中国团队识别出西南地区首例丹尼索瓦骨骼

丹尼索瓦人是基于遗传学发现的一支古老型人类群体，广泛分布于亚洲。然而，西南关键地域由于化石保存的原因，长期存在研究空白，制约了相关研究。

微信公众号“中科院古脊椎所”9月9日消息，中国科学院古脊椎动物与古人类研究所付巧妹团队创新性地提出“形态学预筛+ZooMS鉴定”的高效筛选策略，从云南蝙蝠洞6万多块碎骨中精准在不同地层锁定3件古人类化石，并联合蛋白质组测序、单氨基酸多态性分析与系统发育分析等多重分子证据，将其与2颗出土古人类牙齿一同确认为丹尼索瓦人，年代范围为距今约16.7万至13.4万年前。

令人惊喜的是，1块近端桡骨碎片是全球首次确认的丹尼索瓦人桡骨化石，其镶嵌式形态特征揭示了丹尼索瓦人不同于尼安德特人和现代人的独特生物力学需求与行为适应性。

该研究填补了丹尼索瓦人已知分布中中国西南部的关键地理空白，使云南蝙蝠洞成为除西伯利亚丹尼索瓦洞外出土丹尼索瓦人遗骸最丰富的地点且被不同时期的丹尼索瓦人使用，深化了我们对丹尼索瓦人演化历史的理解，对桡骨的形态学分析为了解其头后骨骼的表型提供了重要线索。

专家评价：“他们采用的前沿方法学路径（系统性的形态学筛选+肽指纹图谱分析），使这支多学科研究团队能够从大量无鉴定特征的碎骨中识别出可能的丹尼索瓦人骨骼...这件桡骨为了解丹尼索瓦人在云南的时空分布及其可能的颅后表型提供了关键信息”；“这些结果令人振奋，对我们理解丹尼索瓦人的分布和形态具有重要贡献”。

自2010年基于遗传学分析在西伯利亚丹尼索瓦洞发现丹尼索瓦人以来，目前通过分子证据仅鉴定到少量其他地域的丹尼索瓦人遗骸，包括来自青藏高原白石崖溶洞（夏河）的半个下颌骨和肋骨、来自台湾海峡的半个下颌骨（澎湖），以及来自中国东北部的几乎完整的头骨（哈尔滨）（图1）。

由此可见，目前在中国发现的丹尼索瓦人化石局限于北部和东南部，中国西南部尚未报道；而鉴于遗传学研究表明在大洋洲的现代人群中含有相对较高的丹尼索瓦人遗传成分，中国的西南地区可能是丹尼索瓦人扩散的关键区域。

因此，在西南区域找到丹尼索瓦人化石，尤其是有鉴定特征的头后骨骼，可为解答丹尼索瓦人群的时空分布、演化历史及适应表型提供关键证据。

图1 蝙蝠洞的地理位置以及两颗古人类牙齿和三块新发现的丹尼索瓦人骨骼的形态

北京时间9月9日，中国科学院古脊椎动物与古人类研究所付巧妹研究团队和云南省文物考古研究所阮齐军，联合中国社会科学院、北京大学、南京师范大学等多家单位开展中国云南蝙蝠洞哺乳动物化石及古人类化石的古蛋白质组研究。

研究团队通过“形态学预筛+ZooMS鉴定”从云南蝙蝠洞遗址的6万多件碎骨中高效率筛选出距今约16.7万至13.4万年前的3个古人类样本，进一步的蛋白质组分析将这3个骨骼样品及2颗发掘找到的古人类牙齿都鉴定为丹尼索瓦人（图1）。

这项研究填补了丹尼索瓦人已知分布中的关键地理空白，增进了对中国中更新世晚期丹尼索瓦人遗传特征及演化历史的理解；同时获取到了第一个丹尼索瓦人桡骨化石，为其形态表型研究提供了重要证据。研究成果以Ancient proteins identify various Denisovan remains from Southwest China为题发表在Nature杂志上。

“形态学预筛+ZooMS鉴定”

高效筛选古人类化石

ZooMS（Zooarchaeology by Mass Spectrometry，质谱法动物种属鉴定）以其取样微损、方法简单、鉴定快速以及价格低廉等优势，已成为大批量筛选古人类化石的首选方案。然而，仅依靠ZooMS进行筛选的古人类化石发现率通常极低，目前在丹尼索瓦洞和白石崖溶洞两个遗址报道的概率低于0.1%。

而蝙蝠洞出土的碎骨多达6万多件，若全部进行ZooMS分析，将耗费巨大且效率低下。为突破这一瓶颈，研究团队创新性地加入了形态学预筛选流程，在6万多块碎骨中选取出22块疑似古人类化石。同时在剩余的非疑似人骨中随机挑选54个碎骨开展ZooMS分析，确认在该遗址进行古蛋白质分析的可行性。

最终，对22块疑似人骨的ZooMS分析将2块顶骨碎片（样品编号为BFD767和BFD769）和1块近端桡骨碎片（样品编号为BFD771）确认为人属来源。其中BFD767和BFD771来自发现有4颗古人类牙齿的第7层，地层年代约14.8-13.4万年，而BFD769则来自更老的第9层，地层年代约16.7-15万年，这一发现为探讨该遗址更早期的古人类归属提供了重要材料。

同时，“形态学预筛+ZooMS鉴定”的组合策略使古人类化石的筛选效率实现了数量级的跃升，为今后在类似大规模碎骨遗址中高效发现古人类化石提供了可复制的方法。

多组织、多馏分蛋白质提取获取高质量古人类蛋白质组

在明确3件骨骼碎片种属的基础上，研究团队还将蝙蝠洞第7层出土的2颗古人类牙齿——下第四前臼齿（样品编号为YHB3518）和下第二臼齿（样品编号为YHB3075）纳入研究对象。团队针对骨骼、牙本质和牙釉质等多组织进行了系统的多馏分的蛋白质提取与分析，最终从5个样品中确定了6至16种内源性蛋白，覆盖1,972至4,076个氨基酸位点，与同时期古人类化石蛋白质组保存情况相当。其中，从2颗牙齿的釉质中鉴定到丰富的Y型釉原蛋白特异性肽段，表明这2颗牙齿均属于男性个体。

单氨基酸多态性位点及系统发育分析证实丹尼索瓦人身份

研究团队对内源性蛋白质组中的单氨基酸多态性位点进行了系统筛选和可靠性评估，结果显示5个样本均携带丹尼索瓦人特征性变异位点COL1A2 R996K（图2），指示其丹尼索瓦来源。

此外，从2颗蝙蝠洞牙齿的釉质中还鉴定出另外3个具有系统分类价值的变异位点，包括丹尼索瓦人群相关位点AMBN M273V，现代人、尼安德特人和丹尼索瓦人共有的突变位点AMELY 179L，以及与东亚中更新世直立人区分的位点AMBN 253A。

在系统发育分析层面，基于每个样本内源蛋白的一致性序列分别构建的贝叶斯系统发育树显示，其拓扑结构与核基因组研究高度一致，将现代人定位为尼安德特人/丹尼索瓦人支系的姐妹群。每个蝙蝠洞样本均与Denisova 3号形成单系群，后验概率达100%。

这与单氨基酸多态性位点判定的结果一致，支持将其可靠地归入丹尼索瓦人。

图2 两个蝙蝠洞样品中丹尼索瓦人特征性变异位点COL1A2 R996K的鉴定肽段情况

全球首件丹尼索瓦人桡骨

揭示独特形态表型

本研究对新发现的2件丹尼索瓦顶骨（BFD767和BFD769）和1件近端桡骨（BFD771）碎片进行了详细的形态学分析。顶骨厚度及其分布模式分析显示，蝙蝠洞人顶骨的厚度与东亚中更新世晚期古老型人类和海德堡人最为接近。尤为瞩目的是，BFD771是迄今为止全球唯一被确认的丹尼索瓦人桡骨化石，其成功鉴定为揭示该人群的颅后表型特征提供了关键证据。

高精度显微CT显示，该个体拥有粗壮的骨皮质结构和完全愈合的近端骨骺，表明其属于成年或接近成年的个体。在形态上，该化石虽然在较大的近端尺寸和可能朝向内侧的桡骨粗隆方向上与尼安德特人相似，但其整体外部形态和桡骨颈中部横截面几何特征却更接近现代人（图3）。由此可见，蝙蝠洞桡骨化石呈现尼安德特人与现代人的镶嵌状态，表明丹尼索瓦人在生物力学需求和行为适应模式上异于上述两个类群。

图3 蝙蝠洞桡骨的微分同胚表面匹配分析

小结

本研究在全面的形态学筛选、ZooMS、蛋白质组测序、单氨基酸多态性分析和系统发育分析的多重证据下，从蝙蝠洞的6万多块哺乳动物化石碎片中鉴定出了分别来自两个不同地层的3个丹尼索瓦人骨骼，包括2块顶骨碎片和1块近端桡骨碎片，同时将4颗古人类牙齿化石中1颗下第四前臼齿和1颗下第二臼齿也鉴定为丹尼索瓦人，这使得蝙蝠洞成为除丹尼索瓦洞外目前发现丹尼索瓦人骨种类最多的遗址。

该研究填补了丹尼索瓦人已知分布中的关键地理空白——其地理分布范围由此涵盖了最北端的西伯利亚、中国东北部、位于中部的青藏高原、东南部的台湾海峡，最新发现又将其推进至西南部的云贵高原。时间上，丹尼索瓦人在云贵高原的生存年代属于海洋氧同位素第6期，虽然处于冰期，但云贵高原相对温暖的环境和充足的食物资源，可能作为丹尼索瓦人群的狩猎场，支撑其顺利度过冰期。

本研究首次鉴定出的丹尼索瓦人桡骨碎片具有深远意义，该桡骨所呈现的镶嵌式组合特征，表明丹尼索瓦人存在不同于尼安德特人和现代人的生物力学需求和行为适应性。

然而，需要了解丹尼索瓦人群内部形态的多样性，目前的研究材料仍显不足。希望未来类似的蛋白质组学分析能够帮助识别更多丹尼索瓦人的长骨，从而整合形态学、分子、年代学、生态及生存策略等多学科数据，进一步理解他们在应对气候变化和同期其他古人类竞争压力下的适应性行为。

同时，遗传学研究表明多个丹尼索瓦支系曾向亚洲和大洋洲的现代人发生基因渗入。如果未来能获取更多古DNA证据，尤其是来自东亚与东南亚之间过渡地带（如本研究中的云南地区）的古基因组数据，将有助于理解哪些丹尼索瓦支系参与了现代人群的形成和扩散。

本研究通讯作者为中国科学院古脊椎动物与古人类研究所付巧妹；中国科学院古脊椎所饶慧芸、中国科学院古脊椎所邢松、云南省文物考古研究所阮齐军、中国社会科学院科技考古与文化遗产保护重点实验室白帆与北京大学博士后赵昱浩为共同第一作者。研究得到国家重点研发计划、全国考古人才振兴计划、国家自然科学基金、新基石科学基金以及青藏高原地球系统与资源环境全国重点实验室开放课题的支持。

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