艺术家根据基因证据重现丹尼索瓦人少女面貌

一段小指骨，几颗牙齿，还有一个下颌骨，这就是我们关于神秘丹尼索瓦人所拥有的全部实物证据，这是一个与尼安德特人有着密切关系且已灭绝的古人类群体。

近期，一项新研究在遗传证据基础上对丹尼索瓦人面貌进行了物理重建，让我们有机会首次一瞥这一古老人类物种的模样。发表在《细胞》杂志上的这篇论文完成了一项看似不可能完成的任务：利用遗传信息重建丹尼索瓦人面部解剖学结构，重现这一古人类面貌。

宽而凸的脸、不明显的下巴和较宽的臀部

这项由耶路撒冷希伯来大学考古遗传学家利兰·卡梅尔（Liran Carmel）和大卫·高曼（David Gokhman）完成的重建工作表明：丹尼索瓦人在解剖学结构上拥有与现代人类和尼安德特人明显不同的几个物理特征，包括一个宽而突出的脸，不太明显的下巴和较宽的臀部。

“高曼和他的同事描述的这一开创性研究论文，看起来几乎就像是一篇科幻小说。”伦敦自然博物馆的人类学家克里斯·斯特林格（Chris Stringer）在一封电子邮件中写道，“这是一项令人兴奋的工作，突破了可以从古代基因组中收集到信息的界限。”

一直以来，由于相关考古学证据太少，我们对于丹尼索瓦人的解剖学结构所知甚少。最早确认的丹尼索瓦人化石是于2010年在西伯利亚的丹尼索瓦洞穴中发现的一块距今8万年的小指骨碎片。除此之外，科学家们还发现了一些臼齿和一块有着16万年历史的下颌骨，显然重建一个完整的解剖学结构的化石量还是远远不够的。这些化石表明，丹尼索瓦人的臼齿与尼安德特人或现代人类的有所不同，特别是牙尖和牙根的大小和形状有着明显差异，但他们的手指形状与我们惊人相似，这一观察结果表明尼安德特人进化出了独特的手指，而现代人和丹尼索瓦人则保留了来自共同祖先的手指特征。

这块手指骨碎片属于一位年轻的丹尼索瓦人女子，她去世时大约只有13.5岁，幸运的是，正是从这块手指骨碎片提取到珍贵的DNA，让科学家们得以确认丹尼索瓦人是一个独特的物种，尽管它与尼安德特人关系密切。现代人和尼安德特人在大约80万年前从一个共同祖先分化形成了两个不同的人种，44万年前到39万年前丹尼索瓦人从尼安德特人中分化出来形成了一个新的人种，这也是为什么丹尼索瓦人被称为尼安德特人的姐妹物种的原因。需要明确的是，这三个人族都属于人属，所以严格来说他们都是人类。

因此毫不奇怪的是，丹尼索瓦人的重建模型包括了一些与尼安德特人非常相似的特征。但丹尼索瓦人在与尼安德特人分离后，走上了自己独特的进化道路，表现在更长的牙弓（位于上、下颌骨的牙齿连续排列在牙槽骨形成抛物线的弓形）和更宽的头骨上。

DNA甲基化预测解剖学结构变化

在这项研究中，耶路撒冷希伯来大学的研究人员认为，丹尼索瓦人可能比现代人更像尼安德特人，但卡梅尔在电子邮件中称，他们的研究团队“兴奋地发现丹尼索瓦人与现代人和尼安德特人的解剖学特征有所不同”。

为重建丹尼索瓦人年轻女性的模型，研究人员从她的小拇指骨中提取了DNA，同时提取了两个尼安德特人的DNA，以及许多现代人（包括古代和现代）和黑猩猩的DNA，对数十个样本的DNA进行了强有力的对比分析。为辨别不同的解剖学特征，研究人员使用了一种称为DNA甲基化映射的基因技术，这一过程经历了三年。

“DNA甲基化是种影响基因活性的化学修饰，但对DNA序列不会产生影响，”卡梅尔解释说，“首先对三组人种的DNA甲基化模式进行了比较，以发现基因组中不同的甲基化区域，然后根据一些疾病与某些基因功能缺失之间的关系，寻找这些差异对解剖学特征意义的证据。”

重建的丹尼索瓦人三维模型

高曼在一份新闻稿中解释说道：“通过这种方法，我们可以预测骨骼的哪些部分受到不同基因调控的影响，以及骨骼的哪些部分会发生变化，例如，股骨的长短。”

斯特林格对这项技术解释道：“观察到的甲基化模式可用来预测这些模式如何对某些解剖学结构的发展产生影响（通过现代人体解剖学上的遗传异常来检验这些受影响的身体区域），以及预测结构变化的方向与常态（如果可能的话）。”

通过研究，共有56个解剖特征被标记为明显的丹尼索瓦人特征。为了评估这项技术的准确性，研究人员还重建了黑猩猩和尼安德特人的解剖学结构，然后与已知的解剖结构进行比较，难以置信的是，准确率达到了85%，符合他们的预期，这是重建成功的一个好的预兆，重建结构与发现的丹尼索瓦人的下颌骨几乎完美匹配。

为了绘制丹尼索瓦人少女的图像，卡梅尔聘请了科学插画家马亚·哈雷尔（Maayan Harel）一起合作，哈雷尔帮助他们构建了一个3D头骨，然后在这个3D头骨的基础上，创造出最终的画像。斯特林格说：“这些结果表明，丹尼索瓦人应该具有宽骨盆、大关节表面和大胸腔等特征，但是我们对真正的丹尼索瓦人的解剖学知识仍然非常有限。”

丹尼索瓦人的结构重建工作无疑令人震惊，但仍存有一些关键的限制和不足之处。

卡梅尔说，除了85%的正确率（这当然不算太差）之外，他的团队还不能精确地指出变化的方向，也就是说，不能预测这些区别性特征是来自于一个共同的祖先还是进化新获得的。

此外，正如斯特林格所解释的：“这项研究依赖于一系列复杂的外推法，其正确度还有待于进一步验证。”但他补充说道：“尽管如此，这项研究的一个重要意义在于，其结果完全可以通过未来的发现去验证。”

斯特林格继续说：“另一个需要注意的是，化石和现代基因组的遗传数据表明，丹尼索瓦人有着深远的进化史，重建的东亚和东南亚范围内的丹尼索瓦人的基因组曾发生过重要的遗传变异。实际上，他们的解剖学结构在时间和空间范畴内都发生了巨大的变化。”

这是一个发人深省的观点。以发现的丹尼索瓦人的小指骨和下颌骨化石为例，它们之间的时间相隔长达8万年，而丹尼索瓦人洞穴的所在地和发现下颌骨的青藏高原之间也相隔了1 800公里之遥。让情况更为复杂的是一些丹尼索瓦人与尼安德特人之间还存在通婚杂交事实，在丹尼索瓦洞穴中发现的一具9万年前的化石证据表明，这具化石属于一名女性，她的母亲是尼安德特人，父亲是丹尼索瓦人。另外可以想象的是，还有一些丹尼索瓦人并没有与尼安德特人杂交，这就导致了这些古人类人种和基因的多样性。此外，基因证据表明丹尼索瓦人与现代人以及一种尚待鉴定的古人类之间也有过杂交史。

尽管如此，这项新的结构重建工作可以被看作是丹尼索瓦人的一幅快照，他们——或者至少是这名丹尼索瓦人女孩——是如何出现在大约8万年前的。这项古人类面貌重建工作非常神奇，科学家们如今可以利用DNA创造令人难以想象的奇迹。

资料来源Gizmodo