郧县头骨化石揭示百万年前人属演化关键节点——龙人(H. longi)与丹尼索瓦人(Denisovans)的起源之谜

【字体: 时间:2025年09月27日 来源:SCIENCE 45.8

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  本研究针对中更新世人属化石形态多样性高、系统分类存在争议的难题,通过对中国郧县2号头骨进行高精度三维重建与形态-系统发育分析,发现其兼具原始与衍生特征,属于亚洲龙人(H. longi)支系的早期成员,该支系包含丹尼索瓦人且构成智人(H. sapiens)的姐妹群。研究将人属主要支系分化时间推至早更新世晚期(约132万年前),为理解东亚古人类演化提供了关键证据。

  
在探索人类演化的漫长征程中,中更新世(Chibanian)时期的人属化石呈现出令人困惑的形态多样性。从菲律宾卡亚奥洞穴到南非崛起之星洞穴,再到中国哈尔滨等地发现的化石,其独特特征甚至被归为新人种。这些形态各异的古人类究竟代表多个进化支系,还是智人形成过程中的过渡类型?这个核心争议持续困扰着学界。中国中更新世人类化石(曾称“古老型智人”)因其兼具直立人原始特征和智人衍生特征,更是争论焦点。其中,湖北郧阳汉江阶地发现的郧县头骨(尤以2号头骨保存较好)距今约94-110万年,对解读中国及全球人属进化具有特殊意义,但长期受化石变形问题制约研究进展。
针对这一难题,冯等人(Feng et al.)在《科学》杂志发表的研究中,采用先进技术对郧县2号头骨进行精细复原与系统研究。通过高分辨率CT扫描与数字重建技术,团队首先处理了化石的破碎与位移问题。CT图像分割技术将化石骨骼与围岩基质数字化分离,通过碎片分离与重定位校正变形(具体流程见论文补充材料)。在形态学分析中,研究人员设置533个标志点与半标志点进行几何形态测量学分析,并采用最大简约法和贝叶斯尖端定年法进行系统发育重建与分化时间估算。
研究结果揭示:
镶嵌形态特征
重建后的郧县2号头骨呈现原始与衍生特征交融:保留粗壮眉脊、宽阔颅底等原始特征,但缺乏直立人的强烈角状枕部和尼安德特人的枕圆隆结构。其面部高度与突度介于直立人与智人之间,颧颌区平坦度与欧洲先驱人(H. antecessor)及亚洲化石相似。颅内模重建显示脑容量约1143 cm3,与大荔、佩特拉罗纳等标本相当,额叶扩展度介于直立人与智人之间。
龙人支系归属
系统发育分析表明,亚洲中更新世古人类(如大荔、金牛山、许家窑、华龙洞)与夏河、澎湖下颌骨构成单系群——龙人支系(longi clade),该支系与先驱人(H. antecessor)共同构成智人支系的姐妹群。郧县化石虽非该支系最基干成员,但因其古老年代成为早期代表。形态空间分析显示郧县2号与哈尔滨、大荔、金牛山聚为一组,支持其归入龙人支系。
深部分化时间
贝叶斯定年分析推翻了传统认知:智人与尼安德特人分化时间约138万年前,龙人支系起源约120万年前,智人支系起源约102万年前,而龙人与智人支系分化约132万年前。郧县化石的地质年代紧邻这些关键节点,其镶嵌形态可能保留了支系起源时的过渡特征。
研究表明,郧县头骨属于龙人支系早期成员,该支系包含丹尼索瓦人并作为智人演化史上的姐妹群。研究将智人、龙人和尼安德特人支系的起源追溯至早更新世晚期,揭示各支系早期快速分化模式。这项发现不仅重新校准了东亚古人类演化时间轴,更通过化石形态与系统发育分析的深度融合,为理解丹尼索瓦人的形态表征及亚洲古人类在人类演化树中的定位提供了坚实证据。郧县头骨作为龙人-智人共同祖先阶段的潜在代表,为探索百万年前人属关键分化过程提供了举世罕见的实证材料。
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