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2021-02-09 作者:地理与海洋科学学院 来源:科学技术处

南京大学地理学科在东亚现代人起源和扩散研究方面取得重要进展

最近,南京大学地理与海洋科学学院孙雪峰副教授等在东亚现代人起源扩散年代和地理分布研究方面取得重要进展。

现代人的起源、扩散和地理分布是国际学术界和公众关注的重要科学问题,习近平总书记在20209月与科学家的座谈会上,也提到了这一问题。非洲起源说多地区进化说是现代人起源与扩散两个相对立的主要假说。非洲起源说认为现代人从非洲走出,大约5万年后到达东亚和东南亚,并取代当地古老人种;而多地区进化说则认为现代人是本土古老人种连续演化附带杂交的结果,本土的早期现代人5万年前已存在。孙雪峰副教授等的研究表明,早期现代人在我国出现的时间可能并未超过5万年,为现代人起源的争论提供了关键的年代学证据。

图1. A.该研究涉及的与现代人类起源相关的遗址。1-湖北郧西县黄龙洞、2-广西田东县陆那洞、3-湖南道县福岩洞、4-湖北建始县杨家坡洞、5-湖北宜昌市三游洞(1、2、3为前人已研究过的遗址;4、5为新发掘的遗址);B.杨家坡洞、三游洞、福岩洞现代人化石样本

南京大学地理与海洋科学学院鹿化煜教授团队一直致力于地貌过程、气候变化与人类适应的研究,由团队成员孙雪峰副教授领衔的这项研究,基于多年积累,将地层年代学与现代人地理环境适应研究相结合,持续对我国南方5个与现代人起源相关的遗址——黄龙洞、陆那洞、福岩洞、杨家坡洞和三游洞(图1)进行了研究,他们完成了详细的地貌地层调查和多技术综合定年,包括不同技术的释光(SAR-OSLTT-OSLpIRIR)手段测定洞穴松散堆积物年代、铀(U)系方法测定钙板年代、加速器质谱放射性碳(AMS 14C)测定哺乳动物化石和人类化石年代等,并与复旦大学李辉教授团队合作,对现代人化石进行了古DNA分析。

图2. 黄龙洞、陆那洞、福岩洞、杨家坡洞、三游洞遗址多技术综合测年结果(粉色区域为释光年代、蓝色区域为U系年代、绿色区域为AMS 14C年代)

释光和U系测年结果显示,5个洞穴遗址中的松散堆积物和钙板堆积均形成较早,但先后顺序各有差异(图2:粉色和蓝色区域);AMS 14C测年结果则显示,大部分哺乳动物化石堆积相对较晚(图2:绿色区域),且人类化石的 14C直接测年和古DNA分析表明,这些现代人化石并未超过5万年(图2:绿色区域和图 3)。

图3. 杨家坡洞和福岩洞人化石线粒体全序系统进化树。(I)基于邻接法推测8个杨家坡洞和2个福岩洞样本的线粒体系统发育关系,其均属于现代人类群,有别于尼安德特人、丹尼索瓦人和胡瑟古人组群。(II)杨家坡洞和福岩洞个体的线粒体单倍群(红星),及其相关单倍群下较近的现代亲属。

研究揭示, 中国南方大部分喀斯特洞穴古人类遗址存在复杂的流水侵蚀和再堆积过程,上部钙板层对下部化石层的覆盖可能是沉积过程中形成的假覆盖(图4.2),地层容易出现倒置现象(图4.3; U系技术测定钙板的年代在假覆盖情况下并不能准确指示人类化石的真实年代。

图4. 中国南方洞穴遗址地层(化石)堆积模式,1. Model 1-以前研究应用的“理想型”堆积模式;2. Model 2-本研究证明的“假覆盖”堆积模式;3. 不同堆积模式,相同的地层表现

国际学术刊物《美国科学院院报》(PNAS Proceedings of the National Academy of Sciences of the United State of America)报道了他们的这一研究成果。我校地理与海洋科学学院孙雪峰副教授为共同第一和通讯作者,复旦大学文少卿副研究员为共同第一作者,新南威尔士大学Darren Curnoe副教授、复旦大学李辉教授为共同通讯作者。地理与海洋科学学院鹿化煜教授及其团队成员、复旦大学李辉教授团队成员、西安交通大学程海教授、台湾大学李红春教授、湖北省文物考古研究所陆成秋副研究馆员、山东大学王伟教授等作为主要合作方参与了这项研究工作。这项研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、中央高校基本科研业务费专项基金等项目联合资助。

 论文链接:https://www.pnas.org/content/118/8/e2019158118