科學家發現新石器晚期青藏高原東北部存在熱帶大型哺乳動物

史前人類向青藏高原擴散的歷史及其對動植物資源利用的方式是學術界關注的熱點問題。研究顯示,粟黍農業人群在距今5200年前就已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(Chen et al。 Science, 2015;Li et al。 National Science Review, 2019)。

然而,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,但其原因尚不清楚。其中,大型牛科和犀科動物在這些野生動物遺存中占有重要比例;但是,由於這一地區發現的動物遺骸較為碎片化,難以從形態學鑒定準確的物種歸屬及其種群歷史動態和生態適應模式。

山那樹扎遺址(東經104°4′24.54″,北緯34°29′34.06″,海拔2300米)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。該遺址的C14同位素測年結果為距今5270-5035年前,文化類型屬於馬家窯(5300-4000年前)早期文化。該遺址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。出土的野生動物遺存除了羚羊、熊、虎、野豬和野兔等動物外,還出現水鹿、金絲猴和竹鼠等熱帶/亞熱帶動物,以及無法鑒定到種屬的大型牛科和犀科動物(占13.8%)。

中國科學院昆明動物研究所研究員宿兵實驗室副研究員張曉明與蘭州大學環境考古團隊教授董廣輝、中科院院士陳發虎,以及西北農林科技大學動物科技學院教授雷初朝合作,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開展古DNA研究。研究獲得核基因組和線粒體基因組的測序數據。整合現生牛科動物和犀科動物群體大數據的系統分析表明,山那樹扎遺址的10個大型牛科動物遺骸均屬於現今棲息於南亞和東南亞熱帶雨林地區的印度野牛,而2個犀牛遺骸屬於現今野外大約只有100多頭、僅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,是亞洲現存雙角犀和體型較小的犀牛。群體動態變化歷史分析顯示,該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5千年前發生下降並延續較長的時間,與青海湖記錄的5000-3600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,此古代印度野牛群體與氂牛、西藏黃牛不存在基因交流,從而推測前者與後兩者可能存在時空上的生態位隔離。該研究表明,現今只分布在熱帶地區的野生大型哺乳動物約在5千多年前曾生活於青藏高原東北部,成為馬家窯文化先民重要的狩獵資源。通過系統比較古氣候和動物考古數據,研究團隊提出,約5200年前,較高的夏季溫度和溫暖濕潤的氣候可能促使印度野牛和蘇門答臘犀牛等熱帶動物分布於較高緯度的地區,豐富該地區的野生動物多樣性,為當時的先民提供狩獵資源,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5千到4千年前,在氣候惡化(寒冷/乾燥)和人類活動增強等多重影響下,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。

該研究系青藏高原地區大型動物古DNA全基因組測序分析的工作,是遺傳學(古DNA)、考古學、古氣候學和地理學等多學科交叉合作的範例,對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。

相關研究成果以Ancient genomes reveal tropical bovid species in the Tibetan Plateau contributed to the prevalence of hunting game until the late Neolithic為題,發表在《美國科學院院刊》上,並被選為當期導讀文章。張曉明、董廣輝和宿兵為論文共同通訊作者,西北農林科技大學副教授陳寧博,蘭州大學博士任樂樂、碩士生杜琳垚,西北農林科技大學博士生侯佳雯為論文共同第一作者。甘肅省文物考古研究所、英國自然歷史博物館和意大利帕維亞大學生物技術系的合作者在樣品採集和數據處理中提供幫助。研究工作得到國家自然科學青年基金項目、國家傑出青年科學基金項目、國際科技合作重點項目以及遺傳資源與進化國家重點實驗室開放課題的資助。

科學家發現新石器晚期青藏高原東北部存在熱帶大型哺乳動物

科學家發現新石器晚期青藏高原東北部存在熱帶大型哺乳動物

圖。5200年前青藏高原東北部馬家窯文化先民狩獵印度野牛和蘇門答臘犀牛的場景復原圖(復原圖由董廣輝設計、張海岩繪制;版權所有)

來源:中國科學院昆明動物研究所

來源:cnBeta