古人类学突破：>14.6万年前哈尔滨头骨牙结石中发现丹尼索瓦人线粒体DNA

中国科学院古脊椎动物与古人类研究所团队从距今>14.6万年的哈尔滨头骨牙结石中成功提取宿主DNA，通过线粒体DNA(mtDNA)分析证实该个体属于早期丹尼索瓦人(Denisovan)分支，首次将丹尼索瓦人遗传信息与完整头骨形态关联，为东亚中更新世人类演化研究开辟新途径。

　　

在探索人类演化的拼图中，丹尼索瓦人始终是块神秘碎片。这个与尼安德特人(Neanderthal)齐名的古人类群体，虽然通过西伯利亚丹尼索瓦洞穴的零碎骨骼和牙齿揭示了其遗传特征，但完整的形态学信息始终缺失。更令人困惑的是，东亚地区多个中更新世(78-30万年前)人类化石显示出复杂的形态多样性，却长期缺乏直接的遗传证据支持其与丹尼索瓦人的关联。这种"形态与分子断层"严重制约着我们对东亚古人类演化的认知。

中国科学家团队针对这一科学难题，对黑龙江哈尔滨发现的>14.6万年前近乎完整的古人类头骨展开攻关。这个被命名为"哈尔滨人"(Homo longi)的标本，此前仅能通过形态学特征推测其系统位置。研究团队创新性地从牙结石这一特殊载体中提取古DNA，克服了传统骨组织DNA降解严重的技术瓶颈。

研究采用单链文库构建结合线粒体DNA探针捕获技术，从0.3毫克牙结石样本中获得828条独特mtDNA片段。通过建立人类祖先mtDNA和丹尼索瓦人祖先mtDNA两种参考序列进行比对，发现哈尔滨个体mtDNA与丹尼索瓦洞穴早期个体(Denisova 2/8/19/20/21)聚为一支，其年代(>14.6万年)也与这些18.7-21.7万年前的西伯利亚样本相呼应。系统发育分析显示，哈尔滨mtDNA在6个早期丹尼索瓦人特有位点中共享5个衍生变异，而25个晚期丹尼索瓦人特有位点全部保持祖先状态，强烈支持其属于早期丹尼索瓦人分支。

关键实验技术包括：1）牙结石样本的漂白处理降低现代DNA污染；2）单链DNA文库制备技术获取短片段古DNA；3）线粒体基因组靶向捕获富集；4）基于损伤模式的污染评估（使用schmutzi和AuthentiCT软件）；5）祖先序列重建与系统发育分析。

研究结果部分：
古代DNA提取与序列测定
从牙齿和岩骨提取DNA失败后，团队转向牙结石这一"生物时间胶囊"。通过严格去污染处理，从0.3mg样本中获得6.6倍覆盖度的mtDNA，7个文库显示终端C→T置换率>5%，符合古DNA特征。

污染评估
通过片段长度与损伤模式分析，估算现代人DNA污染率为56-67%。但在丹尼索瓦人特定位点中，15%片段携带丹尼索瓦变异，而尼安德特人特定位点均为阴性，证实数据可靠性。

DNA序列重建
采用双参考序列策略：重建的人类祖先mtDNA序列覆盖7,817个位点，重建的丹尼索瓦祖先序列覆盖8,234个位点。通过损伤片段筛选和碱基掩蔽，最大限度减少古代DNA降解引入的错误。

系统发育重建
贝叶斯、最大似然和最大简约法构建的系统树均显示哈尔滨mtDNA嵌套在丹尼索瓦分支内，尤其与早期丹尼索瓦个体聚簇（后验概率33-43%）。在6个早期丹尼索瓦衍生位点中，哈尔滨样本共享5个衍生变异（如1,393G、6,956A），而25个晚期丹尼索瓦衍生位点均保持祖先状态。

这项研究首次将丹尼索瓦人的遗传信息与完整头骨形态直接关联，解决了长期困扰学界的"丹尼索瓦人形态学之谜"。研究表明丹尼索瓦人在中更新世就已广泛分布于东亚，其活动范围从西伯利亚延伸至中国东北地区。方法学上开创了从牙结石获取古宿主DNA的新范式，为研究更古老的人类化石提供了技术突破口。

哈尔滨头骨与大连、金牛山等中国中更新世化石的形态相似性，暗示这些标本可能同属丹尼索瓦人群体。该发现重塑了我们对东亚古人类多样性的理解，为现代亚洲人群中的丹尼索瓦人基因渗入事件提供了直接的化石对应体。正如通讯作者付巧妹强调的，这项研究"打开了通过牙结石研究中更新世古人类DNA的新可能性"。

研究的局限在于仅获得线粒体DNA证据，未来需要从核DNA获取更全面的遗传信息。但这项发表于《Cell》的成果无疑为东亚人类演化研究树立了新标杆，其方法论创新将推动更多中更新世人类遗存的遗传学研究。