《科學》:4萬年前人類就走上了青藏高原,那時的西藏人什麼樣?

《科學》雜誌在線發表青藏原腹地西藏尼阿底遺址發現,將人類首次登上青藏高原的歷史推進到4萬年前。那時西藏人過著怎樣的生活?

供圖/中國科學院古脊椎動物與古人類研究所

採訪專家:

張曉凌(中國科學院古脊椎動物與古人類研究所副研究員)

葛俊逸(中國科學院古脊椎動物與古人類研究所副研究員)

早在3萬年前,古人類幾乎征服了亞洲未被冰蓋覆蓋的每一處土地,甚至有可能已經在北極圈邊緣定居。由於平均海拔4000米以上、年均溫度接近冰點、空氣含氧量僅為海平面處的一半,這種惡劣的環境讓學術界很多人認為當時可能青藏高原是亞洲大陸上最後一片無人之境。史前人類究竟何時擴散到高原腹地?一直是人類學研究中的一團迷霧。

《科學》:4萬年前人類就走上了青藏高原,那時的西藏人什麼樣?

▲2016年夏,尼阿底遺址考古發掘現場。(攝影:張曉凌)

2018年11月30日, 《科學》雜誌在線發表了青藏高原腹地西藏尼阿底遺址重大考古發現及研究成果。該項發現將人類首次登上青藏高原的歷史推進到4萬年前,書寫了世界範圍內史前人類征服高海拔極端環境的最高、最早的紀錄。

“揭開了神秘面紗的一角”

“尼阿底遺址的發現與研究,揭開了古人類征服雪域高原神秘面紗的一角。”中國科學院古脊椎動物與古人類研究所研究員、論文通訊作者高星說。

尼阿底遺址位於西藏那曲地區申扎縣雄梅鎮多繞村錯鄂湖畔,距拉薩市約300公里,海拔4600米。這個遺址能夠發現,最早源自於8年前的野外科學考察。

2010年,現中國科學院古脊椎動物與古人類研究所副所長鄧濤研究員團隊在藏北班戈縣和雙湖縣交界的倫坡拉盆地考察新生代地層和古生物,有一天在工作地點的地面上發現很多燧石和玉髓的石製品,考察隊看到了石器的研究價值,就採集了一些回來,交給高星。

由於這些石器都是採自地表,古人類使用的跨度又很長,作為專家的高星也無法僅憑石器就判斷出準確時代。實際上,多年來,在青藏高原多個地區都發現了這類石器,也都面臨著斷代的問題。這次發現的打製石器究竟是什麼時代的?必須尋找到它們的原生層位也就是沒有受到後來自然力量和人類擾動的層位才行。

高星安排他的學生張曉凌博士——現中國科學院古脊椎動物與古人類研究所副研究員,於第二年跟隨鄧濤團隊重返倫坡拉及其他地方參加科考,由此發現了在青藏高原進行古人類考察的巨大價值。2012年,在高星的領導下,一支舊石器考察隊從此開始了在青藏高原尋找和考察古人類遺址的艱難歷程。

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▲2016年夏天古人類學家高星研究員正在發掘探方(攝影:張曉凌)

青藏高原地廣人稀,大量的區域都是無人區,因此考古調查開展並不容易。考察隊主要選擇適宜人類生活的地方譬如河流、湖泊沿岸等水源地周圍進行調查,其中找到有原生層位的遺址是首要目標。

中國科學院古脊椎動物與古人類研究所副研究員葛俊逸,在2013年被邀請加入其中。他的首要任務就是利用自己的專長幫助尋找原生層位遺址。“路邊有很多打製石器,從地表的石器分佈及周圍的地理環境,我們很快就判斷出這裡對我們的考察具有重大價值。”2013年7月,經過長時間辛苦跋涉,考察隊終於在申扎縣雄梅鎮多繞村北約3公里處的尼阿底山西北麓高達4600米的地方以外發現了舊石器遺址。

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▲尼阿底遺址測年數據圖示 (葛俊逸供圖)

這個遺址的四周是開闊的曠野和山坡。瓊俄藏布河從遺址前自南向北流過,匯入1公里之外超過270平方公里左右的微鹹淡水湖錯鄂湖,錯鄂湖東北面緊挨著的就是如今西藏最大、面積超過2200平方公里的色林錯鹹水湖。這兩個湖泊中間最窄處只有幾百米,研究發現它們在遙遠的古代曾經連為一體,並和周圍的其它湖泊一起形成一個大湖區。在遠古時代,這一區域水草豐美可能是人類在這一帶生息繁衍的重要原因。事實上,也正是這裡的水源地理環境,考察隊才沒有錯過這片區域。

在隨後的密集調查中,考察隊發現尼阿底遺址地面上散落的石製品,從山麓一直綿延分佈到山前的瓊俄藏布河畔,這些石製品的原料主要是來自於遺址後部山體中夾雜的黑色板岩。張曉凌等人發現,在遺址東西寬約1000米、南北長達2000米左右的範圍之內,散落在地表的石葉、石核、刮削器等石製品不計其數。

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▲尼阿底遺址出土的部分石器(攝影:靳英帥)

由於該遺址石質遺物的材質高度單一、廢棄石料比例較高、離石材原產地很近,因此,科考隊推測尼阿底遺址的功能可能為史前人類的石製品加工場,這裡優質豐富的石器原料,是吸引先民前來的重要原因;湖濱環境也為古人的生存提供了多種便利條件。張曉凌猜測,尼阿底人生活的時代,石製品加工場可能就在大湖的邊上。

4萬年前,人類已經踏上了青藏高原

在經過2年多的準備,經國家文物局批准,2016年尼阿底遺址開始由西藏文物研究所與中科院古脊椎動物與古人類研究所聯合發掘。

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▲尼阿底遺址位置圖(王社江供圖)

在發掘過程中,葛俊逸等人經過反覆比對研究,將整個遺址厚達1.7米的地層自上而下分為三層:最上層是夾雜較多卵石的淤泥與細沙,有許多人工石製品分佈於表面。第二層則主要為細沙、石製品和大量岩石角礫,保存著時令性河流的遺蹟。光釋光與碳-14測年技術顯示,以上兩層形成年代較晚(距今1.3萬-2.5萬年),並且遭受過地質作用擾動,無法反映當時古人類一些真實的活動信息。當考古團隊發掘到第三層時,情形就完全不同了。這一層不僅出土了大量石製品,而且包含有沙礫與淡水貝類,反映了當時青藏高原較為潮溼、溫暖的氣候條件。

更重要的是,第三層地層沒有經過後期擾動,確定是埋藏石製品的原生層位,經過碳-14和光釋光測年技術的綜合測定,最後認為第三層應該形成於距今3萬-4.5萬年前,其埋藏遠古石器處最早的年代在4萬年左右。

葛俊逸說,該項研究的最大挑戰是年代測定。因為尼阿底遺址在遠古時代也屬於高山草甸環境,沉積物以沙礫石堆積為主,有機質含量極低,碳-14測年又必須是有機物,測年材料尋找十分困難,並且僅有的一些有機質受汙染的可能性也比較大,這讓他們在遺址年代測定上折騰了兩年多的時間,他們決定主要依靠在埋藏遺物的地層中系統提取石英砂進行光釋光測年來解決問題。經過多次取樣、現場信號檢測測量、多個實驗室對比測試和分析校對,他們通過24個光釋光測量點樣品獲得三組相互支持、可信的年代數據,並結合僅有的2個碳-14標本——螺片的數據作為參考,最終將尼阿底遺址第三層古人類生存的年代鎖定在3萬-4萬年前。

2016年,《美國人類遺傳學雜誌》曾在線發表了中國科學院上海生命科學研究院徐書華研究組的一項研究成果:基於在高原人群中檢測到的古人類基因片段估算的遺傳學時間,徐書華研究組認為,青藏高原人群的遺傳起源可追溯至4萬年至6萬年前。但這些研究還缺乏確實可信的考古學證據。而尼阿底遺址中出現了4萬年前的石製品,這就意味著早在這一時期古人類就已經進入了青藏高原腹地。

從全球範圍看,此前人類活動的最高遺蹟發現於安第斯高原的Cuncaicha巖廈遺址,海拔4480米,年代約為1.2萬年前。高星表示,尼阿底遺址4600米的海拔,書寫了史前人類探索、挑戰與征服高海拔極端環境的最高、最早的紀錄。這也是迄今青藏高原最早、世界範圍內最高的舊石器時代遺址,刷新了學術界和大眾對青藏高原人類生存歷史、古人類適應高海拔極端環境能力的認識。因此這項成果對於探索早期現代人群挑戰極端環境的能力、方式和遷徙、適應過程,具有重要意義。

這些遠古人類長啥樣?

把西藏遠古人類的生存年代確定到3萬-4萬年以前後,接踵而來的問題是:早期“西藏人”從哪裡來?長什麼樣?由於考古學家尚未在該地發現早期人類化石,難以識別當時人類的體質特徵與族源。

不過尼阿底遺址的發現提供了一些重要參考:這個遺址出土了大量以石葉為技術特徵的文化遺存。石葉技術是舊石器時代晚期的一種獨特的工具製作技術,具有“預製石核—定向剝片—系統加工”等固定的操作鏈流程,其產品長薄、精緻、鋒利,代表人類石器技術的一個高峰和認知行為能力發展的新高度,被學界形容為史前“瑞士軍刀”。

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▲石葉背腹面(攝影:靳英帥)

尼阿底遺址發掘出的3863件石製品令人宛若置身史前“作坊”:尼阿底人在稜柱形的石核上敲擊、鑿剝,得到一片片工藝規範、製作精良的石葉。這些文化遺物組合特徵鮮明,為揭示不同地區人群的遷徙、融合和文化交流提供了重要的考古證據。

令人吃驚的是,尼阿底遺址發現的石葉技術與西伯利亞阿爾泰地區的丹尼索瓦人所製作的石器非常相似,這一現象喻示著距今3萬-4萬年前的青藏高原上可能發生過不同種古人類的史前文化交流 。

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▲石葉合集(攝影:張曉凌)

張曉凌2017年撰文表示,尼阿底遺址石葉加工技術的出現表明,3萬年前東西方有文化交流的可能,也不排除這種石葉加工技術是本地獨立起源的可能性。但就目前國內外多個人類學團隊的研究來看,獨立起源的可能性非常小。徐書華研究組通過人類基因組研究認為,早期進入青藏高原的人類族群間發生了廣泛的基因交流,形成了一個包含現代智人和早期智人多個譜系的遺傳構成極其複雜的混合人群,其不僅包括考古學已經發現的阿爾泰尼安德特人和丹尼索瓦人,而且包含其他未知古人類和早期進入青藏高原的現代智人以及早期智人等多個譜系。這些類群經過在高原的長期暴露,經受了高原環境的選擇,同時彼此之間發生了遺傳混合,那些攜帶適應性基因變異的個體得以生存,並世代繁衍。

多年來,在西伯利亞通過DNA發現的丹尼索瓦人與新幾內亞地區現生人群的紐帶與遷徙傳播路線一直是一個重大國際學術謎團。尼阿底遺址的發現,加之與新疆駱駝石、寧夏水洞溝等舊石器遺址的文化相關性和地理位置的銜接,構成了該支人群遷徙移動的證據鏈。

不過張曉凌依舊很謹慎,她說這是一種可能性,還需要更多的證據予以支持。

“西藏人”的存活繁衍之謎

作為青藏高原乃至世界上最高和最早的考古遺址,尼阿底遺址極大地提升了我們對人類適應生存能力的認識。根據冰川學界的有關研究,距今約2.65萬至1.9萬年的末次冰盛期,青藏高原被厚厚冰層覆蓋。因此早些年的研究認為那時青藏高原不可能有人類生存。古人類是靠什麼才在氣候惡劣的“第三極”生存和繁衍下來的呢?

結合古環境信息和分子生物學的成果,張曉凌提出的觀點是古人類在尼阿底遺址活動的時期處於末次冰期的間冰階段,氣候相對溫暖溼潤,為人類的遷徙和生存提供了環境和生態基礎。專家們猜測,古人可能多次季節性前來此地開發利用當地得天獨厚的資源,並留下豐富的物質文化遺存。

徐書華認為,也許就是在末次冰盛期,儘管青藏高原生存艱難導致人口極度下降,但是並未滅絕,有少數後代留存並繁衍了下來,因為有些史前人類的基因片段以很高的比例保存在現存高原世居人群的基因庫中。由於這些基因片段是青藏高原人群獨有,在全世界200多個其他人群中都未發現,因而不可能是後期某個階段某個族群通過與高原人群基因交流再次引入的。

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▲末次冰期冰盛期(Last Glacial Maximum,縮寫為LGM)是距我們最近的極寒冷時期,LGM時全球陸地約有24%被冰覆蓋,而現代僅有11%。

現在不管是考古學還是人類分子生物學研究都表明,3萬-4萬年甚至更早就在青藏高原生活的古人類挺過了末次冰盛期漫長艱難的歲月。只是尚不清楚史前人類如何躲過末次冰盛期帶來的嚴寒及隨之而來的災難,是否有局部地區依然未被冰蓋覆蓋,甚至有溫和環境、優良植被及充足食物,從而成為史前人類的“避難所”?這些還有待地質學家和考古學家進一步研究證實。

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出品:科普中央廚房

監製:北京科技報 | 科學加客戶端

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