40万年前牙齿“开口说话”：直立人与现代人存在遗传关联

  【科研论文科普解读】

  “北京人”，这个名字几乎每个中国人都耳熟能详。从周口店龙骨山发现的第一颗头盖骨开始，这些生活在数十万年前的古老先民，就成为了我们探寻“我从哪里来”这一终极问题的起点。

  然而，一个谜团始终困扰着科学家们：这些被称为“直立人”的“北京人”，与我们现代人之间，到底有没有关系？

  5月13日，国际学术期刊《自然》在线发表了中国科学院古脊椎动物与古人类研究所付巧妹研究团队联合安徽省文物考古研究所、和县文化旅游体育局、洛阳市考古研究院、栾川县文广旅局、河北地质大学等多家单位合作完成的中国中更新世直立人的古蛋白组学研究成果。

  研究团队创新酸蚀刻微损取样技术，首次从40万年前直立人牙齿中获得具有谱系特异性的分子信息，揭示了中国境内以周口店（北京人）、和县和孙家洞为代表的直立人属于同一演化人群，并发现其基因可能通过已知的丹尼索瓦人间接流入现代人群的关键证据，破解了“直立人与现代人是否具有关联性”这一人类演化领域长期悬而未决的重大谜题。

  直立人演化的“空白拼图”

  在人类演化长河中，直立人是首个走出非洲、扩散至欧亚大陆的关键古人类。距今约210万至30万年，东亚大地遍布直立人足迹，周口店、和县、孙家洞等遗址的化石，更是研究东亚直立人的核心瑰宝。

  但长久以来，一道难题困住了古人类学家：直立人化石年代太久远，且极度珍贵，传统取样方式会严重破坏化石形态，导致无法提取有效遗传信息。不同于尼安德特人、丹尼索瓦人有丰富古DNA数据，直立人的遗传特征研究近乎空白。

  更让人困惑的是，东亚各地直立人形态差异明显：周口店北京人是典型直立人代表，孙家洞人与它形态相近；而和县人颅骨、牙齿却更像印尼爪哇直立人，还与丹尼索瓦人相关化石有相似处。学界争论不休：中国境内直立人是同一演化支系，还是多个隔离群体？和县人是直立人变体，还是和丹尼索瓦人亲缘更近？这些疑问，都等着关键证据作答。

  用一滴“酸”，解开时间的封印

  要破解谜团，首要任务是获取直立人的分子信息。但40万年岁月侵蚀，古蛋白早已深度降解、信号微弱，加上化石“碰不得、伤不起”，难度可想而知。

 

  中国中更新世直立人遗址的地理位置、本研究样品信息

  付巧妹团队另辟蹊径，创新酸蚀刻微损取样技术，实现了“近乎无损”的突破。和传统方法要钻取大块牙釉质不同，这项技术仅用微量酸液轻蚀牙齿表面，消耗极小面积牙釉质，不破坏化石完整形态，就能高效提取内源性蛋白。

  为确保数据可靠，团队搭建了“三重保障”质控体系：先通过质谱技术非破坏性筛选化石，确认古蛋白保存可行性；6个样本分两套体系多次实验，保证可重复性；用三种专业软件交叉比对数据，只有被共同验证的位点才纳入分析，最大程度降低误差。

  凭借这套创新方法，团队从周口店（约42万年）、和县（约41万年）、孙家洞（约40万年）的6颗直立人牙齿中，成功鉴定出6-11种内源性牙釉质蛋白，构建出覆盖数百个氨基酸位点的序列数据。这是全球首次获取直立人谱系特异性分子信息，更将东亚古人类蛋白组研究时限，从16万年前推至至少40万年前，填补了领域空白。

  同时，团队还开发出用古蛋白推断古人类性别的新方法，精准判断出5个样本为男性、1个为女性，为牙齿化石性别鉴定提供了新工具。

  发现“家族徽章”，东亚直立人属于同一演化人群

  有了数据，科学家开始解读其中的信息。

  研究中，团队发现一个决定性的全新突变——成釉蛋白AMBNA253G。这个突变，在6个直立人样本中全部存在，却在尼安德特人、丹尼索瓦人、现代人及其他灵长类动物中从未出现，是东亚直立人独有的“分子身份证”。

  系统发育分析更清晰印证，6个东亚直立人明确聚为一支，与丹尼索瓦人、尼安德特人、现代人明确区分；而哈尔滨古人类个体（丹尼索瓦人）则与丹尼索瓦人高支持率聚群。

氨基酸突变位点AMBN-M273V反映的可能基因流模型

  这意味着，尽管周口店、和县、孙家洞的直立人外形有差异，但在遗传上高度同源，同属一个独立的东亚中更新世直立人演化人群。和县人并非与丹尼索瓦人亲缘更近，只是直立人支系的地方变体，困扰学界多年的争议，终于有了明确答案。

  更令人兴奋的是，在所有6个东亚直立人样本中，团队还鉴定出另一个共同突变AMBNM273V。这个突变此前已在丹尼索瓦人群体和菲律宾等受丹尼索瓦人遗传渗透影响的现代人群体中被发现，一度被认为是丹尼索瓦人特有的变异。

  但新的数据显示，该位点并非丹尼索瓦人特有，其更古老的来源，应该是直立人。40万年前的东亚直立人，与丹尼索瓦人在东亚共存并发生基因交流，将这一古老变异传递给丹尼索瓦人；后续丹尼索瓦人又通过基因渗入，把该变异传递给东亚、东南亚、大洋洲的现代人。

  也就是说，我们体内的部分基因，可追溯至40万年前的北京人等东亚直立人。这一研究，共同勾勒出一幅未知的人类演化图景：40万年前的以周口店为代表的东亚直立人不仅是一个独特的演化群体，更是现代人类基因库中古老基因的源头之一。

  这项成果，不仅解答了核心科学谜题，更在方法上探索了新路径。这一系列从取样到数据解析的创新方法体系，将古蛋白质组学从侧重谱系鉴定的工具跃升为能够独立推导并验证演化假说的核心研究手段，为探索更古老的人类群体树立了可参照的研究范式，标志着古蛋白质组学成为破解人类演化历史的关键证据。（光明网记者宋雅娟）