7月3日,國際頂級學術雜誌Nature在線發表了蘭州大學環境考古團隊關於白石崖溶洞遺址的最新研究成果,題為“白石崖溶洞中、晚更新世丹尼索瓦人的生存策略”(Middle and Late Pleistocene Denisovan subsistence at Baishiya Karst Cave)。此項研究由蘭州大學資源環境學院張東菊教授和中國科學院青藏高原研究所陳發虎院士共同領銜,帶領蘭州大學舊石器環境考古團隊,並聯合丹麥哥本哈根大學、德國馬普學會進化人類學研究所、英國肯特大學、法國法蘭西學院等多家研究單位合作完成。蘭州大學博士後夏歡為第一作者,蘭州大學博士後王建和哥本哈根大學博士後ZandraFagernäs為共同第一作者,蘭州大學張東菊教授、雙聘院士陳發虎教授和哥本哈根大學Frido Welker副教授為共同通訊作者,蘭州大學資源環境學院多位碩士和博士研究生深度參與了此項研究,為共同作者。此項研究得到了國家文物局、甘肅省文物局、甘肅省文物考古研究所、甘南州文化廣電和旅遊局、中共夏河縣委、夏河縣人民政府、夏河縣文體廣電和旅遊局等多級政府部門的支持,同時也得到了國家自然科學基金和中國博士後科學基金等多個基金項目的資助。
白石崖溶洞遺址研究的Nature文章
該研究采用傳統動物考古學和古蛋白質分析方法(ZooMS和鳥槍蛋白質組學)相結合,對張東菊教授帶隊發掘的甘肅省夏河縣白石崖溶洞遺址出土的2500餘件動物化石遺存,進行了係統的種屬鑒定、部位鑒定、骨骼表麵痕跡等分析,結合該遺址的前期研究成果,對該遺址的古人類活動曆史及其生存策略問題進行了深入探討。
白石崖溶洞外景
通過對2000餘件缺乏形態鑒定特征的碎骨進行ZooMS快速篩選,確定出土於第3層(形成於距今約4.8-3.2萬年)的一件肋骨標本屬於人類化石,通過古蛋白質組學分析進一步確認該化石屬於丹尼索瓦人(簡稱丹人),為晚更新世晚期白石崖溶洞遺址的丹人活動提供了確鑿的人類化石證據。2020年,該團隊在Science雜誌發表了白石崖溶洞遺址沉積物DNA的研究成果(Zhang等,Science,2020),報道了在距今10萬、6萬以及可能晚至4.5萬年的沉積物中提取到的丹人線粒體DNA,結合該團隊於2019年在Nature雜誌發表的距今至少16萬年的丹人下頜骨的研究成果(Chen等,Nature,2019),證明丹人在中更新世晚期至晚更新世曾長期生活在青藏高原。此次新發現,為白石崖溶洞遺址的晚更新世晚期丹人活動提供了確鑿的人類化石證據,也將丹人最晚的生存時間延伸至距今約4萬年,為丹人體質和遺傳特征、活動曆史及其高海拔環境適應研究提供了寶貴新材料,也為丹人與早期現代人在東亞的共存及其基因和文化交流等研究提供了關鍵新線索。
新發現的丹尼索瓦人肋骨化石
同時,此項研究還係統闡釋了白石崖溶洞丹人的動物資源利用策略。研究工作共鑒定出包括已滅絕物種、青藏高原特有物種以及現今古北界廣泛存在的物種等在內的20餘個脊椎動物類別,包括了岩羊、盤羊、野犛牛、馬鹿、藏原羚、麝、野馬、披毛犀等大中型食草動物,最後斑鬣狗、豹、鼬、石貂、狼、藏狐等食肉動物,雉雞、金雕、鶉等鳥類動物,還有高原兔、鼠兔、溝牙鼯鼠、旱獺、田鼠、豪豬、甘肅鼢鼠等小型哺乳動物,首次揭示了青藏高原中更新世晚期至晚更新世晚期的脊椎動物群情況。
白石崖溶洞遺址不同地層中主要動物類別變化
綜合分析顯示,白石崖溶洞的丹人生活在以草原景觀為主的自然環境裏,周圍可能分布有零星的森林資源斑塊,他們利用了多樣性的動物資源,具有較廣的食譜,對動物資源進行了充分的利用,在該洞穴進行了剝皮、肢解、剔肉、敲骨吸髓等動物資源加工和消費行為,並且還嚐試利用骨骼製作簡易工具。
以羊亞科為例的丹尼索瓦人在白石崖溶洞的加工和消費活動(a)及其製造的權宜性骨質工具(b)
此項研究通過古蛋白組學和動物考古學的綜合分析,首次揭示了已滅絕古人類(丹人)在青藏高原長期占據過程中(距今約22.4-3.2萬年,倒數第二次冰期至末次冰期)的動物資源利用策略,為認識早期人類在青藏高原活動的曆史提供了可靠證據。同時,此項研究也是國內首例在舊石器考古遺址綜合運用古蛋白組學和動物考古學方法的研究成果,是蘭州大學環境考古團隊基於白石崖溶洞遺址研究工作發表的第三篇國際頂刊文章。
甘肅盆地古人類生存場景的複原圖(李夏繪製)
白石崖溶洞遺址研究成果在國際頂刊的連續發表,不僅顯著拓展了我們對丹人和青藏高原早期人類活動曆史的認識,而且也彰顯了蘭州大學環境考古團隊在青藏高原古人類活動曆史研究領域的研究實力和國際影響力。蘭州大學環境考古團隊由陳發虎院士於上世紀九十年代中期開始組建,曆經二十餘年,已形成覆蓋舊石器時代、新石器時代和曆史時期環境考古等多個研究方向的綜合研究團隊。其中,由張東菊教授具體負責的蘭州大學舊石器環境考古團隊,在青藏高原東北部開展了多年的考古調查、發掘和研究工作,旨在回答舊石器人群向青藏高原擴散的過程、活動曆史、人群特征、文化麵貌、生業模式、環境適應等人類演化曆史中的重要科學問題。在國家多個部門的政策和資金支持下,在地方政府的大力配合下,依托西部環境教育部重點實驗室、寒區旱區生物考古國家文物局重點科研基地等平台,蘭州大學環境考古團隊的研究實力逐步提高。除了在白石崖溶洞遺址開展的研究工作外,舊石器環境考古團隊在青藏高原東北部開展了廣泛的考古調查,發現多處重要舊石器考古遺址,已完成和正在開展多個遺址的考古發掘和多學科綜合研究,研究的時間尺度從更新世中期至全新世中期,幾乎覆蓋了已知高原上舊石器人群活動的所有時段。此項最新研究成果,是舊石器環境考古團隊2017年以來牽頭在Nature/Science兩大國際頂級學術雜誌發表的第四篇學術論文(Zhang等,Science,2017;Chen等,Nature,2019;Zhang等,Science,2020;Xia等,Nature,2024),突顯了該團隊在青藏高原史前人類活動研究中的國際領先地位。團隊新生力量夏歡博士推動了我國古蛋白質分析技術在古人類化石鑒定和古人類生存策略研究中的應用,促進了我國古蛋白質組學這一新領域的發展。未來,蘭州大學舊石器環境考古團隊將持續努力,不斷前行,誌在為東亞古人類演化和環境適應研究注入更多蘭大的力量,為此領域的發展作出更多的貢獻。
文章鏈接:https://www.nature.com/articles/s41586-024-07612-9
論文鏈接:
Xia, H., Zhang, D. J. et al., 2024. Middle and Late Pleistocene Denisovan subsistence at Baishiya Karst Cave. Nature, https://doi.org/10.1038/s41586-024-07612-9.
延伸閱讀:
Zhang, D. J. et al., 2020. Denisovan DNA in Late Pleistocene sediments from Baishiya Karst Cave on the Tibetan Plateau. Science, 370, 584-587.
Chen, F. H. et al., 2019. A late Middle Pleistocene Denisovan mandible from the Tibetan Plateau. Nature, 569, 409-412.
Zhang, D. J. et al., 2017. Comment on “Permanent human occupation of the central Tibetan Plateau in the early Holocene”. Science 352, eaam8273 (2017).
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