科學家的研究首次表明，約在5000多年前，現今只分布在熱帶地區的野生大型哺乳動物，曾生活於青藏高原東北部，並且是馬家窯文化先民重要的狩獵資源。史前人類向青藏高原擴散的歷史，以及他們對動植物資源利用的方式，一直是國際學術界關注的熱點謎題。
馬家窯文化先民獵殺印度野牛和蘇門答臘犀牛的場景復原圖。董廣輝設計，張海岩繪制
記者從中國科學院昆明動物研究所獲悉，該所宿兵實驗室與國內多個研究機構進行古DNA遺傳學、考古學、古氣候學和地理學等多學科交叉合作，發現在新石器時代晚期以前，青藏高原曾存在大型熱帶哺乳動物。
此前青藏高原發現了棕櫚等大量熱帶植物的化石，這一新發現產生的震動不言而喻。研究成果以《古基因組顯示，在新石器時代晚期以前，青藏高原存在熱帶牛科動物是狩獵活動盛行的原因之一》為題，於10月19日發表在國際學術期刊《美國科學院院刊》上，並被選為當期導讀文章。
動物遺骸碎片化存在 難以鑒定其准確物種歸屬
山那樹扎遺址，坐落於青藏高原東北部的甘肅省岷縣縣城以北10公里茶埠鎮洮河西岸的一級台地上。在這里，比較基因組學專家發現了大量的野生動物遺存。
「與同時期黃河中下游動物遺存以家養動物為主不同，青藏高原東北部動物遺存以野生動物為主，顯示出狩獵活動在該地區動物資源利用方式的主導地位一直持續至約4000年前。但到底是什麼原因，我們並不清楚。」說起此番研究的背景，昆明動物研究所副研究員張曉明介紹說，其中，大型牛科和犀科動物在這些野生動物遺存中占有較大的比例。
然而，由於這一地區發現的動物遺骸往往非常碎片化，很難從形態學上鑒定準確的物種歸屬及其種群歷史動態和生態適應模式。
此前的研究顯示，粟黍農業人群在距今5200年前就已經從黃土高原向西擴散到青藏高原東北部，在新石器晚期大規模定居於海拔2500米以下的河谷地帶。
科學家依據通用的碳14同位素測年方法，發現山那樹扎遺址距今已有5270年至5035年的歷史，文化類型屬於5300年至4000年前馬家窯早期文化。「這一遺址的野生動物遺存約占全部動物遺存的78%，粟黍作物遺存占植物遺存的80%以上，說明粟黍種植和狩獵活動是該遺址先民獲得食物資源的主要方式。」張曉明說。
這里出土的野生動物遺存中，除了有羚羊、熊、虎、野豬和野兔等動物外，令人驚異的是，還發現有水鹿、金絲猴和竹鼠等熱帶、亞熱帶動物，以及無法鑒定種屬的大型牛科和犀科動物。
氣候從宜人到惡劣 使野生動物多樣性顯著下降
張曉明與蘭州大學環境考古團隊董廣輝教授及陳發虎院士、西北農林科技大學動物科技學院雷初朝教授合作，展開了對山那樹扎遺址的10個大型牛科動物和2個犀牛科動物骨骼標本的古DNA研究。
「通過古DNA研究，我們得到了核基因組和線粒體基因組的測序數據。」雷初朝教授介紹說，他們整合現生牛科動物和犀科動物群體大數據，進行了系統的分析。
結果表明，山那樹扎遺址的10個大型牛科動物遺骸，都屬於現今只棲息於南亞和東南亞熱帶雨林地區的印度野牛；而遺存中的兩個犀牛遺骸，則屬於現今野外大約只有100多頭、只分布在印度尼西亞蘇門答臘島和婆羅洲的瀕危動物蘇門答臘犀牛，是亞洲現存唯一雙角犀和體型最小的犀牛。
而群體動態變化歷史分析顯示，這個古代印度野牛群體規模在約2萬年前開始下降，與末次冰盛期的年代相符，在約5000年前發生急劇下降並延續了較長的時間，與青海湖記錄的5000年至3600年前大幅度氣候震盪的時間相吻合。
「物種間的基因流分析顯示，這種古代印度野牛群體與氂牛以及西藏黃牛並不存在基因交流，從而我們推測古印度牛和後兩者可能存在時空上的生態位隔離，也就是說它們並不在同一時期。」張曉明說，這也首次表明，約在5000多年前，現今只分布在熱帶地區的野生大型哺乳動物，曾生活於青藏高原東北部，並且是馬家窯文化先民重要的狩獵資源。
研究團隊通過系統比較古氣候和動物考古數據還提出，約5200年前，較高的夏季溫度和溫暖濕潤的宜人氣候，可能促使印度野牛和蘇門答臘犀牛等許多熱帶動物分布於較高緯度的地區，豐富了該地區的野生動物多樣性，為當時的先民提供了豐富的狩獵資源，使得新石器時代晚期的青藏高原東北部，成為東亞地區最後的狩獵場之一。
此後約5000年到4000年前，寒冷、乾燥天氣來襲，氣候惡化，人類活動增強，在多重因素影響下，青藏高原東北部野生動物多樣性顯著下降，牧業活動取代狩獵活動成為該地區先民獲取肉食資源的主要方式。
「這項研究，是青藏高原地區首次大型動物古DNA全基因組測序分析的成果，是多學科交叉合作的範例，對我們認識中晚全新世野生動物地理格局、氣候變化和人類活動之間的互作關系具有重要學術價值。」董廣輝說。
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古DNA是指古代生物遺體或遺跡中殘存的DNA片段，包括古人類、動植物和微生物DNA。古DNA是分子考古學的核心，它利用現代分子生物學的手段提取和分析保存在古代人類和動植物遺骸中的古DNA分子，以解決考古學問題。
古DNA研究通過比較古生物和現代生物之間遺傳的差異和聯系，在古代和現代生物的譜系關系研究、瀕危物種的保護、人類的起源和進化、模擬人類遷移路線、墓葬個體間親緣關系、墓葬群體關系（族屬）研究、人類遺骸的性別鑒定、古病理與飲食研究、動植物的家養和馴化過程、農業的起源和早期發展等方面發揮了獨特作用。
目前古DNA研究主要使用考古學標本，一般選取保存完整、沒有裂痕的牙齒和肢骨，注意防止污染。在實驗室工作階段，要經歷樣本評估、處理、DNA提取、PCR擴增、PCR產物的測序、數據真實性檢驗和數據處理分析等步驟。
目前有關古DNA的研究實例主要涉及古代人骨和動物骨骼的研究。如通過研究內蒙古商都東大井墓地東漢時期、察右中旗七郎山墓地魏晉時期拓跋鮮卑遺存的人骨樣本，得出拓跋鮮卑和匈奴之間有很近的親緣關系以及拓跋鮮卑是現代錫伯族直接祖先的結論；對偃師二里頭遺址出土的古綿羊研究的成果顯示二里頭古綿羊與中國特有的地方品種有着共同的母系祖先，野生盤羊和原羊不是中國藏系和蒙古系綿陽的母系祖先。
來源：cnBeta
