纽约——通过挖掘丹尼索瓦人遗骸首次被发现的西伯利亚南部洞穴沉积物样本中的线粒体DNA序列,一个国际研究小组在该地区回溯了几十万年前的古人类历史,同时强调了随着时间的推移在那里发现的其他动物和文物。
当他们报道在自然周三,研究人员使用霰弹枪测序技术,对阿尔泰山脉丹尼索瓦洞穴(Denisova Cave)的三个洞穴中的700多件更新世沉积物进行了研究。这项研究发现了线粒体DNA,或称mtDNA丹尼索瓦人,尼安德特人,或者古代现代人175个样本被考虑,而古代哺乳动物mtDNA出现在近700个样本中。
研究小组解释说,现有的数据提供了一种了解阿尔泰山脉丹尼索瓦洞穴(Denisova Cave)约25万年前或更早的古人类动态的方法,以及在西伯利亚南部发现的气候特征背景下其他动物的到来和消失。
马克斯·普朗克进化人类学研究所的博士生、共同第一作者埃琳娜·扎瓦拉在一封电子邮件中说:“这项研究为我们提供了关于尼安德特人、丹尼索瓦人和现代人出现在丹尼索瓦洞穴的时间,以及他们可能在何时重叠的见解。”“重要的是,它还将这些职业时期与环境条件联系起来,如气候和不同动物的存在,以及在洞穴中发现的不同类型的文物。”
Zavala解释说,在他们的研究中,研究人员系统地在洞穴中以网格模式收集茶匙大小的沉积物样本,随后从每个子样本中提取DNA,并使用一种专门用于处理碎片古代DNA的文库制备方法将这些分子制备为单链DNA文库测序。从那里,他们不仅富集了人类线粒体dna,还富集了超过200种其他哺乳动物的线粒体dna。
她说:“最后一步对沉积物DNA尤其关键,因为每个样本中潜在的DNA贡献者有各种各样。”她指出,即使采用了自动DNA提取、制备和富集步骤,这个过程也需要两年多的时间。
研究小组的结果指出,丹尼索瓦人mtDNA的存在可以追溯到17万到25万年前,与可以追溯到中古旧石器时代早期的石器器物重叠。另一方面,尼安德特人的mtDNA序列大约在19万年前开始出现,当时气候从相对温暖的条件过渡到较冷的条件。大约在同一时期,棕熊的mtDNA变得更加常见,而洞穴熊和其他动物的mtDNA则变得不那么常见。
"这是第一个使用高密度沉积物采样的研究,证明了这种技术可以用来提供对单一地点更全面的了解。”Zavala说。“如果在更多的地点应用,它有可能为不同古人类群体穿越时间和空间的迁移模式提供新的见解,同时将这些模式与不同类型的人工制品和技术的传播、哺乳动物迁移模式和气候变化联系起来。”
序列显示,在过去的17万年里,丹尼索瓦洞穴似乎是丹尼索瓦人和尼安德特人的家园,尽管丹尼索瓦人的居住在10万至13万年前的一个变暖时期出现了一个缺口,随后是拥有独特线粒体谱系的丹尼索瓦人的到来。
最近,在早期的旧石器时代晚期,大约在同一时间,来自古代现代人的mtDNA开始出现在洞穴的沉积物层中,这表明人类不仅在洞穴中居住了一段时间,而且还将新的工具引入了该遗址。
“我们发现丹尼索瓦人mtDNA的变化与动物mtDNA组成的变化相一致,”作者报告说,“有证据表明,丹尼索瓦人和尼安德特人多次占领该地点——可能直到或之后,至少在45000年前的原始旧石器时代晚期开始,当时现代人类mtDNA首次在沉积物中记录下来。”