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    一块下颌骨引发的疑案:古人如何拓殖高原?
    作者:青藏高原所 韩旭 访问量: 20

    “滴答,滴答,滴答……”

    水珠从漆黑的碳酸岩洞顶渗出,落在地面,甚至来不及稍作停留,就再次悄无声息地消失在了尘土中。洞外投射进来的微弱阳光忽明忽暗,衬出一个若隐若现的身影,那是一位在此修行的阿科(藏传佛教僧人的称呼)。没有武林秘籍,也没有灵丹妙药。只有滴水声和念经声在洞中回响,微弱而悠长,将洞中的世界衬托得更加神秘。

    他站起身缓缓走出洞穴,一切看起来和往常一样。唯一不同的是,这次他身上带了一块从洞中发现的奇怪化石——一块人的右侧下颌骨化石。他绝对想不到的是,四十年后这块人骨在全球的古人类学界和考古学界名声大噪,牵出了一道跨越16万年的谜题。

    (一)

    此洞位于青藏高原东北部、甘肃夏河县的甘加盆地,名曰白石崖,海拔3280米,是一处喀斯特作用形成的碳酸岩溶洞。这块奇怪的化石在白石崖溶洞被发现后,由这位信众贡献给了当地的六世贡唐仓活佛。活佛马上认识到了这块化石的科学价值,转交给了科研人员。几经辗转,这块化石来到了现任中科院青藏高原研究所所长的陈发虎院士手中。陈发虎院士的团队一直关注青藏高原及周边地区的古人类,但想要破解这块不知年代、不知人种的下颌骨背后究竟有何秘密,也的确棘手。经过十几年的探索与等待后,科学家们才揭开了它的神秘面纱。对化石的古蛋白分析显示它的主人是已经消失的古老型智人的一支——丹尼索瓦人,同时,利用铀系测年法对化石外面包裹的碳酸盐进行的年代测定,他们最终将这块古老化石形成的的年龄确定为距今至少16万年前。

    本文的主角——甘肃夏河白石崖溶洞遗址发现的丹尼索瓦人右侧下颌骨。

    (图源:文献1)

    所谓丹尼索瓦人,是一支已经灭绝的古人类。现在生存在地球上的你我他,不论年龄、不论肤色、不论性别、不论信仰,都可以被称为现代智人。智人(homo sapiens)是我们这个物种的学名,有着多个分支。现代智人只是其中一支,由于是唯一幸存至今的一支,所以被冠名“现代”。除了我们现代智人的祖先外,地球上还曾经生存着几支他们的表亲,统称为古老型智人,比如尼安德特人,还有我们这个故事的主人公丹尼索瓦人。只不过在漫长而残酷的自然选择中,他们都消失在了人类进化的历史长河中,只剩下了我们现代智人历经风雨延续至今。

    几种人类的进化关系。现代智人与尼安德特人、丹尼索瓦人都是人种的名字,而“夏河人”特指在甘肃夏河白石崖溶洞发现的人类,其人种属于丹尼索瓦人。

    即使学术界对古老型智人灭绝的解释众说纷纭,对于现代智人是怎样代替古老型智人的也莫衷一是,但毫无疑问,这些曾经与我们祖先共同生活这个蓝色星球上的古老人类,给现在的我们留下了各种各样的蛛丝马迹,将“我来过”写在了自然界的角角落落里,甚至是我们的身体里。科学家们通过对古老型智人的古基因组进行重建发现,当前生活在欧亚大陆上的将近50亿人身体里,有1%-4%的尼安德特人基因;而现代藏族人体内著名的EPAS1变异基因则很有可能来自丹尼索瓦人,这个基因正是他们能够从容应对高原缺氧环境的天生武器。看来,在几万至几十万年前广袤的欧亚大陆上,我们的祖先与古老型智人之间可能发生了许多我们想象不到的故事。

    左图为科学家根据古基因组为丹尼索瓦人制作的画像(图源:《Cell》),是不是和动画电影《疯狂原始人》中的咕噜一家颇有几分相似呢?(右图,图源:网络)

    (二)

    按照惯例,科学家们将这块发现于甘肃夏河的下颌骨化石古人命名为“夏河人”。夏河人的研究结果在《Nature》杂志上一经发表便引来了全球的目光,国内外各大媒体争相报道。美国《考古学》杂志(Archaeology)将其评选为2019年度世界十大考古发现、《科学新闻》杂志(Science News)将其评选为2019年度十大新闻、《科学》杂志将其评选为2019年十大科学突破……这位可能原本每天只知道打打猎、采采果子、帮孩子挠挠痒痒的夏河人,一下子成为了全世界的风云人物。可能与他同一时代生活在这片大陆上的所有丹尼索瓦人加起来,也不如今天关注他的现代人多。如果被他知道,只是自己的一小块骨头就让这么多晚辈们讨论得热火朝天,会不会向自己的亲朋好友狠狠地吹嘘一番,甚至从此走上人生巅峰?

    而人们之所以对这位普普通通的远古表亲抱有如此大的兴趣,其中一个重要原因是,他是目前已知的最早生活在青藏高原上的人类。一块下颌骨,能够帮助16万年后的我们进一步理解人类究竟如何拓殖青藏高原。

    青藏高原,平均海拔4000米以上,是世界上最高的高原。雪峰巍峨矗立,冰川纵横交错,湖泊星罗棋布,依山而上的密林、广袤无垠的草原、寸草不生的戈壁,鼠兔在土丘后露出脑袋,藏羚羊在河水旁望着远方,苍鹰划破长空,牦牛低声吟唱,有人从笔直的公路上驾车驶来,有人在弯曲的河谷两侧俯身插秧,有人在高耸的山峰冒着风雪埋头向上……这就是被称为“世界屋脊”、“亚洲水塔”、“地球第三极”的青藏高原。它美丽而神圣,但对它稍有了解的人就会知道,高寒缺氧的恶劣环境一直是人类生存于此的最大阻碍。拥有无数高科技护体的现代人尚且如此,那我们刀耕火种的祖先们是如何登上高原并在这处“最接近天堂的地方”定居下来的呢?

    故事要从数百万年前讲起,人类与古猿相揖别,在非洲诞生。后来他们前赴后继地走出非洲,占领了这座星球上的所有陆地。可能就在16万年前或更早的某一天,一群丹尼索瓦人游荡到了现在甘肃夏河的甘加盆地,他们惊奇地发现:这里地势相对平坦,动植物生生不息,食物资源似乎取之不尽用之不竭,再也不用担心饿肚子了,而且还有一个洞穴可以作为容身之所,遮风挡雨、躲避猛兽。他们决定留下来,在此打造石器、采集果实、抓捕猎物。可能正是这里3280米的海拔在自然选择的作用下赋予了他们耐受缺氧环境的EPAS1变异基因,然后他们又将这一基因传给了其他地方的丹尼索瓦人乃至现代智人,从此藏族人的祖先便获得了这拓殖高原的第一件法宝,从而在面对让内地人倍感痛苦的高原反应时,他们得以游刃有余。

    未在高海拔地区生活过的内地人初到高原,往往会出现头痛、心慌、失眠等症状,这就是高原反应。这是因为高原地区空气稀薄、氧气含量少,身体为应对缺氧而产生。古代丹尼索瓦人和现代藏族人体内的变异基因使得他们可以避免这一情况的出现。(图源:公众号“丁香医生”)

    一群生活在高原腹地的色林错畔尼阿底遗址的现代人,就是高原居民的代表。4万年前的青藏高原上,海拔4600米的色林错浩浩荡荡,现代人怀着对未知世界的好奇,与探索新生存环境的渴望,向这片略显荒凉的高原发起挑战。最终,遗址地层里出土精美的石器向我们标榜着他们的胜利。他们可能和今天这里的游客一样,也感叹过“落霞与孤鹜齐飞,秋水共长天一色”,也仰望过“星垂平野阔,月涌大江流”。而更让我们为之惊叹的,是他们探索未知和挑战极限的勇气。直至今日,这群4万年前在色林错畔仰望星空的人,仍是已知高原内部生存最早的人类(16万年前的夏河人生存在海拔更低的青藏高原东北边缘),他们一路走来不知克服了多少艰难困苦、不知牺牲了多少兄弟姐妹。就如同电影《星际穿越》中,未来的人们面对日益恶化的地球环境,勇敢而执着地向着深邃的太空怒斥光明的消逝一样。“人类的赞歌就是勇气的赞歌。”这可能才是古人留给我们的最大法宝。

    (三)

    但其实无论是白石崖溶洞的人骨还是尼阿底遗址的石器,都还只能算得上是旧石器时代人类做出的勇敢“尝试”而已。人类真正大规模定居高原,还要将时间轴调到距今3600年前。在那时候,高原脚下的人们获得了“两位朋友的鼎力相助”——大麦和羊。

    当距今一万年左右的全新世降临地球,农业也开始在中南美洲、西亚、东亚这三大中心的人类社会中悄然诞生。中南美洲的先民为我们带来了玉米、红薯、辣椒;东亚黄河流域的人群驯化了粟黍,长江流域的人群驯化了水稻;大麦、小麦、牛羊则在西亚进入了人们的生活。当现在的我们面对餐桌上五花八门的丰盛佳肴时,必须要承认,一万年前的农业起源极大地改变了人类社会发展的历史。而对于新石器时代青藏高原上的先民们来说,粟黍、大麦和羊尤其有着特殊的意义。

    古代(橙色)与现代(黄色)的农业中心。可以从中看出世界农业的几个主要起源地。

    (图源:文献3)

    自夏河人和尼阿底人以来,高原上的住民们一直只能过着狩猎采集的生活,虽然往往过得也是优哉游哉,但当面对气候变化和随之而来的环境压力增大时,终究显得力不从心。科学家将他们的游猎行为视作人类大规模永久定居高原的第一步,而第二步却一直到距今5200年前才得以迈出。起源于黄河中下游的粟黍农业沿着黄河河谷一路向上,传播到了现在的甘肃青海一带,也就是夏河人曾生活过的地方。广袤高耸的青藏高原在此处留出了一个相对平缓的上下通道,像是专门为人类准备的台阶。粟黍农业的到来极大地改变了当地先民的生活方式,他们一路攀登、一路种植,然而海拔越高、气温越低,当他们到达2500m的高度之后,粟黍就再也难以忍受更低的生长温度,他们被迫在此止步……

    青藏高原史前人类遗址分布图。可以明显看出,海拔较低的东北部是古人大规模生存的区域,也极有可能是人类登上高原的通道。(图源:文献5)

    他们可能不会想到,更大的困难还尚未到来。距今3600年前,一场伴随着干旱的气候变冷事件席卷了北半球,不仅粟黍在寒风中瑟瑟发抖,作为替代品的野生动植物们也纷纷减产,仿佛凛冬将至。然而,科学家们却惊讶地发现,更加干冷的气候非但没有将古人“赶下”高原,他们反倒是迎难而上,在海拔2500m以上的高原地带留下了更多居址、墓葬以及石器陶器。科学家们剖开遗址上尘封千年的黄土,广泛调查、反复求证,最终发现,是更耐得住寒冷的大麦和羊帮助古人完成了向更高处的第三步扩散。种着大麦、养着羊,看着星星、聊着天,古人用他们的智慧,再次让我们大吃了一惊。

    史前人类向青藏高原扩散的“三步走”模式。分别经历狩猎采集经济、粟黍农业经济和大麦与羊的农牧混合经济。(图源:文献5)

    (四)

    此后的故事渐渐变得为人所熟知,象雄王国在神山脚下挂起了五彩经幡,吐蕃王朝在拉萨河畔筑起了威严宫殿,色林错的湖水依旧掩映着星空,珠穆朗玛的雪峰依旧俯瞰着群山……如今的藏族人在这里世代生活,全球各地的人们也蜂拥而至,旅行、科考、朝见……

    当白石崖溶洞的阿科让这块下颌骨重见天日,荡气回肠的故事一点点浮现在我们眼前,当你再看到地图上这片分外突出的世界屋脊时,你会不会想起我们的祖先当年是怎样向它发起的挑战。毫无疑问,人与青藏高原的故事还在继续,尤其是近百年来的全球气温一路攀升,这里的一切都在发生着微妙的改变,冰川退缩、冰湖溃决、大气污染……或许我们正面临着的是不亚于祖先的困境。

    唐古拉山大小冬克马底冰川在经历了一个世纪的全球增温,最终残忍“分手”

    (图源:公众号“第三季大本营”)

    我想,我们应当做好准备,换个姿态迎接挑战。

    回顾过去,我们歌颂勇气与智慧;面向未来,可能我们还更需要敬畏与谦卑。


    参考文献

    [1] Chen Fahu, Welker Frido, Shen Chuan-Chou, et al. A late Middle Pleistocene Denisovan mandible from the Tibetan Plateau.. 2019, 569(7756):409-412.

    [2] Chen F H, Dong G H, Zhang D J, et al. Agriculture facilitated permanent human occupation of the Tibetan Plateau after 3600 B.P. [J]. Science, 2015, 347(6219): 248-250. 

    [3] Diamond Jared. Evolution, consequences and future of plant and animal domestication.. 2002, 418(6898):700-7.

    [4] 张明,平婉菁,付巧妹.解读史前人类遗传混血史——普遍发生的混血现象[J].科学通报,2020,65(16):1523-1528.

    [5] 陈发虎,刘峰文,张东菊,董广辉.史前时代人类向青藏高原扩散的过程与动力[J].自然杂志,2016,38(04):235-240.

    [6] 《中国国家地理》杂志2020年06月刊,《拓进高原,人类凿空通天之路——史前古人定居青藏高原的步履》,作者:杨晓燕