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議題背景:
國際期刊《科學》(Science)於今日(4/11)發表一篇研究,確認一具數十多年前在台灣澎湖海溝打撈上岸的古人類下頷骨化石,屬於一名丹尼索瓦人男性。丹尼索瓦人是一支已滅絕的古人類族群,過去僅在西伯利亞南部與青藏高原確認發現丹尼索瓦人的直接分子證據。這篇新研究顯示,丹尼索瓦人可能具有適應不同環境的能力,首次顯示他們可能曾生活在溫暖潮濕的地區,活動範圍或許比過去認為的西伯利亞、青藏高原等寒冷地區更為廣泛。研究結果幫助科學家瞭解更多丹尼索瓦人的形態特徵,過去被認為是其他物種的東亞化石可能會被重新評估是否屬於丹尼索瓦人。
台灣科技媒體中心邀請第三方專家以及研究作者解析研究意義與重要性。
研究原文:
Tsutaya, Takumi, et al. "A male Denisovan mandible from Pleistocene Taiwan" (2025). Science, 388(6743), 176-180. (Article #ads3888) https://doi.org/10.1126/science.ads3888
專家怎麼說?
2025年04月10日
國立陽明交通大學生命科學系暨基因體科學研究所副教授 可文亞
這篇研究〈來自更新世台灣的男性丹尼索瓦人下頷骨〉,顯示我們對丹尼索瓦人形態與地理分布理解的一大突破。丹尼索瓦人是人屬內一個已經滅絕、經由古人類化石的DNA所發現的人種,可能在更新世晚期(距今約10萬年)生活於亞洲大陸。這篇研究中,古人類的下頷骨「澎湖1號」標本是在澎湖水道海床進行捕撈作業時發現的。澎湖水道位於澎湖群島與台灣本島之間,距離台灣西岸約50公里。
來自台灣(國立自然科學博物館的張鈞翔研究員、國立台灣大學蔡政修副教授)、日本(東京大學海部陽介教授、綜合研究大學院大學的蔦谷匠教授),丹麥(哥本哈根大學的Enrico Cappellini與Frido Welker教授)所組成的國際研究團隊,使用最新的古蛋白質體學方法,成功鑑定此下頷骨屬於一位丹尼索瓦人男性。
這項研究在方法學上具有重大突破,因為先前從澎湖1號中提取古DNA的嘗試皆未成功,可能是受到熱帶環境導致DNA降解。然而,研究團隊改以蛋白質分析的方式,從51種蛋白中共回收超過4,200個胺基酸殘基,包含膠原蛋白與琺瑯質蛋白。特別的是,研究者辨識出兩個丹尼索瓦人特有的胺基酸變異(位於AMBN與COL1A2蛋白),為其丹尼索瓦人身分提供有力的分子證據,顯示古蛋白質體學在古DNA保存不良、如濕熱與溫帶地區的應用價值。
這項發現大幅拓展我們對丹尼索瓦人活動範圍的認知,延伸數千公里,呼應先前曾經有其他團隊做的基因研究指出,丹尼索瓦人曾廣泛分布於東亞與島嶼東南亞部分地區。在今天這篇Science期刊研究發表之前,唯一的分子證據僅來自西伯利亞的丹尼索瓦洞穴與青藏高原的夏河遺址。如今確認澎湖1號來自一個距今約距今約19-13萬或7-1萬年(更新世時期)低海拔、濕潤氣候區域的丹尼索瓦人,顛覆了過去科學家認為丹尼索瓦人主要適應寒冷或高海拔環境的假設,顯示丹尼索瓦人的生態適應性很高。
在形態上,澎湖1號展現出與其他丹尼索瓦化石一致的齒頷特徵,包括堅厚且低矮的下頷骨、大型臼齒與厚實的前臼齒牙根,以及第三大臼齒缺失的現象。這些特徵與高而纖細的尼安德塔人下頷骨形成鮮明對比,突顯出古人類不同支系在演化路徑上的分歧。
儘管本研究為重大突破,但受限於蛋白質序列中所發現的氨基酸變異(amino acid variation)數量比較少,丹尼索瓦人的鑑定僅基於兩個胺基酸變異(分別在AMBN與COL1A2基因),所以未來研究還需要進一步解析丹尼索瓦人是否在不同地區,族群間存有遺傳結構,或者是否存在親緣關係與丹尼索瓦人非常相近的其他人種的可能。
總結而言,透過蛋白質分析鑑定澎湖1號為丹尼索瓦人,為古人類學研究提供了關鍵資料點。不僅確認了丹尼索瓦人曾在東亞亞熱帶地區活動,也增進了我們對其適應性與形態多樣性的認識。像澎湖丹尼索瓦下頷骨這樣的古人類遺骸研究,有助於揭示台灣深層的人類史。這不僅僅是對古人類化石研究的關注,更關係到我們如何重新認識自我,並將台灣更明確地標示在人類演化的地圖上。理解祖先的根源,不僅能豐富我們的集體認同,也有助於我們與自身的文化與生物遺產建立更深層的連結。
研究共同作者怎麼說?
2025年04月11日
國立臺灣大學生命科學系/生態學與演化生物學研究所副教授 蔡政修(研究共同作者)
Q1:這篇研究為什麼重要?在台灣發現丹尼索瓦人化石,代表什麼意義?
每一件人類化石都有機會完全改寫或更新我們對於自身演化歷程的認知,而這一件在台灣發現的丹尼索瓦人化石就是一個非常有代表性的研究成果,也指出台灣在早期的人類演化歷程中佔有極爲特殊的地位。
2022年諾貝爾生理醫學獎得主斯萬特.帕博(Svante Pääbo)團隊的其中一項代表性研究成果就是成功萃取出早期人類化石的古DNA,並在2010年發表了在西伯利亞發現一種未知的人類化石,而後被暱稱為丹尼索瓦人(Denisovans)。 除了西伯利亞,之後有分子資料來正式確認的丹尼索瓦人也只有在西藏被發現。
更有趣的是,當代人類的基因組等研究成果指出,丹尼索瓦人應該是廣布於東亞、東南亞、甚至是大洋洲一帶,但長期以來在較溫暖、低緯度的地區仍沒有確切的丹尼索瓦人的紀錄,尤其是分子層級的決定性證據。這一件首次在台灣所發現的丹尼索瓦人的化石紀錄就是替這一個大謎題掀開了第一層的面紗。
Q2:研究有哪些推論上的限制?
我們這一篇研究只有成功萃取出部分的古蛋白質資料,而沒有成功的取得古DNA,確實讓我們後續的分析與推論受到很大的限制,但這並不會影響或降低台灣首次發現有丹尼索瓦人的重要性,而是更讓我們想知道丹尼索瓦人來到、生存、或再走出台灣的更多細節。
舉例來說,光是從台灣來思考人類演化歷程,這一個在台灣發現的丹尼索瓦人讓台灣目前所知最早的人類就是丹尼索瓦,那當代的人類是什麼時候來到台灣的呢?丹尼索瓦人和來到台灣的現代人們有共存過嗎?而丹尼索瓦人們又是從台灣出走到大洋洲探索另一個海洋的新世界嗎?
又或是更宏觀的加上其他的生物來思考。我們在2023年發表在 Science 期刊的另一篇研究是關於島嶼生物的滅絕(包含了台灣),我們當時的分析結果指出當代人來到島嶼後會大幅加速生物滅絕,那丹尼索瓦人在島嶼生物的滅絕中又有什麼關聯呢?一個看似有不少限制的研究成果,但卻能引出更多有趣的後續研究計畫。
2025年04月11日
國立自然科學博物館研究員 張鈞翔(研究通訊作者)
Q1:這篇研究為什麼重要?在台灣發現丹尼索瓦人化石,代表什麼意義?
在台灣海峽澎湖水道海底,猶如化石寶庫,保存了許多動物的化石,是研究第四紀冰河時期以來,哺乳動物在歐亞大陸遷徙、適應與演化的關鍵證據。而人類的化石更是稀少而珍貴,在台灣發現了丹尼索瓦人化石,足以拓展我們對丹尼索瓦人活動範圍的認知,得知丹尼索瓦人曾廣泛分布於東亞與島嶼東南亞部分地區。這篇研究也可讓我們了解丹尼索瓦人適應不同環境的能力,除了寒冷的西伯利亞、海拔甚高的西藏地區,還可以棲息在具有森林草原與沼澤的環境的東亞地區。
Q2:研究有哪些推論上的限制?
人類化石的保存與發現並不容易,化石是否能夠保存足以進行研究分析的遺傳物質,像是古DNA與古蛋白質,會決定科學可以推論的範圍。這篇研究的材料因為古代基因組或蛋白質序列尚未完整,較難推論到物種遺傳變異等相關議題。
其他參考文獻:
蔡政修教授提及研究:Roberto Rozzi et al., Dwarfism and gigantism drive human-mediated extinctions on islands. Science 379, 1054-1059 (2023). DOI:10.1126/science.add8606
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