百万年前“郧县人”颅骨重绘人类谱系

百万年前“郧县人”颅骨重绘人类谱系

北京,2025年9月25日——对中国一个有100万年历史人类头骨化石的重新分析,挑战了原有的人类演化时间线,并揭示出一个与神秘的丹尼索瓦人关系密切的新的演化分支。本周发表于Science(《科学》)杂志的研究将该化石归入龙人(Homo longi)支系的早期成员,表明现代人、尼安德特人与该亚洲人类支系的分化时间远早于此前认知。

化石本就稀少,人类化石更为罕见。但近年来,古人类学家与考古学家发掘并公布了大量新的人类化石。其中部分化石被正式命名为人属(Homo)的新物种(人属是我们现代人类所在的分类学单元)。这些新人属物种包括纳勒迪人(Homo naledi)、吕宋人(Homo luzonensis)、巨颅人(Homo jului)以及龙人(Homo longi),表明曾有相当多样化的人属物种与我们的祖先共同存在过。

这些新发现的人类化石之间的系统演化关系,以及它们与已知人类化石和人属物种(如智人、尼安德特人、海德堡人、直立人等)的关系仍存在争议,特别是与龙人和基于古DNA🧬片段推断的丹尼索瓦人之间的亲缘关系,是学术界争论的话题。

郧县人头骨化石于1989、1990年发现于湖北郧县(现十堰市郧阳区)。郧县人头骨化石压扁变形,为深入研究增加了极大困难,它最初被鉴定为直立人主要依据的是其古老的年代。

论文第一作者山西大学的冯小波教授表示:“我们决定重新研究该化石,因其拥有可靠的地质年代测定数据,并且是少数100万年前的人类化石之一,对重建人类演化谱系至关重要。”

来自中国和英国的国际团队通过高精度CT扫描和精细的结构光表面扫描,在化石中发现了裂隙、矿物填充物及未变形的骨片。随后,研究者依据解剖特征与几何形态学标志点,采用创新的数字重建方案,以虚拟方式对颅骨进行了精细拼合。

这项研究的一个核心创新之处在于开发了一种新型统计方案,用于验证数字重建的可靠程度——这是古生物学中常见并且关键的不确定点。由于缺乏同物种的完整头骨作为对照,通常无法判断一个化石的重建是否可靠。

“我们颠覆了传统思路”,团队的首席科学家来自中国科学院研究员、复旦大学特聘教授倪喜军表示:“我们不再问重建'有多精确',而是建立了一套检测标准,在不改变研究结论的前提下,模型能承受多大程度的误差。通过随机引入误差进行逾万次模拟,郧县人在系统发育树中的位置始终保持稳定。通过这项统计检验,我们确信研究结论具有极强稳定性,不是重建过程的伪像。”

重建的郧县人头骨呈现出原始特征与进步特征的镶嵌模式,其额骨低平,吻部突出,这样的特征承袭自更原始的化石人类,如直立人和海德堡人。与此同时,郧县人还具有扁平且矮的颧骨、更宽阔的脑颅枕部区域以及较大的脑容量。这些特征与龙人以及发现于大荔、金牛山、华龙洞、许家窑等地点的中更新世人类化石相似。云南省文物考古研究所的高峰教授评论道:“这具100万年前的人类化石拥有超过1100毫升的脑容量,实在令人惊叹!”

郧县人2号头骨化石及复原

“我们以郧县人作为校准点,构建了人属完整的家族谱系,再结合贝叶斯支端定年法与简约性系统分析,推断出了各分支的分化时间。”贝叶斯支端定年法开发者之一张驰博士介绍道。该数学方法在演化生物学领域应用广泛。张驰博士进一步解释:“我们发现智人、龙人及尼安德特人支系的分化发生的时间很早,虽早于化石记录年代,但与基于基因组数据的推测结果相吻合。”

论文另一位资深作者伦敦自然历史博物馆的斯特林格(Chris Stringer)教授解释道:“我们的研究表明郧县人并非直立人,而是与丹尼索瓦人相关的龙人支系的早期成员。这一发现挑战了以往的假设,因为它表明在100万年前,我们的祖先已分化为不同群体。这意味着人类演化分支的形成时间远早于此前认知,并且分化程度更为复杂。”

在人类演化谱系图中,亚洲中更新世人类化石大多归入龙人支系,这一支系与智人有最近的共同祖先。龙人支系包括了发现于大荔、金牛山、华龙洞、许家窑、夏河、澎湖、丹尼索瓦洞穴等遗址的化石,以及发现于松花江哈尔滨江段的龙人头骨化石,这个化石是人属龙人种的模式标本。

郧县人头骨化石在人类演化中的位置

该项研究引发了关于丹尼索瓦人身份的重大争议。今年早些时候,其他研究者基于对哈尔滨与澎湖化石中古蛋白质肽段的分析,以及从哈尔滨化石牙结石中提取和组装线粒体DNA🧬,主张哈尔滨和澎湖化石属于丹尼索瓦人。

郧县人研究团队质疑这些结论,认为其方法存在缺陷且解读带有偏差。

“这些化石的肽序列过短,所谓的变异位点有多解性,不同的分析策略会得出不同的谱系树,”倪教授进一步指出,“线粒体DNA🧬数据的问题更为突出。除了明显可能存在污染的问题之外,其组装过程还以丹尼索瓦人序列为参考,这实际上是通过筛选,迫使那些极短的DNA🧬片段与之匹配。这如同从字典中拣选特定词汇拼凑《哈姆雷特》——预先筛选词汇固然能编造任何内容,但字典绝非该剧本的原始来源。”

“若古蛋白和古DNA🧬结论属实,那么该物种的学名就应为龙人,‘丹尼索瓦人’仅是遗传学标签,并非正式的物种命名。”倪教授纠正道。

“通过对郧县人头骨化石的研究,有助于我们追溯多种古人类的起源,”斯特林格(Chris Stringer)教授总结道,“它破除了所谓'中间地带的混乱'——即100万至30万年前那些令人困惑的人类化石。郧县人等古人类化石表明,关于人类起源,我们仍有太多未知。”

这项题为“The phylogenetic position of the Yunxian cranium elucidates the origin of Homo longiand the Denisovans”(郧县人颅骨的系统发育位置阐明龙人与丹尼索瓦人的起源)的研究,由山西大学、复旦大学、中国科学院、伦敦自然历史博物馆、武汉大学、中国地质大学(武汉)、湖北省文物考古研究院、云南省文物考古研究所、湖北省十堰市博物馆、保利艺术研究院、湖北理工学院、汉江师范学院的研究人员合作完成,于2025年9月25日发表在 Science(《科学》)杂志上。

郧县人生活场景复原

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