

大约十年前,“尼安德特人在非洲以外与智人(Homo sapiens)混血”的理论震惊了人类学、考古学和遗传学界。一些科学家瞧不起这些如今已灭绝的“人类表亲”,但很快就发现他们自己可能与尼安德特人拥有高达4%的DNA。这个杂交事件发生的时间和地点至今仍在争论。现在,一些新的分析进一步填补了尼安德特人与现代人类互动的时间线,而且两者可能已经共存了相当长一段时间。
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对德国中部一个考古遗址骨骼碎片进行的最新基因分析表明,现代人类早在4.5万年前就已抵达北欧。这意味着他们的到来与在此生活了数千年的尼安德特人(在灭绝前)的生存时期重叠。证据也增加了这样的推测:大约5万年前,现代人类向欧洲和亚洲的迁徙加速了尼安德特人的灭绝。这些发现刊登在1月31日《自然》(Nature)和《自然·生态学与进化》(Nature Ecology and Evolution)杂志上发表的三篇新论文中。
石器证据
当现代人类开始抵达时,尼安德特人已经在北欧生活了50多万年。一个跨学科研究团队研究了德国拉尼斯附近一处遗址的骨骼碎片和石器刀刃。该遗址最早在20世纪30年代被发掘,但来自奥地利、中国、丹麦、法国、德国、意大利、西班牙、瑞典、瑞士、英国和美国的机构组成的团队在2016年至2022年间对该区域进行了重新发掘。
该遗址最著名的是一些精细打制的、叶状的石器刀刃,称为叶状尖刃。在那里发现的叶状尖刃可追溯到中石器时代晚期(约30万至3万年前)或旧石器时代早期(始于约5万年前)。这些石器是北中部和西北欧最古老的现代人类石器时代文化的确认遗址之一。

这些叶状尖刃与在英国、波兰、摩拉维亚和德国其他地方的多个遗址发现的石器相似。考古学家认为,它们都是由同一个称为林科姆—拉尼斯—耶日马诺维茨(LRJ)文化所制造。
此前对拉尼斯遗址的测定表明其已有4万年或更久的历史。然而,由于没有可识别的骨骼来表明是谁制作了那里的石器,因此尚不清楚是尼安德特人还是智人所为。要想确定石器的制造者是尼安德特人还是智人,需要DNA证据。
DNA证据
在重新发掘过程中,研究团队得以接触到20世纪科学家未能触及的岩石,以寻找LRJ文化的骨骼或更多石器。
“手工移开那块岩石后,我们终于发现了LRJ地层,甚至还发现了人类化石。这令人非常惊喜,因为在此之前LRJ遗址中并未发现人类化石,这是在遗址辛苦工作的回报,”论文合著者、德国埃尔兰根-纽伦堡弗里德里希-亚历山大大学和马克斯·普朗克进化人类学研究所的神经物理学家马塞尔·魏斯(Marcel Weiss)在一份声明中说。
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这些人类遗骸使得他们能够进行基因分析,以确定是谁可能制造了这些石器。从古老骨骼中提取的DNA高度碎片化。论文合著者、加州大学伯克利分校的研究员埃琳娜·扎瓦拉(Elena Zavala)分离并测序了基本DNA和所有来自母亲的线粒体DNA。
“我们确认了这些骨骼碎片属于智人。有趣的是,几块碎片共享相同的线粒体DNA序列——即使是来自不同发掘地点的碎片,”扎瓦拉在一份声明中说。“这表明这些碎片属于同一个人或其母系亲属,将这些新发现与几十年前的发现联系起来。”
这些骨骼碎片最初是通过论文合著者、法国学院博士生多萝西娅·米洛波塔米塔基(Dorothea Mylopotamitaki)的骨骼蛋白质分析被鉴定为人类的。研究团队将拉尼斯遗址的线粒体DNA序列与其他欧洲旧石器时代遗址的人类遗骸的线粒体DNA序列进行了比较。
他们利用这些数据构建了早期智人在欧洲的家族树。他们发现,除了13块碎片外,拉尼斯洞穴中的碎片彼此相似。它们也与在捷克共和国一处洞穴发现的一块4.3万年前女性头骨的线粒体DNA相似。样本中唯一例外的是一个来自意大利的个体。
“这引发了一些问题:这是一个单一的种群吗?这里的关系是什么?”扎瓦拉说。“但是,线粒体DNA只能提供历史的一半,也就是母系那一边。我们需要核DNA才能开始进行这方面的研究。”
DNA显示,至少在德国这一地区,智人是存在的,而不仅仅是尼安德特人。
对人类饮食的洞察
洞穴发掘还发现了多种哺乳动物的DNA痕迹。有马、洞熊、披毛犀和驯鹿的痕迹,这表明该地区的气候寒冷,与今天西伯利亚和北斯堪的纳维亚的苔原相似。
这也表明,当时人类的饮食以这些大型陆地动物为基础。
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“动物考古学分析表明,拉尼斯洞穴曾被穴居的鬣狗、冬眠的洞熊以及小群人类间歇性使用,”论文合著者、肯特大学和马克斯·普朗克进化人类学研究所的动物考古学家杰夫·史密斯(Geoff Smith)在一份声明中说。“虽然这些人类只在短时间内使用过该洞穴,但他们食用了多种动物的肉。尽管骨骼被敲碎成小块,但它们保存得异常完好,使我们能够应用最新的考古科学、蛋白质组学和遗传学前沿方法。”
这也表明,早期分布在欧亚大陆的智人能够适应严酷的气候变化。
“直到最近,人们还认为耐寒能力是在数千年后才出现的,所以这是一个引人入胜且令人惊讶的结果,”论文合著者、西班牙拉拉古纳大学古气候学家莎拉·佩德扎尼(Sarah Pederzani)在一份声明中说。
修订时间线
通过对遗址不同层位的古人类和动物骨骼进行放射性碳定年,建立了该洞穴的时间线。许多骨骼表面有人类加工的痕迹,这将其年代与LRJ文化人类在该地区的存在联系起来。
“我们发现,来自两个发掘文集的智人骨骼的放射性碳年代与新发掘LRJ地层的加工动物骨骼之间具有高度的一致性,这有力地证明了人类遗骸与LRJ文化之间的联系,”论文合著者、弗朗西斯·克里克研究所博士后研究员海伦·弗劳斯(Helen Fewlass)在一份声明中说。“证据表明,智人最早从47500年前就开始零星地占据该遗址。”