兰州大学张东菊 —— “我”从高原来

　　那么刚才提到人类对于高海拔环境的一个适应，那么高海拔环境具有什么样的特点？最突出的两点，一个就是缺氧，另外一个是寒冷。缺氧的话我们可以理解假设海平面的位置氧气的浓度是100%，那么随着海拔的升高，氧气浓度会降低的，比如在兰州，兰州的氧气浓度就是不到90%，而西宁是不到80%，像拉萨和青海湖它就不到70%。
　　那么由于这样一个缺氧环境，那么人类还有其他生物就要应对这种环境，那么就会产生一些生理上的不适应。那么要想长期生活在这样一个环境里面，它需要发展一些适应环境的一些行为，包括生理上的遗传上的都是需要适应，才可以长期在高原上生活。
　　那么此外另外一点寒冷也是高原的特点，我们知道按正常的规律是每上升1000米温度会下降6度。那么如果按这个规律看海平面的温度是20度的时候，那么如果一个山体随着海拔的升高，比如说到达西宁这个高度的时候，它的温度就是在零上二三度三四度的样子，当然不完全是这么绝对的，只是说相对来说它的环境是冷的，所以在暑假的时候，大家会跑到青藏高原上去旅游去避暑，那么这也是高海拔环境的一个重要的特点。
　　那么对于这种特殊的环境，人类和其他生物都要发展出一系列的适应的行为来适应高原。
　　现在我们说在高原上生活的人群最多的常居人口最多的就是藏族人群，藏族人群有非常独特的文化表现在他的衣食住行各个方面。那么我们经常见到的比如说这种典型的藏式的建筑，它的墙壁比较厚，然后窗户比较小，它有很好的防风御寒保暖的功能，那么这个是适应高寒的环境的一个特殊的应对方式。
　　另外高原上的藏族人群，尤其他们的食物很有特点，他们的食物当中肉食占很大的部分，尤其肉食主要来自于牦牛和羊，那么此外他们还吃很多的，比如说吃糌粑，也就是青稞，而牦牛和青稞是高原上所特有的，所以这也是特殊的适应高海拔环境的一种行为方式。
　　还有其他的比如说在藏式的这种房子建筑之前，会有很多藏族他们住在这种牦牛帐篷里，那就是用牦牛的毛做的帐篷，然后包括他们会用牦牛粪作为燃料，这也是适应高原上树木比较少，森林比较少，燃料比较缺乏的这样一种特殊的环境的情况。 　　关于这个问题，我想从2019年一条轰动世界的新闻来讲起，这条新闻关于夏河人下颌骨的这条新闻，大家可以看到下颌骨的新闻，它其实是覆盖了全球各地，然后用各个语言，包括我们中国的很多的主流媒体，国外的一些权威媒体，然后还有其他语言的一些媒体都对这个发现进行了报道，那么这个发现有什么样有什么样的重要意义，为什么它会引起世界各个角落的关注？ 　　那么第二个重要问题就是这个化石，我们说它是什么人的化石，也就是说它是什么种属。那么对于这个问题，古人类学界一般是对化石进行一个形态的鉴定，包括测量分析。那么除此之外还有一些新的手段，我们采用新的手段是什么？从化石里面尝试提取古DNA或者古蛋白，我们知道DNA是我们的主要的遗传物质，可以进行亲子鉴定种属鉴定。
　　那么如果从化石里面提取到DNA，那么就可以直接知道它是什么种属的，但是DNA在化石里面非常难保存，老的化石里面一般都没有，那么我们这个化石也不例外，没有提取到DNA 我们尝试了，但是没有提取到，但是我们很幸运我们提取到了蛋白质，这个蛋白质其实它是由DNA来编译的，所以它也可以进行种属的鉴定，尽管它不能够进行亲子鉴定，就是它的分辨率会低，但是它有种属鉴定的这种意义，这种可能。那么这个结果我们提取到DNA蛋白之后，对他进行鉴定，发现他是属于丹尼索瓦人。 　　它另外还有一个就是牙齿特征，这是这个下颌骨上保存了两颗牙齿，这是其中的一颗，后面这一颗也就是第二磨牙。
　　第二磨牙有一个非常明显的特点，它有三个齿根，就是有一个第三齿根，而第三齿根的现象或者第二磨牙上有三个齿根的这种现象，并不是很普遍的，这是现在的一个人牙的第三齿根的现象，可以看它比较短比较小，像这种第二磨牙上有三齿根的现象，在现在的社会当中，现在的人群当中，可以说在亚洲人群或者亚裔人群当中，它40%以上的人会具有这种特征，但是在亚洲以外的区域，这些人群，他们具有这个现象的人群甚至不到3.5%。
　　所以这个形态特征显示，下颌骨其实跟亚洲人群有更密切的联系。 　　由于这个化石数量非常少，然后它个体非常小，所以尽管它命名了一个新的人种，但是我们根本不知道这个一个人种长什么样子，他的面貌信息我们完全不清楚，另外他的一个空间分布信息也不清楚，从化石的测年包括 DNA的分析结果显示，丹尼索瓦人和同时期曾经广泛分布在欧洲的尼安德特人，他是姐妹群，他们同时分布在欧亚大陆上，那么欧亚大陆的东侧，这个时候这个区域是什么人呢？主要是中国这个区域，中国这个区域也发现了一些同时期的人类化石，包括金牛山人、大荔人等等，这些化石它都有一些它的形态特征多样性非常强，很难将它们归类为一个统一的种属。
　　所以关于欧亚大陆东侧是什么人，学术界一直没有一个公认的认识，所以很多人推测可能在东亚地区分布的就是丹尼索瓦人，那么这个根据是什么？根据来自于DNA，我们刚才说这几件化石当中提取到了DNA，那么这个DNA可以跟我们现代人的DNA进行对比，对比完之后发现什么呢？丹尼索瓦人对我们现代人群是有基因贡献的，但是分区域基因贡献最高的区域是这个大洋洲，美拉尼西亚人群，它的贡献程度是在4%~6%这样一个程度。
　　对于其他区域亚洲，比如东亚、南亚，包括美洲的土著人群也有少量的基因贡献。那么从这个来推测，丹尼索瓦人可能曾经就分布在这样一个区域，从而跟现代人有交集，可以把基因传给他们。在这个区域之外的，比如说欧洲和非洲的现代人群里面，没有发现任何丹尼索瓦人的基因贡献。
　　那么另外一个基因的证据是2014年遗传学者发现什么？发现丹尼索瓦人的基因里面它含有一个特殊的基因，叫做EPASI变异基因，这个EPASI变异基因在现代的藏族人群夏尔巴人群80%的人当中都携带有这个基因，遗传学对它的一个功能的判断，发现这个基因其实跟高海拔环境，尤其是缺氧环境是相关的，所以这个基因被叫做高海拔环境适应基因。
　　那么也就是说现在藏族人群夏尔巴人群他们具有基因，所以可以长期世代生活在青藏高原上，但是海拔只有700米的丹尼索瓦洞的丹尼索瓦人为什么也具有这种高海拔环境适应基因，它就不是高海拔的环境，所以从2014年发现这个事情，到2019年大家根本就解释不清楚，大家就一直很疑惑，那么学者提出可能丹尼索瓦人在某一个时段把他的高海拔环境适应基因传给了贡献给了现代藏族人群，但是如何贡献的，何时发生的，它又跟青藏高原是什么样的关系？
　　那么这些都是一系列的疑问，可以说让遗传学者，还有考古学家、古人类学家都困惑了很多年。那么现在这些对于刚才说的两个问题有了一定的答案。
　　首先我们在青藏高原上白石崖溶洞发现的这件下颌骨化石，可以说是丹尼索瓦洞以外发现的就是唯一一个发现丹尼索瓦人化石的遗址点，遗址位于东亚，也位于青藏高原上，所以对于前面关于丹尼索瓦人的一个空间分布，以及藏族人群高海拔环境适应基因的来源的问题，都提供了新的线索，提供了更多的可能。
　　那么第二点是这件化石是下颌骨化石，它比之前的所有的丹尼索瓦人的化石个体都大，其实大并不是重要的，而是说它涵盖了更多的丹尼索瓦人的形态信息。
　　对于我们理解丹尼索瓦人提供了非常重要的科学证据。
　　那么以上是关于这件下颌骨化石的研究，其实我们的研究工作不限于这件化石我们是围绕青藏高原的史前人类活动历史开展工作，我们在青藏高原东北部开展了大范围的考古调查，以及遗址的考古发掘和研究工作。
　　陈发虎院士带着我们在这个区域做了很多调查，也特别对白石崖溶洞遗址进行了一系列的考察以及考古发掘工作，这是我们考古发掘的一些现场工作证，这个考古发掘是我们兰州大学和甘肃省文物考古研究所一起开展的，因为这个遗址非常重要，又是一个洞穴遗址，所以我们的工作做得非常的细，发掘面积并不大。
　　但是我们里面发现的每一件探到的的石头、动物骨骼都要单独收集，尤其对所有的出土要过筛，最后我们还对遗址里面的所有的土取样，我们尝试要从土里面去提取人的或者动物的DNA，那么这个发掘我们已经有了一些初步成果，那么对于遗址的一个首先我们对遗址的年龄进行了重建，这是我们发掘的一个地层，2018 2019年发出发掘的10个地层，这10个地层都是文化层，也都是人类在10个文化层形成的期间都在这里面，都在这里活动。
　　那么对10个文化层进行了测年，就一系列的测年显示，遗址形成于距今19~3万年这样一个时段，当然我们发掘并未到底，所以它下面还有更老的文化遗存。那么我们的发掘获得的考古遗存主要是什么？分两类，第一类是石制品，就是大家看到的这些石头，其实它不是一个普通的石头，是人有意识的选到洞里面，然后进行加工成的工具。
　　我们要对这些石器进行分析，研究它的一个打制技术，它的类型组成功能等等，然后去研究人的行为智力发展，以及他用这些石头干什么？很多时候它是用来加工食物的，尤其在这个洞穴里面可能更多的是来加工动物资源，为什么？因为在遗址里面我们也看到发现很多动物骨骼的化石，然后这些化石上有很多的切割痕迹，显示是人类切割加工的一个结果。
　　然后另外我们还对这些化石可以做种属的鉴定，可以重建当时人类当时生活的一个环境，然后以及他们可用的动物资源。那么这个研究当中最重要的一点是我们在地层里面成功提取到古动物和人的DNA，这个DNA我们进一步分析，它是丹尼索瓦人的线粒体DNA，那么我们应该是不奇怪，因为在洞里面已经发现了夏河人的夏河丹尼索瓦人的化石，所以我们说在这里面继续发现了丹尼索瓦人的DNA，那么我们可以说是可以预期的，但是在中国这是第一个，在考古遗址里面成功提取到人类DNA的遗址，所以这个研究也非常重要。
　　那么线粒体DNA或者人类的这种丹尼索瓦人的线粒体DNA主要提取自第七层、四层、三层和二层。这个地层的测验结果显示，就是距今10万年，6万年，甚至晚到4.5万年。丹尼索瓦人也生活在这个洞穴里面，这说明什么？下颌骨化石是距今至少16万年的，那么这样就把丹尼索瓦人在洞穴生活的时间，可以说从距今至少16万年一直延续到了距今10万年，6万年，甚至晚到4.5万年，它是一个长期生活的人群，对这个DNA我们还做了进一步的分析，进一步分析，就是分析了白石崖溶洞的DNA，跟刚才说的丹尼索瓦洞的丹尼索瓦人的DNA他们之间是什么关系？