中國科學院古脊椎動物與古人類研究所付巧妹科研團隊與河北地質大學季強科研團隊合作，從一塊距今至少14.6萬年的哈爾濱古人類（又名“龍人”）頭骨化石中“讀取”出珍貴遺傳信息，確認該人種屬於已知早期丹尼索瓦人支係。近期，國際頂級期刊《細胞》和《科學》同時發布了這項研究成果，另一國際頂級期刊《自然》在頭條位置對此進行了報道。科學界三大國際頂級期刊共同關注，堪稱業內罕見。
中國的龍人研究為什麽被國際科學界如此看重？業界評價這項研究“給了丹尼索瓦人一張‘臉’”，丹尼索瓦人又是誰？與龍人有何關係？我們請中國科學院西南生物多樣性中心生物學博士劉耀文來說一說。
龍人與丹尼索瓦人生存時間重疊
2008年，在亞洲西伯利亞南部一個名為丹尼索瓦的洞穴，研究人員發現了一塊4萬年前的古人類指骨碎片。按理說，發現古人類化石並不是什麽稀罕事，但這一發現在當時引發了極大轟動，原因很簡單：這塊古人類化石保存著較為完好的DNA。
要知道，DNA這種核酸分子在自然界中是很容易被降解的，一旦碎片化就難以了解真實信息。所以，麵對這個珍貴的樣本，科學家迅速對其中的DNA進行了全麵解析，結果發現，它竟然是前所未知的古人類，遂被命名為丹尼索瓦人。
後來，科學家不斷發現丹尼索瓦人存在的痕跡，這是一個曾經廣泛分布在亞太地區的古人類群體，其時間跨度從40萬年前延續到3萬年前。既然如此，那我國之前發現的大量古人類化石，有沒有屬於丹尼索瓦人的呢？
20世紀30年代發現於哈爾濱的龍人就是一個備受關注的存在。保存極其完整的巨大頭骨有碩大的眼眶、厚重的眉脊、寬大的嘴和大大的牙齒，這顯然是一個比現代人更加高大強壯的古人類群體；顴骨矮而平，具有較淺的犬齒窩，吻部相對後縮，這些特征又與智人群體一樣；其腦容量達到1420毫升，如同現代人，兼具原始和進步特征。科學家結合化石發現地黑龍江，將其命名為“龍人”。
龍人的生存時間在距今30.9萬年到14.6萬年期間。巧的是，這一時間範圍與丹尼索瓦人的生存時間範圍有重疊，而且丹尼索瓦人當時就廣泛分布在亞太地區。
首創“牙結石提取DNA”為龍人驗身
那麽，龍人是不是丹尼索瓦人呢？
由於亞太地區的氣候、環境總體上不太適合古人類化石的保存，使得過往發現的丹尼索瓦人化石往往不完整，以至於雖然推測出他們廣泛存在，卻拚湊不出其完整形象，缺乏最重要的頭部特征。而龍人具有完整的頭部，如果能夠確定它是丹尼索瓦人，那無疑相當於“給了丹尼索瓦人一張‘臉’”。
由於時間太過遙遠，龍人頭骨的牙齒、岩骨均無任何DNA留存。一個意外發現使得整個研究峰回路轉。研究人員在龍人的牙齒上發現了牙結石，這是一種致密的礦化結構，可以為保存古DNA提供相對封閉的微環境，從而避免環境中的降解因素。研究人員對牙結石樣本進行了提取，最終找到兩份極其微量（0.5mg和0.3mg）的牙結石樣本。用多種方案反複提取後，研究人員最終構建出20個DNA文庫，其中有7個文庫包含了丹尼索瓦人的特異性變異。這意味著，研究人員成功獲取到了龍人的古DNA成分，這是一個非常重要的創舉，為今後的古人類研究提供了全新的思路。
研究人員又進行了變異位點譜係識別，論證了所發現的古DNA中有27個位點屬於丹尼索瓦人特有，其中有5個位點屬於西伯利亞丹尼索瓦洞穴早期圖譜，佐證了哈爾濱龍人屬於丹尼索瓦人。
蛋白質證據確認“龍人為丹尼索瓦人”
為了確定龍人就是丹尼索瓦人，中國研究團隊還采用了另一種生物分子策略，那就是蛋白質。
相比於DNA，蛋白質在古人類研究領域更具有可行性。首先，蛋白質本身的留存時間更長。在常溫下，古DNA往往僅能保存10萬年左右，但是蛋白質由於化學結構更加穩定，可以留存上百萬年。其次，蛋白質本身結構中的肽鍵和疏水結構在沉積環境中可以更好地抵禦降解。
研究人員從龍人顱骨化石中得到了非常多的蛋白質，鑒定出308458個譜圖與20455個肽段，並進一步確認了95種內源性蛋白質。這是迄今為止最高質量的古人類蛋白質組數據，比同時期其他化石鑒定出的蛋白質多了11倍。
依據蛋白質中的信息，在研究人員發現的122個人科物種特有氨基酸突變位點上，龍人個體和人科祖先型100%匹配，在人屬的15個位點裏，龍人同樣是100%匹配，所以，龍人在分類學上毫無疑問是人科人屬。而與丹尼索瓦人的特有變異進行比較，龍人的匹配率高達86.57%，尤其是與丹尼索瓦洞穴3號個體組成了一致的單係類群，其支持率高達98%至100%。通過這一係列判斷，研究人員認定：龍人不僅屬於人科人屬，還屬於丹尼索瓦人人種，甚至更進一步，與丹尼索瓦人3號個體是一個類群。
至此，龍人的分類難題被破解。
丹尼索瓦人遷徙之謎仍待解
可以說，中國的這項研究直接破解了困擾學界15年之久的丹尼索瓦人形態之謎，還開創了全新的技術體係，為世界古人類研究提供了強有力的工具。有了全新的技術，能更有成效地對其他區域發現的一係列古人類化石進行鑒定，從而展現丹尼索瓦人曾經的分布、遷徙和生活，揭開其遷徙之謎。
未來，若能建立更多相對完整的頭骨形態與分子古生物學證據的聯係，將對探究丹尼索瓦人群的形態共性、內部多樣性，不同支係的時空分布、演化曆史及其與現生人群的關係等發揮關鍵作用。
（供圖：視覺中國）
來源：北京日報客戶端
