丹尼索瓦人长什么样？中国14.6万年前“龙人”给了一张“脸”

来源：中国新闻网

中新网北京6月18日电 (记者 孙自法)2010年基于遗传学研究发现于西伯利亚丹尼索瓦洞穴、命名为丹尼索瓦人的神秘古人类，因此前只确认极少量残缺化石而知之甚少，其形态、模样究竟如何更是一无所知，也一直广受关注。

来自中国科学院古脊椎动物与古人类学研究所的最新消息说，该所付巧妹研究员团队与河北地质大学季强教授团队合作，通过对黑龙江省哈尔滨市发现的一件保存近乎完整的中更新世人类头骨化石——距今至少14.6万年命名“龙人”的哈尔滨古人类深入开展分子古生物学研究，确认“龙人”是丹尼索瓦人，且属于已知早期丹尼索瓦人支系，由此揭开丹尼索瓦人的神秘面纱。

给了丹尼索瓦人一张“脸”

付巧妹研究员介绍说，丹尼索瓦人发现以来，此前研究将来源于西伯利亚丹尼索瓦洞穴、中国青藏高原白石崖溶洞以及台湾澎湖海域等遗址点出土的牙齿、不完整下颌骨及骨骼碎片归属于丹尼索瓦人群，暗示他们可能曾广泛分布在亚洲地区。

然而，现有的丹尼索瓦人遗骸都较为残破，缺乏同时具备完整形态特征和确凿分子证据的化石标本，严重阻碍了对该人群形态、分布及其在东亚古人类演化中作用的认知。因此，“在遗传意义上对现今东亚和大洋洲人群有贡献的古老型人类丹尼索瓦人是谁”，成为其发现15年来最重要的国际难题之一。

通过铀系测年，河北地质大学收藏的哈尔滨古人类头骨化石距今至少14.6万年，季强教授等2021年将其正式命名为一个新的人种即“龙人”，形态学研究揭示“龙人”与青藏高原白石崖溶洞的丹尼索瓦下颌骨存在显著相似性，暗示其可能同属于丹尼索瓦人。最新的古蛋白质组和古DNA研究，则为“龙人”化石的群体归属和丹尼索瓦人群的较完整形态与遗传谱系提供了关键线索。

近乎完整头骨牙结石中的丹尼索瓦人线粒体DNA的演化图。中国科学院古脊椎所 供图

在本次研究中，联合团队建立古蛋白全自动化鉴定人群的方法体系，产生迄今最高质量的古人类蛋白组数据。同时，优化古DNA提取实验和针对微量古DNA系统化建立多种生信分析方法，另辟蹊径实现牙结石中微量中更新世晚期人类古DNA的首次提取。

基于这些创新性的古蛋白和古DNA的分析方法，联合团队发现“龙人”就是丹尼索瓦人。业内专家高度评价这项研究具有关键贡献——给了丹尼索瓦人一张“脸”，也打开延展其他化石关联到丹尼索瓦人的可能。

破解丹尼索瓦人形态之谜

这次研究取得的两项重大突破成果，北京时间6月18日夜间分别以“哈尔滨中更新世晚期人类个体的蛋白质组”“距今至少14.6万年的哈尔滨人类头骨牙结石中发现丹尼索瓦人线粒体DNA”为题，在国际知名学术期刊《科学》(Science)、《细胞》(Cell)同步上线发表。

“龙人”古蛋白和古DNA水平的关键证据揭示，丹尼索瓦人至少14.6万年前已广泛分布在亚洲广大区域，表明神秘的丹尼索瓦人的形态特征，耦联了分子古生物学证据与形态学证据，突破了传统研究骨骼DNA的局限，通过微量牙结石研究古人类，这为从更新世人类化石恢复人类古DNA提供了新的可能。

联合团队表示，近几年来，他们通过自主建立的前沿古蛋白实验与创新的古DNA实验方案，对“龙人”头骨化石及其牙结石(新途径)展开双重攻关，首次将一具近乎完整的古人类头骨与神秘的丹尼索瓦人群关联起来，一举破解困扰学界15年之久的丹尼索瓦人形态之谜，为探讨丹尼索瓦人群的时空分布以及东亚的古人类演化历史提供重要证据。

古蛋白古DNA“双管齐下”

联合团队通过自主建立的古蛋白质组实验系统从“龙人”化石中获取到大量质谱数据，鉴定到308458个谱图与20455个肽段，通过降解相关修饰的分析确认了95种内源性蛋白质。这代表着目前已知最高质量的古人类蛋白质组数据，肽段数比此前基于同时期化石产生的数据多11倍。

联合团队还首创古蛋白全自动化鉴定人群分类的方法体系，发现122个在人科物种中特有的氨基酸突变位点。系统发育分析表明，“龙人”个体与发现于丹尼索瓦洞穴的3号个体构成单系类群(支持率98%-100%)。相关研究证实“龙人”为丹尼索瓦相关人群，实现了完整头骨形态与分子证据的直接关联。

解决古蛋白质组自动化分析的难点后，联合团队接续攻克古DNA研究的挑战。由于牙结石致密的矿化结构为古DNA保存提供了相对封闭的微环境，该团队另辟蹊径创新性聚焦牙结石样本，针对两份极其微量的牙结石样本(0.5毫克和0.3毫克)，优化古DNA的提取实验方案，构建20个文库，进而从中筛选出7个含丹尼索瓦特异性变异的文库用于下游分析。

更新世古人类个体的地理分布及其蛋白质组特征(仅包含已报道的古蛋白质组相关研究)。中国科学院古脊椎所 供图

联合团队通过自主开发算法，识别并严格筛选具有古DNA损伤特征的短片段通过算法构建人类祖先型与丹尼索瓦祖先型的参考序列，最大程度减小比对误差和筛选出古DNA片段，基于宿主线粒体的DNA分析明确“龙人”位于丹尼索瓦人线粒体DNA变异范围内。

他们还研发确定不同支系的关键位点的分析方法，明确其属于西伯利亚丹尼索瓦洞穴早期谱系。考虑到丹尼索瓦洞穴早期人类个体的年代范围(距今12.7万-21.7万年)和“龙人”个体的年代(距今至少14.6万年)，说明这一古人类群体在中更新世晚期已广泛分布于从西伯利亚到中国东北的广阔地域，从而证实更新世牙结石可能保存宿主古DNA，为突破中更新世人类古DNA研究的技术瓶颈开辟了新路径。

提供古人类遗传学研究范本

古蛋白与古DNA这两项研究互为印证，首次将一具近乎完整的古人类头骨与丹尼索瓦人的分子证据关联起来，不仅了解到“龙人”的古DNA和古蛋白信息，而且揭示丹尼索瓦人较完整的头骨形态，这为识别东亚地区其他可能属于丹尼索瓦人的古人类化石(如大荔人、金牛山人等)提供了重要参照。

联合团队指出，从宏观角度看，本研究为理解丹尼索瓦人在亚洲的迁徙扩散提供了清晰线索，但同时也引发了新的科学问题：“龙人”个体与西伯利亚早期丹尼索瓦人的紧密遗传联系，证实丹尼索瓦人在中更新世晚期就已经广泛分布于西伯利亚和东亚北部，这一早期分支是否扩散至更南区域，其与中国其他古人类群体存在怎样的互动？前人的研究表明存在不同支系的丹尼索瓦人群对现代东亚和大洋洲人群的多次渗入，这些不同分支的丹尼索瓦人群源头又在哪里？

东亚地区其他古人类化石或许是解答这些问题的关键，而联合团队的这两项研究成果为后续的中晚更新世古人类遗传学研究提供了很好的范本。未来，若能建立更多相对完整的头骨形态与分子古生物学证据的联系，将对探究丹尼索瓦人群的形态共性、内部多样性以及不同支系的时空分布、演化历史及其与现生人群的关系等，发挥关键作用。(完)