由马克斯·普朗克进化人类学研究所牵头的国际团队近日报告称,他们利用在西伯利亚南部阿尔泰山脉丹尼索瓦洞穴发现的一颗古老臼齿中的DNA,成功组装出一份高质量的丹尼索瓦人基因组。这名个体生活于约20万年前,是目前获得高覆盖度基因组的年代最早的丹尼索瓦人样本,其年代大约是此前唯一高质量丹尼索瓦人基因组样本的两倍。
研究人员表示,这一新基因组为早期人类群体在亚洲的分布、相遇和基因交流提供了新的证据,促使相关研究对欧亚大陆古人类的迁徙格局进行重新评估。
来自丹尼索瓦洞穴的早期个体
丹尼索瓦洞穴是研究人类演化的重要遗址。2008年,科学家在该洞穴发现一块被命名为“丹尼索瓦3号”的指骨,并于2010年通过古DNA分析首次确认了丹尼索瓦人这一已灭绝人群。此后,研究人员又在该洞穴发现多块零散遗骸及一块头骨,并通过DNA或蛋白质分析将其归入丹尼索瓦人。
此次研究对象是一颗完整的左上臼齿,出土于丹尼索瓦洞穴南室第17层——该洞穴最低的文化层之一。通过光释光测年,这颗牙齿被确定为距今约20万至17万年。研究团队将其命名为“丹尼索瓦25号”。
研究人员指出,这颗臼齿的尺寸与洞穴中此前发现的丹尼索瓦4号和8号臼齿相近,明显大于尼安德特人及大多数中更新世和更晚期古人类的臼齿,因此推测其很可能属于丹尼索瓦人。形态学判断随后得到基因组分析的支持。

高覆盖度基因组的获取
为提取DNA,团队在牙齿釉质与牙骨质交界处钻取样本,获得2.7毫克和8.9毫克牙本质粉末,并用牙科钻头轻刮一根牙根外层,额外获得12个子样本,单个重量在4.5毫克至20.2毫克之间。
研究人员称,得益于该臼齿中DNA保存状况良好,他们成功重建了丹尼索瓦25号的高覆盖度核基因组,其质量可与此前测序的、距今约6.5万年的丹尼索瓦3号女性基因组相媲美。
早先对丹尼索瓦3号基因组的分析显示,丹尼索瓦人与尼安德特人构成姊妹群体,二者均为已灭绝的人类群体,其中尼安德特人主要生活在中、晚更新世的西欧亚地区。尽管此后又有多块遗骸被归入丹尼索瓦人,但直到此次研究之前,仅丹尼索瓦3号提供了高质量基因组数据。
阿尔泰地区存在多个丹尼索瓦人群
通过对丹尼索瓦25号与丹尼索瓦3号基因组的比较,研究团队发现,丹尼索瓦人并非一个在时间上稳定、单一的群体。相反,至少有两个遗传上不同的丹尼索瓦人群在不同时期占据阿尔泰地区,其中一个群体在数千年间取代了另一个。
分析还显示,较早期的丹尼索瓦25号个体携带的尼安德特人DNA比例高于晚期的丹尼索瓦3号个体。研究人员据此认为,丹尼索瓦人与尼安德特人之间的基因交流在阿尔泰地区反复发生,而非偶发事件。

团队进一步指出,新基因组证据显示,丹尼索瓦人自身还与一个更古老的“超级古人类”群体发生过基因混合。该群体在丹尼索瓦人、尼安德特人和现代人共同祖先分化之前就已从人类谱系中分支。
研究人员表示,第二份丹尼索瓦基因组的加入表明,阿尔泰地区丹尼索瓦人与尼安德特人之间存在多次基因交流,但这些混合群体最终被来自其他地区的丹尼索瓦人所取代。这一结果与“丹尼索瓦人分布范围广泛,而阿尔泰地区可能位于其地理分布边缘”的观点相符。
现代人群中丹尼索瓦成分的来源
丹尼索瓦25号基因组也被用于探讨现代人群中丹尼索瓦人遗传成分的来源。此前研究显示,大洋洲、南亚部分地区和东亚的现代人群均携带丹尼索瓦人DNA,但这些遗传片段并非来自同一来源。
通过比较数千个现代人基因组中的丹尼索瓦样遗传片段,研究团队识别出至少三种不同的丹尼索瓦来源。其中一类与晚期的丹尼索瓦3号基因组关系较近,为东亚及更远地区广泛分布的祖先基因作出贡献。
第二个更为分化的丹尼索瓦人群则独立向大洋洲和南亚的祖先人群贡献了DNA。研究人员指出,东亚人群中未见这种高度分化的丹尼索瓦成分,提示东亚祖先与大洋洲祖先进入亚洲的迁徙路径可能不同:东亚祖先或许主要自北方进入,而大洋洲祖先则较早经由南亚迁徙。

团队同时指出,尼安德特人样DNA片段在包括大洋洲人在内的所有现代人群中均有共享,这与一次主要的“非洲外迁”事件相一致;但丹尼索瓦人DNA的多次独立流入则指向多次进入亚洲的迁徙过程。
丹尼索瓦遗传变异与现代人表型
研究人员还利用两份丹尼索瓦基因组,系统筛查了可能影响现代人表型的丹尼索瓦来源遗传变异,尤其是在大洋洲和南亚人群中频率较高的片段。
团队表示,一些丹尼索瓦遗传变异可能在现代人群中经历了自然选择,频率有所升高。他们识别出数十个在当代人群中似乎受到丹尼索瓦基因渗入影响的基因组区域。
部分丹尼索瓦特有突变与颅骨形态、下颌突出和面部特征相关的基因有关,这与目前有限的丹尼索瓦人化石证据所显示的形态特征相符。研究还发现,一处调控变异位于FOXP2基因附近,该基因参与现代人类的大脑发育和语言相关功能。研究人员指出,这一发现为探讨丹尼索瓦人的认知能力提供了新的遗传线索,但强调相关推断不能替代直接的化石或考古证据。
在对现代人群数据的分析中,团队利用与现代人表型相关的等位基因,识别出16个与11个丹尼索瓦等位基因相关的表型,包括身高、血压、单核细胞计数以及胆固醇、血红蛋白和C反应蛋白水平等。他们还发现305个表达数量性状位点(QTL)和117个可变剪接QTL,这些位点影响现代人19种组织中的基因表达,其中在甲状腺、胫动脉、睾丸和肌肉等组织中的效应尤为显著。
研究人员表示,这些分子层面的效应可用于探索化石记录中难以保存的表型特征,为进一步研究丹尼索瓦人的生物学特征、适应性及疾病易感性提供了基础,其中部分特征可能通过古代基因混合保留在现代人群中。
相关研究论文预印本已于2025年10月20日发表于bioRxiv平台,题为《来自20万年前丹尼索瓦人的高覆盖度基因组》(High-coverage genome from a 200,000-year-old Denisovan),作者为Stéphane Peyrégne等,DOI为10.1101/2025.10.20.683404。
