的猎人，能够追踪犀牛和海豚，还会以鹰爪为材料制作项链，给死者进行“花葬”……

尼人化石里的DNA显示，现代人类的祖先离开非洲后不久，在中东遇到尼人，并与他们杂交（可能发生了多次）。

科学家在重建丹尼索瓦人迁徙过程时遇到了很多困难。如前文所述，学界长久以来都只掌握着几个来自西伯利亚的丹人牙齿和指骨样本，很难想象万里之外，澳大利亚、新几内亚和太平洋诸岛上的居民是如何获得丹尼索瓦人DNA的。

当然这里需要指出，考古学家在丹尼索瓦洞发掘的样本数量虽少，但贵在质量很高，内含丰富的DNA。此外，研究人员从洞穴地面的泥土里提取了丹人DNA。

根据已有证据，丹尼索瓦人于30万年前占领了此洞穴，并断断续续地居住在周围地区，直至大约5万年前。他们似乎还留下了石器。

鉴于丹尼索瓦人已存在数十万年，科学家相信他们会在其他地方找到丹人化石。事实证明的确如此。

2019年，中国研究人员表示，他们在青藏高原的白石崖溶洞内发现了一块有16万年历史的下颌骨，其牙齿与西伯利亚遗址处的丹人牙齿相匹配。白石崖溶洞位于西伯利亚以南两千多公里，此发现极大扩展了已知的丹人活动范围。

另一方面，此处化石的下颌与牙齿的比例似乎暗示，此地的丹人可能像足球运动员一样高大健壮——为了能在青藏高原的恶劣环境下生存，他们必须适应低氧和寒冷。

不过无论如何，青藏高原的丹人洞与老挝的安南山还是有超过1 800公里的距离。化石出土西北地，基因流传东南岛，对于这段漫长的考古割裂，科学家们始终困惑不解。

御寒耐热，“丹”心留东亚？

在结束老挝蛇洞之旅后的四年里，沙克尔福德和同事一直在努力分析那颗宝贵的古人牙齿。

最开始，他们期待能从牙齿里分离出古DNA，一旦成功，必得重磅结论。提取DNA需要破坏牙齿局部，在下手之前，他们先拿动物化石试了试。哥本哈根大学的同事研究了与牙齿同时被发掘的哺乳动物化石，结果发现这些样本产生不了任何DNA，因此他们决定不再尝试寻找古DNA。

幸运的是，他们在臼齿的牙釉质里找到了蛋白质片段，其化学成分只出现于现代人类、尼安德特人和丹尼索瓦人的牙齿中。而不幸的是，他们无法分辨这个臼齿蛋白属于哪种人类。

研究团队对臼齿的表面和内部进行了高分辨率扫描，令其呈现精细的解剖结构，以便能与400多颗人类臼齿样本（来自现存的和已灭绝的人类）比较。最终的结论是，蛇洞穴样本与青藏高原丹人颌骨里的臼齿最为相似。

此外，这颗牙的牙釉质还提供了性别信息：其主人是一个女孩，因为它缺乏由Y染色体上的一个基因编码的特定牙釉质蛋白。

纽约大学古人类学家莎拉·贝利（Shara Bailey）并未参与此项工作，但曾研究过白石崖颌骨的她认为沙克尔福德等人的结论很合理，“我百分百同意他们的分析结果”。

贝利博士表示，有些人或许不解，为什么一颗牙齿能揭示其旧石器时代主人这么多的信息？人类的牙尖和牙脊有着复杂景观，它们的形态在很大程度上由基因决定，这使得牙齿成为古人类学的信息宝库。

贝利和沙克尔福德一致认为，其他地区将有更多丹人化石等待发掘。

最近的研究显示，东亚人体内存在少量丹尼索瓦人DNA，其祖先可能与丹人群体有过杂交。此外，过去在中国大陆和台湾发现的古老牙齿如今看起来似乎呈现丹尼索瓦式的形貌，值得学界重新审视。

多伦多大学的古人类学家本斯·维奥拉（Bence Viola）则指出：“现在我们可以确定，这种古人类既能应对冰天雪地的苦寒，又能适应潮湿的热带环境。丹尼索瓦人的适应能力很强，可能比尼安德特人更强，最接近现代人类。”

资料来源 The New York Times