古代少女的牙齒填補了人類家譜的空白

編譯 槳篤繪

2022年5月12日，《自然-通訊》（Nature Communications發表一項關鍵的古人類學研究：老撾安南山脈的Tam Ngu Hao 2洞穴發現一顆更新世中期、距今約16.4萬年至13.1萬年的古人類臼齒，它很可能來自一名3.5～8.5歲的丹尼索瓦女孩。這顆牙齒對于我們理解東南亞地區的族群歷史和古人類在亞洲的擴散可謂意義重大。

考古學界于2010年首次發現丹尼索瓦人的牙齒和指骨。此后的DNA測試顯示，如今大洋洲和東南亞地區的現代居民身上留有丹尼索瓦人的血脈。

不過在這顆老撾臼齒出現以前，科學家僅于西伯利亞和青藏高原發現了少量丹人化石，因此一直非常疑惑——這些人是怎么能從非洲向東遷移到東南亞，然后擴散至澳大利亞、新幾內亞及其他太平洋島嶼，與當地智人群體雜交的？

伊利諾伊大學的古人類學家勞拉·沙克爾福德（右）和哥本哈根大學的法布里斯·德米特（Fabrice Demeter，左）

問路東南，蛇洞尋蹤

新研究的作者之一、美國伊利諾伊大學古人類學家勞拉·沙克爾福德（Laura Shackelford）曾于2008年與法國和老撾的同事組成團隊，共赴老撾北部的安南山脈考古尋蹤。群山之間洞穴眾多，他們在其中一個洞穴發掘出大約7.5萬年前的人類頭骨碎片，這也成為東南亞地區現代人類（智人）最古老的存在證據。

2018年，沙克爾福德和同事又到安南山脈考察。附近村莊的孩子告訴他們，另一個洞穴里有遺骨存在。沙克爾福德的老撾同事警告她，那個洞穴里很可能有眼鏡蛇出沒，但她認為去那里頭走一遭是值得的。

眼鏡蛇洞的頂部嵌有牙齒和骨頭的化石，其中許多曾被豪豬啃咬

老撾安南山脈發現的一顆古人類臼齒

一組探洞專家首先對該區域進行了偵察，接著沙克爾福德博士進入了那個孩子們所說的、看到過骨頭的洞穴。她檢查洞穴地面時并無任何發現?！暗髞砦掖蜷_手電筒，抬起頭來，看到遺骨和牙齒，它們嵌在這個洞穴的墻壁和頂部，幾乎無處不在?！?/p>

沙克爾福德和同事開始在新洞穴里全情投入：他們從墻上鑿出足球大小的巖石，然后將它們浸泡于弱酸中；巖石逐漸分解，留下更硬的化石。值得一提的是，盡管從未遇到蛇，但他們將此地稱作“眼鏡蛇洞穴”。

經過仔細檢查，他們發現大部分化石遺骨都來自已滅絕哺乳動物，例如侏儒象，骨頭上的咬痕很可能來自豪豬。

研究團隊在對骨頭進行分類后，收獲了驚喜：一顆類似于人類兒童牙齒的臼齒，但它的某些特征又表明它的主人并非現代人類?！斑@令我們非常驚訝和興奮?！?/p>

當地質學家分析確定了牙齒年齡后，他們更驚喜了。牙齒本身難以分析，不過沙克爾福德等人在附近發現了含有放射性元素的化石和礦物，這些元素會以特定速度分解。地質學家通過測量放射性元素含量，估算出這顆牙齒的主人生活于16.4萬年前至13.1萬年前——比前文提到的7.5萬前的智人化石早了數萬年……

在當時的沙克爾福德等人看來，久遠的年代似乎暗示它屬于現代人類已滅絕近親，但是哪一個呢？尼安德特人、丹尼索瓦人抑或二者混血的后代，還是另一種未知古人類？

化石出土西北地，基因流傳東南島

大約600萬年前，人類開始與黑猩猩分道揚鑣，各自走上不同的進化道路。在接下來的400萬年里，它們進化成了直立行走的、大腦袋的覓食者。

科學家在西伯利亞丹尼索瓦洞中發現了第一批丹尼索瓦人的化石和DNA

完成升級后，一些不安分的直立者開始從非洲向歐洲和亞洲遷移，其中一批被學者稱作直立人（Homo erectus）的早期人類向東擴散至印度尼西亞。

化石和古代DNA證據表明，直立人之后又有一大批早期人類離開非洲。隨著這些“移民”遍布歐洲和亞洲，新的種族演化形成：大約100萬年前，西行的古人成為尼安德特人，東遷的群體變作丹尼索瓦人。

古人類學家于19世紀30年代和60年代在比利時和德國最早發現尼安德特人化石，此后又有大量尼人遺骨出現，標志著該群體在歐洲、中東和西伯利亞的分布范圍。

研究者通過分析化石和器具等，勾勒出尼安德特人的剪影：他們身材健壯結實，下巴短小，是技法嫻熟的獵人，能夠追蹤犀牛和海豚，還會以鷹爪為材料制作項鏈，給死者進行“花葬”……

尼人化石里的DNA顯示，現代人類的祖先離開非洲后不久，在中東遇到尼人，并與他們雜交（可能發生了多次）。

科學家在重建丹尼索瓦人遷徙過程時遇到了很多困難。如前文所述，學界長久以來都只掌握著幾個來自西伯利亞的丹人牙齒和指骨樣本，很難想象萬里之外，澳大利亞、新幾內亞和太平洋諸島上的居民是如何獲得丹尼索瓦人DNA的。

當然這里需要指出，考古學家在丹尼索瓦洞發掘的樣本數量雖少，但貴在質量很高，內含豐富的DNA。此外，研究人員從洞穴地面的泥土里提取了丹人DNA。

根據已有證據，丹尼索瓦人于30萬年前占領了此洞穴，并斷斷續續地居住在周圍地區，直至大約5萬年前。他們似乎還留下了石器。

鑒于丹尼索瓦人已存在數十萬年，科學家相信他們會在其他地方找到丹人化石。事實證明的確如此。

2019年，中國研究人員表示，他們在青藏高原的白石崖溶洞內發現了一塊有16萬年歷史的下頜骨，其牙齒與西伯利亞遺址處的丹人牙齒相匹配。白石崖溶洞位于西伯利亞以南兩千多公里，此發現極大擴展了已知的丹人活動范圍。

另一方面，此處化石的下頜與牙齒的比例似乎暗示，此地的丹人可能像足球運動員一樣高大健壯——為了能在青藏高原的惡劣環境下生存，他們必須適應低氧和寒冷。

不過無論如何，青藏高原的丹人洞與老撾的安南山還是有超過1 800公里的距離。化石出土西北地，基因流傳東南島，對于這段漫長的考古割裂，科學家們始終困惑不解。

御寒耐熱，“丹”心留東亞？

在結束老撾蛇洞之旅后的四年里，沙克爾福德和同事一直在努力分析那顆寶貴的古人牙齒。

最開始，他們期待能從牙齒里分離出古DNA，一旦成功，必得重磅結論。提取DNA需要破壞牙齒局部，在下手之前，他們先拿動物化石試了試。哥本哈根大學的同事研究了與牙齒同時被發掘的哺乳動物化石，結果發現這些樣本產生不了任何DNA，因此他們決定不再嘗試尋找古DNA。

幸運的是，他們在臼齒的牙釉質里找到了蛋白質片段，其化學成分只出現于現代人類、尼安德特人和丹尼索瓦人的牙齒中。而不幸的是，他們無法分辨這個臼齒蛋白屬于哪種人類。

研究團隊對臼齒的表面和內部進行了高分辨率掃描，令其呈現精細的解剖結構，以便能與400多顆人類臼齒樣本（來自現存的和已滅絕的人類）比較。最終的結論是，蛇洞穴樣本與青藏高原丹人頜骨里的臼齒最為相似。

此外，這顆牙的牙釉質還提供了性別信息：其主人是一個女孩，因為它缺乏由Y染色體上的一個基因編碼的特定牙釉質蛋白。

紐約大學古人類學家莎拉·貝利（Shara Bailey）并未參與此項工作，但曾研究過白石崖頜骨的她認為沙克爾福德等人的結論很合理，“我百分百同意他們的分析結果”。

貝利博士表示，有些人或許不解，為什么一顆牙齒能揭示其舊石器時代主人這么多的信息？人類的牙尖和牙脊有著復雜景觀，它們的形態在很大程度上由基因決定，這使得牙齒成為古人類學的信息寶庫。

貝利和沙克爾福德一致認為，其他地區將有更多丹人化石等待發掘。

最近的研究顯示，東亞人體內存在少量丹尼索瓦人DNA，其祖先可能與丹人群體有過雜交。此外，過去在中國大陸和臺灣發現的古老牙齒如今看起來似乎呈現丹尼索瓦式的形貌，值得學界重新審視。

多倫多大學的古人類學家本斯·維奧拉（Bence Viola）則指出：“現在我們可以確定，這種古人類既能應對冰天雪地的苦寒，又能適應潮濕的熱帶環境。丹尼索瓦人的適應能力很強，可能比尼安德特人更強，最接近現代人類。”

資料來源 The New York Times