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孫雪峰、李輝論文中提供的福巖洞兩顆牙齒圖片

撰文 | 王一葦

責(zé)編 | 陳曉雪

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2015年10月，中國科學(xué)院古脊椎動物與古人類研究所劉武等人一項針對中國南方一洞穴的研究，提出具有完全現(xiàn)代形態(tài)的人類到達華南的時間大約在8萬年到12萬年前。該研究在學(xué)術(shù)界引發(fā)熱議，這一時間比在歐洲和西亞發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)代人類要早3萬～7萬年，意味著在中國南方的現(xiàn)代人類可能是目前東亞最古老的現(xiàn)代人。

到了2021年2月，南京大學(xué)孫雪峰、復(fù)旦大學(xué)李輝等在《美國國家科學(xué)院院刊》（PNAS ）發(fā)表論文稱，經(jīng)過對中國南方五個洞穴的考察，他們認(rèn)為現(xiàn)代人類到達中國南方的時間不早于5萬年前，其主要依據(jù)是古人類牙齒化石的年份測定結(jié)果和古DNA分析。[1]

2021年2月，南京大學(xué)孫雪峰、復(fù)旦大學(xué)李輝等在《美國國家科學(xué)院院刊》（PNAS）發(fā)表論文，認(rèn)為現(xiàn)代人類到達中國南方的時間不早于5萬年前。

然而，孫雪峰、李輝等人的這項研究日前遭遇質(zhì)疑。

美國東部時間5月24日，PNAS刊登了兩封來信，其中一封來自劉武、吳秀杰團隊，提出孫李等人研究中的關(guān)鍵牙齒化石之一并非人牙，而是鹿的牙齒。此外，質(zhì)疑信指出，研究過程中樣品的采集和處理也有諸多不清晰、不嚴(yán)謹(jǐn)之處。[2]

“他（找到）的 ‘人牙’，嚴(yán)格意義上是一個小型食草類動物的牙齒?！边@封信的作者之一、中國科學(xué)院古脊椎動物與古人類研究所研究員、道縣福巖洞研究團隊負(fù)責(zé)人劉武說，“這是極其嚴(yán)重的硬傷了?！?/span>

另一封信來自英國和德國學(xué)者，質(zhì)疑孫、李團隊在化石樣本碳14測年的方式上可能存在問題，會導(dǎo)致測年數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，可能低于化石的實際年齡。[3]

同日，PNAS 也刊登了孫、李團隊的回應(yīng)，稱對于上述關(guān)鍵牙齒的形態(tài)學(xué)質(zhì)疑不成立，該牙齒確為人牙，而測年結(jié)果即使有誤差也不影響最終結(jié)論，因而論文結(jié)論沒有問題。[4]

另外，也有專家認(rèn)為，牙齒和測年都不是問題的核心，關(guān)鍵的是牙齒樣品與之前研究的樣本是否屬于同一批。而且，在實際考古工作中，出于各種原因，在同一位置也有可能挖掘出年代相距甚遠的樣本。

就此，《知識分子》訪談孫雪峰、李輝團隊和上述質(zhì)疑信作者，并聯(lián)系第三方專家，嘗試?yán)迩鍫幷摫澈蟮暮诵膯栴}。

美國東部時間2月8日，PNAS 刊發(fā)南京大學(xué)地理與海洋科學(xué)學(xué)院副教授孫雪峰、復(fù)旦大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院教授李輝等合著的論文《古DNA和多種測年方式證實現(xiàn)代人晚到達中國南方》[1]。二人帶領(lǐng)的研究團隊經(jīng)過多年對湖南福巖洞、湖北楊家坡洞、黃龍洞和三游洞以及廣西陸那洞等五個南方洞穴的考察，用碳14測年和DNA提取等手段分析八顆來自楊家坡洞的人類牙齒和兩顆來自福巖洞的牙齒，判斷其年齡均不超過1.56萬年，遠小于其周圍地層環(huán)境的形成年份。

孫雪峰、李輝論文中洞穴地點地圖。圖源：參考文獻[1]

通過這兩個洞穴的人類化石證據(jù)和五個洞穴的動物化石和地層分析，研究人員提出，現(xiàn)代人類到達華南的時間應(yīng)不早于5萬年前，而不是一些研究估計的7-12萬年。他們認(rèn)為，比起之前的研究用洞穴流石（flowstone，指薄層水流或水滴在巖石上的沉淀層）的年代來判斷現(xiàn)代人類存在的年代，他們對人類化石的直接分析更為準(zhǔn)確。

李輝在接受媒體采訪時稱，這表明此前對解剖意義上的現(xiàn)代人到達華南的時間估計錯誤，實際上現(xiàn)代人類到達華南的時間較晚，因此其祖先更可能是來源于非洲，而非如一些假說提出，存在多地起源的可能性。“阻礙非洲起源說的 ‘最后一顆釘子’ 被拔掉了?！?李輝表示。[5]

然而，孫李等人的研究發(fā)表不久，中國科學(xué)院古脊椎動物與古人類研究所劉武、吳秀杰團隊即提出質(zhì)疑，并于2月13日向PNAS 提交質(zhì)疑信。

經(jīng)過3個多月的審議，美國東部時間2021年5月24日，該信在PNAS 發(fā)表，題為《（中國）福巖洞新 ‘人類牙齒’ 的錯誤歸類和不可靠背景信息》。信中指出，孫李等人原論文存在至少一處硬傷和多處不清晰、不準(zhǔn)確的地方。

美國東部時間5月24日，PNAS發(fā)表了劉武、吳秀杰團隊對2月PNAS論文中一些結(jié)論的質(zhì)疑。

劉武、吳秀杰團隊是最早發(fā)現(xiàn)和發(fā)掘福巖洞的團隊。2015年，劉武、吳秀杰團隊曾在《自然》發(fā)表針對湖南福巖洞的研究，推斷現(xiàn)代人類到達該洞穴時間在8-12萬年前，并據(jù)此提出現(xiàn)代人8-12萬年前在東亞大陸已經(jīng)出現(xiàn) [6]。自2010年10月發(fā)現(xiàn)該洞穴后，他們連續(xù)3年開展考古作業(yè)，并在2015年6月結(jié)束考察。他們此次的質(zhì)疑，也圍繞孫、李團隊在福巖洞的工作展開。

劉吳團隊的質(zhì)疑信首先提出，孫李研究中福巖洞牙齒的來源模糊。據(jù)孫雪峰等在論文中的描述，其年代樣品采集地點和層位采用的是2015年劉武、吳秀杰團隊在《自然》發(fā)表的論文對福巖洞洞穴內(nèi)部發(fā)掘區(qū)域及堆積地層的劃分。但劉武認(rèn)為，文章提供的采樣地點位置不夠具體，很難判定采樣位置與他們2015年研究中采樣地點的匹配關(guān)系。

對此，孫李團隊在信中回應(yīng)，他們的樣品來自2011-2013年（劉吳團隊）挖掘的同一斷面地層，并已經(jīng)在論文中標(biāo)示出了具體地點。

孫雪峰、李輝論文附件中關(guān)于福巖洞樣品位置的標(biāo)示。圖源：參考文獻[1]

劉武表示，之所以有此質(zhì)疑，是因為孫李論文的作者中沒有任何一人參加過2010-2013年福巖洞的發(fā)掘工作，也沒有咨詢過他們團隊的成員。洞穴內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，僅憑2015年論文里的描述是否能準(zhǔn)確找到相同位置進行挖掘，他表示懷疑。

一位不愿具名的第三方專家向《知識分子》表示，牙齒樣品本身的可靠性是關(guān)鍵：原始的位置到底在哪里，是否和2015年劉武、吳秀杰團隊挖掘的樣品屬于同一批。過往經(jīng)驗顯示，即使在同一個地層中挖掘出的樣品，也有可能不屬于同一個時代——如果兩者的樣品不屬于同一批次，那么用于比較并無意義。

緊接著，劉武、吳秀杰團隊在信中提出 “指鹿為人” 的質(zhì)疑：他們認(rèn)為，孫李等人宣稱在湖南福巖洞挖掘的兩顆人類牙齒中，一顆標(biāo)記為FY-HT-2的牙齒不是人牙，而是屬于一種食草動物。這一判斷基于孫等人論文中提供的牙齒照片的形態(tài)做出。

“第一眼看到照片，就覺得這顆牙好怪，” 中科院古脊椎所研究員吳秀杰說。吳秀杰長期在福巖洞做一線挖掘工作，2015年研究中的47顆人牙和大量動物牙齒大部分經(jīng)她手出土。吳秀杰判斷，編號FY-HT-2的這顆牙齒應(yīng)該是某種動物牙齒，理由是FY-HT-2的形態(tài)與一般人類牙齒很不一樣：人齒牙根一般較扁且直，齒冠的磨損主要在牙齒切緣和鄰接面，即上下牙咬合的平面與并排牙齒相接觸的平面，而這顆牙齒的牙根長且彎曲，齒冠的磨損主要在靠近舌側(cè)，有一個明顯的切面。

劉武、吳秀杰團隊將FY-HT-2與鹿類門齒、人類門齒比較，本圖由劉武、吳秀杰團隊提供

為確認(rèn)這一分析，劉武、吳秀杰團隊找到同所的哺乳動物系統(tǒng)演化專家董為。董為判斷，這顆牙齒像是一顆鹿類的下頜側(cè)門齒。

董為向《知識分子》解釋說，牛、鹿等反芻動物上門齒退化消失，只剩牙齦的厚皮膚墊和下門齒摩擦。切割植物葉子時，下門齒就像一個切菜菜板，和人類的門齒功能接近，形態(tài)也比較類似，“容易誤判?！?他認(rèn)為，F(xiàn)Y-HT-2的磨損面，更像是一顆小型哺乳動物的下頜側(cè)門齒，尤其是鹿的下頜側(cè)門齒，但他仍謹(jǐn)慎表示，“具體要鑒定是哪種類型，需要拿標(biāo)本來判斷?！?董為不是5月25日發(fā)表在PNAS 的質(zhì)疑信的作者。

劉武說，孫李等人的論文中缺少對該牙齒的形態(tài)學(xué)描述，這也使得他們對研究的嚴(yán)謹(jǐn)性更加懷疑。考古學(xué)論文一般需標(biāo)示牙齒樣本具體是口腔中哪個位置的牙齒等形態(tài)學(xué)信息。同時，論文在重點標(biāo)本上編號混亂，同時使用了FY-2HT，F(xiàn)Y-HT2、FY-HT-2、FY2等不同縮寫方式指代同一顆牙齒，“缺乏最基本的化石形態(tài)研究規(guī)范。”

對此，PNAS論文通訊作者之一、復(fù)旦大學(xué)教授李輝向《知識分子》表示，這顆牙齒是人牙的判斷，是通過提取牙齒根部的DNA測序做出的， “為什么照片看上去有點奇怪，我們不知道?！?/span>

而論文的第二作者、復(fù)旦大學(xué)科技考古研究院副研究員文少卿告訴《知識分子》，團隊中另一位通訊作者、澳大利亞新南威爾士大學(xué)副教授達倫·庫爾瑙（Darren Curnoe）負(fù)責(zé)鑒定牙齒類別。他曾在訪問中國期間鑒定過這顆牙齒的實物，并確認(rèn)是人牙。

5月24日，孫雪峰、李輝等人對于質(zhì)疑進行了回應(yīng)。

庫爾瑙于2月25日回復(fù)《知識分子》郵件稱尚未看到評論信件不便回復(fù)，之后再次回復(fù)稱以刊登在PNAS 的回應(yīng)為準(zhǔn)。這封于5月25日發(fā)表的回應(yīng)信稱，由于 “FY-HT-2所有的舌側(cè)和大部分咬合面及近中面表層的釉質(zhì)缺損，重構(gòu) ‘類似鹿的’ 磨損與牙齒的實際保存狀況并無可比之處。” 信中認(rèn)為，將該牙齒與多個鹿牙圖片比較是一種 “驗證性偏見”，而實際牙齒更接近于全新世（recent）人類牙齒，符合論文中DNA檢測的結(jié)果。

論文作者發(fā)表在PNAS 的回應(yīng)，比較了FY-HT-2（i）與敦煌佛爺廟灣-新店臺墓群出土人牙化石(ii)及鹿牙化石（iii）| 圖源：參考文獻[4]

那么，僅僅從照片本身是否能判斷出是否人牙？《知識分子》詢問了英國倫敦大學(xué)學(xué)院考古研究所的研究員卡洛琳·蘭多（Carolyn Rando）。蘭多是人類遺骸鑒定的專家，未參與雙方的研究。她認(rèn)為，一般而言，僅僅通過照片來辨別一顆牙齒是否人牙是比較困難的，通常直接觀察標(biāo)本會更容易。但由于FY-HT-2的照片比較清晰，她傾向于同意古脊椎動物與古人類研究所專家們的判斷，認(rèn)為這不是一顆人牙。

她說，這一結(jié)論來自于以下觀察：

首先，這顆牙齒齒冠的形態(tài)并不吻合任何人類牙齒的形態(tài)，無論是成人還是小孩的牙齒。它看起來最像人類的上頜側(cè)門齒（而非圖1中展示的門齒），但是它的齒冠太長太窄，與上頜側(cè)門齒的形態(tài)不吻合。此外，如果它是一顆上頜側(cè)門齒，根部也會更短。另外，“也可能有人把它誤認(rèn)為下頜側(cè)門齒，但牙齒的近中面形態(tài)也不吻合?！?/span>

第二點是舌側(cè)的牙齒磨損程度，F(xiàn)Y-HT-2顯然和人類牙齒不同，而更接近鹿牙的磨損情況。

“雖然我不能100%確定我是正確的，因為我手上沒有這顆牙齒的實物，但我覺得它并不太可能來自于人類?！碧m多說。

《知識分子》同時郵件咨詢了其他八位來自不同國家的研究人類牙齒化石和動物化石的專家。其中七位均認(rèn)為，從照片判斷，該牙齒非人類牙齒。其中一些專家認(rèn)為這顆牙齒比較像鹿類的下頜側(cè)門齒，這與董為的判斷類似。

唯一例外的是，德國慕尼黑古生物博物館哺乳動物化石負(fù)責(zé)人葛楚·羅瑟娜（Gertrud R?ssner）博士認(rèn)為，該牙齒具有類似人類門牙的相對對稱的牙冠，而不具有鹿類門齒不對稱的特點，而鹿類門齒旁的犬齒雖然對稱，但齒冠比較高，也不符合這顆牙的特點。因此它不是鹿類牙齒，而應(yīng)該是人類牙齒。

據(jù)《知識分子》看到的郵件，PNAS 此篇論文的審稿編輯、斯坦福大學(xué)生物人類學(xué)教授理查德·克萊恩（Richard Klein）于北京時間2月24日回復(fù)劉武、吳秀杰團隊，表示同意 “FY-HT-2不是人類牙齒”，承認(rèn)在審稿中有所失誤，并稱“無法理解為什么作者能從中提取出人類DNA?！?在3月回復(fù)《知識分子》時，克萊恩并未直接回應(yīng)FY-HT-2是否人牙的問題，但表示他作為編輯的職責(zé)是收集建議并提交給PNAS，而最終的發(fā)表決定由PNAS 的辦公室做出。

從樣本中提取出人類的線粒體DNA，是孫李團隊此次論文中另一項關(guān)鍵研究內(nèi)容。他們測出福巖洞兩顆牙齒的DNA序列屬于人類，并和楊家坡洞提取到的四個DNA序列一起，與53例不同地區(qū)現(xiàn)代人、10例解剖學(xué)意義上的現(xiàn)代人、10例尼安德特人、1例更新世中期古人類以及1例黑猩猩線粒體DNA序列對比，建立了系統(tǒng)演化樹，判斷這些古DNA位于現(xiàn)代歐亞人類譜系范圍，且與現(xiàn)代藏緬人群可能有遺傳上的聯(lián)系。

那么，如果形態(tài)學(xué)上仍有爭議，DNA結(jié)果可以用于判斷牙齒是否人牙嗎？

對此，雙方各執(zhí)一詞。孫李團隊對DNA結(jié)果非常有信心，認(rèn)為應(yīng)以DNA證據(jù)為準(zhǔn)；而劉武、吳秀杰團隊認(rèn)為牙齒遭到污染，DNA結(jié)果并不準(zhǔn)確。

文少卿告訴《知識分子》，提取福巖洞兩顆牙齒DNA的工作在2019年左右進行。論文第一作者孫雪峰將FY-HT-2牙齒根部的一小節(jié)交給他，而他按標(biāo)準(zhǔn)流程實驗提取DNA?！八麄兊腸omments（評論）說我們可能有問題，我們又重新check（檢查）了所有的過程，”他說，“整個我們都看過，沒有問題?！?/span>

由于認(rèn)定形態(tài)學(xué)上該牙齒不屬于人牙，劉武、吳秀杰團隊對此結(jié)論并不信服。吳秀杰認(rèn)為，樣品中提取的DNA有可能是外源性的人類DNA或細菌DNA?！白畲罂赡苁俏廴緦?dǎo)致的。”

古DNA檢測非常困難，污染也很常見，這也意味著研究者們需要格外小心。1990年代到本世紀(jì)初期，許多古DNA領(lǐng)域的初步結(jié)果，例如對恐龍DNA的檢測，后來證實只是污染。德國馬克斯·普朗克演化人類學(xué)研究所的演化遺傳學(xué)家斯萬特·帕博（Svante Paabo）曾有分析，幾乎在每個動物化石中都能檢測到人類的線粒體DNA [7]。

文少卿說，判斷是否污染，目前的國際標(biāo)準(zhǔn)主要看兩條。首先，DNA序列是否和人的序列一致；第二，DNA末端是否有損傷。如果有外源的人類DNA污染，那么測出的DNA末端是沒有損傷的。而他們得到的序列與人的DNA序列高度一致，同時測出的DNA有高比例的末端損傷，這是古DNA的特點，排除了現(xiàn)代人DNA的污染。

“我們做了污染的評估，發(fā)現(xiàn)是一致的，而且污染率只有0.44%，非常低?！彼f，樣品經(jīng)過次氯酸鈉處理、紫外線尋找等一系列過程，不太可能測到附著的DNA。團隊5月發(fā)在PNAS 的回應(yīng)中也表達了相同意思，并提供了基因片段分析的相關(guān)圖表。

在針對劉武等人質(zhì)疑文章的回應(yīng)中，孫雪峰等人展示了三幅圖，用以支持古DNA的真實性。（1）線粒體基因組的覆蓋度；（2）線粒體全基因組范圍內(nèi)測序數(shù)據(jù)內(nèi)部的重合度；（3）測序片段范圍內(nèi)堿基的替換頻率。

孫、李5月發(fā)表在PNAS上的回應(yīng)中所附的三幅圖

一位不愿具名的古DNA數(shù)據(jù)分析一線研究者向《知識分子》表示，前兩幅圖并不能作為回答古DNA是否真實的依據(jù)。而第三幅圖，替換的頻率只在5‘第一個或者3’最后一個堿基發(fā)生了變化。這個模式很可能是DNA建庫過程中造成的損傷，與真實的古DNA損傷模式并不符合。由于第三幅圖的標(biāo)注缺失，很難判斷，具體的堿基替換。而常見的古DNA損傷模式，應(yīng)該是5’端 C>T 替換頻率逐漸升高，而3’端G>A 替換逐漸升高。其次，古DNA由于年代久遠，往往已經(jīng)降解成短片段，因此如果作者能夠展示提取DNA片段的長度，也有助于判斷古DNA的真實性。

“我只能說，不convincing（具備說服力）?！?這位要求匿名的研究者說，論文作者如果正面回應(yīng)爭議，就應(yīng)該提供詳細數(shù)據(jù)，展示DNA損傷的量和分布圖。

對此，文少卿回應(yīng)稱，他對DNA分析的準(zhǔn)確性有信心。之所以第三幅圖呈現(xiàn)這樣的結(jié)果，是因為他在處理過程中采取了一種稱為half-UDG的技術(shù)手段。在分析福巖洞兩顆牙齒的DNA時，還未得到團隊內(nèi)測年專家提供的牙齒碳14測年結(jié)果，他預(yù)設(shè)這兩顆牙齒很古老?！爱?dāng)時孫雪峰給我們樣本的時候，說這個樣本用傳統(tǒng)方法一定是8萬年以上的?！睘榈玫礁逦腄NA片段，他采用的處理方法截去了大部分損壞的DNA末端，僅留下一部分。

文少卿說，他們的數(shù)據(jù)公布符合一般學(xué)術(shù)意義的公布標(biāo)準(zhǔn)，古DNA的序列已于論文發(fā)布時在全球基因數(shù)據(jù)庫GenBank上提交 [8]，但福巖洞的數(shù)據(jù)于今年4月才審核通過。另外他們會考慮 “把最原始的數(shù)據(jù)公開”，目前正在整理中。

《知識分子》看到，孫李2月份發(fā)表的論文在結(jié)尾處提供了楊家坡洞和福巖洞DNA數(shù)據(jù)在GenBank上的序列號 [9]。而GenBank上福巖洞兩個牙齒樣本DNA的發(fā)布時間為2021年4月18日。

對于論文中提到的福巖洞另一顆人牙DNA，劉武、吳秀杰團隊也有質(zhì)疑。

孫雪峰和李輝等人的論文描述了從上述兩顆福巖洞牙齒中提取DNA的過程，“在移除表面物質(zhì)后，用琢美（Dremel，一種工具的品牌）工具和一次性鉆頭鉆取每顆牙齒的根部（the root of each tooth），獲取約30mg骨粉樣本?！?/span>

劉武稱，從圖片來看，這顆編號為 FY-HT-1的牙齒沒有齒根，他無法理解李輝等如何鉆孔并獲得骨粉。

孫雪峰、李輝論文中展示的FY-HT-1圖片的四個側(cè)面。圖源：參考文獻[1]

負(fù)責(zé)DNA取樣的文少卿向《知識分子》解釋說，這顆牙雖然沒有根部，但有牙根殘留，他們把牙根上殘留的本質(zhì)用牙科鉆一點一點鉆出粉來。

《知識分子》咨詢的相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜医忉專例X的齒根、牙髓和臨近的身體部位含有DNA，埋藏降解后，其殘留有機成分可能存在附近的土壤、牙齒表面或齒冠內(nèi)，最新的DNA技術(shù)已經(jīng)能從土壤中發(fā)現(xiàn)這樣的DNA，理論上化石本體更可能檢測出。

牙齒解剖圖。Human tooth diagram-en.svg from Wikimedia Commons by K. D. Schroeder, CC-BY-SA 4.0

孫雪峰、李輝等人論文結(jié)論的主要依據(jù)，是所有五個洞穴中，測得的地層年齡均遠高于動物和人類化石年齡。其中，牙齒化石的年份測定依靠的是碳14測年法，例如福巖洞的兩顆牙齒FY-HT-1和FY-HT-2測得的年份分別為2000多年前和9000多年前，遠低于洞穴內(nèi)的8-12萬年的地層年齡。他們認(rèn)為，即使其測定的牙齒真為鹿牙，理論上并不影響碳14測年的結(jié)果和最終的結(jié)論。

但有同行對碳14測年的準(zhǔn)確性也提出了質(zhì)疑。

在PNAS 上與劉武等人的來信一起刊登的，還有孫雪峰等人論文早期版本的審稿人托馬斯·海姆（Thomas Higham）的質(zhì)疑，他對孫雪峰等人論文中的測年方法和結(jié)果存疑。2018年，孫雪峰等的論文曾提交《科學(xué)》（Science）雜志審稿，但遭拒稿，牛津大學(xué)考古學(xué)與藝術(shù)史研究實驗室教授、碳14測年專家海姆是當(dāng)時的審稿人之一。

對于論文最初被拒，孫雪峰向《知識分子》解釋說，當(dāng)時論文只研究了湖南的兩個洞穴，拒稿原因是審稿人認(rèn)為代表性不夠，因此他們繼續(xù)做了福巖洞等其他三個洞穴的研究。

今年3月，海姆郵件回復(fù)《知識分子》稱，他拒稿的原因有兩點，其一，一般而言，作者應(yīng)該在論文中詳細描述碳14測年的實際方法，但這篇論文中對方法的描述信息不足，導(dǎo)致他 “擔(dān)心結(jié)果的可靠性”；其二，測年樣本中，有超過90%以上的樣本中膠原蛋白（collagen）的含量非常低，而這意味著樣本污染的可能性很大。

“膠原蛋白的水平低到我認(rèn)為他們測的并不是膠原蛋白里的碳元素，而是洞穴泥土或沉積物里的碳，” 他寫道，“因此我非常、非常懷疑結(jié)果?！?/span>

孫雪峰等人的新論文在PNAS 發(fā)表后，海姆仍然認(rèn)為測年數(shù)據(jù)有問題，并向PNAS 遞交了評論信。

在這一評論中，海姆和德國馬克斯·普朗克人類歷史科學(xué)研究所卡特琳娜·多卡（Katerina Douka）博士指出，論文中提取膠原蛋白的方式?jīng)]有清洗基底或用超濾法去除腐殖質(zhì)，很可能導(dǎo)致污染，使碳14測定結(jié)果不準(zhǔn)確。

對此，孫李團隊在回應(yīng)信中指出，由于樣本太小，他們確實沒有采用清潔更徹底的分子超濾法，但 “我們的結(jié)果顯示我們的方法測出了正確的年齡。” 他們表示，實驗中三種測年方式：膠原蛋白、碳酸鈣和總有機碳（TOC）測年的結(jié)果區(qū)別不大，因此意味著污染程度不高。此外，盡管碳14測年有誤差，但誤差不會大到 “將8萬年以上的樣本誤判為全新世的?！?/span>

碳14測年法又稱放射性碳測年法，是利用放射性碳的衰變程度來推測樣品大致年代的一種測量方法。生物樣品中的膠原蛋白（collagen）含碳，提取膠原蛋白做碳14測年得到的結(jié)果可以代表生物樣品的年齡。這種測定方式較為準(zhǔn)確，在國際上通用，但實驗過程中膠原蛋白的純度非常重要，因為外來的含碳物質(zhì)可能影響測年的準(zhǔn)確性。

測定一個樣品的碳14年代，需要通過水解、純化、冷凍、干燥等步驟提取出純凈的膠原蛋白，這個過程會排除一些污染物。一般國際上公認(rèn)的純凈膠原蛋白的碳氮比在2.9和3.5之間。[10] 這一測年標(biāo)準(zhǔn)由牛津大學(xué)碳14實驗室經(jīng)大量測試后提出。由于組成蛋白的氨基酸中氮含量較多，如果樣本氮含量低于0.76%，碳氮比超出2.9-3.5的范圍，就表示膠原蛋白有流失。這種情況下，測年的結(jié)果會有誤差。

根據(jù)孫、李論文的附件，27個利用膠原蛋白做測年的化石樣本中，僅有陸那洞的一個樣本測了碳氮比，且碳氮比數(shù)據(jù)（67.1）遠高于2.9-3.5的常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)。

論文中樣本的膠原蛋白測年大部分沒有碳氮比數(shù)據(jù)，這給測年的準(zhǔn)確性打上了問號。海姆和多卡表示，保存完好的膠原蛋白樣本的碳氮比應(yīng)該在2.9到3.5之間，且碳和氮的占比區(qū)間分別是約40%-45%和11%-16%，而孫、李等人論文的樣本數(shù)據(jù)“在這個范圍之外”，其中氮的占比全部低于1%，碳的占比也很低，碳氮比則遠超合理范圍。

“這說明膠原蛋白或全碳中的膠原蛋白比例幾乎接近于零，而測年數(shù)據(jù)可能完全來自外源碳?！?海姆和多卡在發(fā)給PNAS 的評論中寫道。

孫李團隊中負(fù)責(zé)碳14測年的臺灣大學(xué)教授李紅春3月回復(fù)《知識分子》問詢時表示，大部分樣本中測得的膠原蛋白含量之所以少，是因為他們優(yōu)先用樣品做了碳14測年，剩下的才做碳氮含量的檢測。

“我們的每個樣品都不到1克，而新鮮骨頭含骨膠原通常也只有1%左右。因此，提出來的骨膠原必須先滿足碳14定年，有剩余的才可能拿去測氮、碳含量和穩(wěn)定同位素。所以只有那一個樣品（LND-C-4-1）提取的骨膠原才有剩余做碳和氮含量。” 李紅春說。

但北京大學(xué)考古文博學(xué)院副院長吳小紅告訴《知識分子》，測定碳氮含量是提取膠原蛋白后的標(biāo)準(zhǔn)步驟，是確定膠原蛋白是否保存完好、能否用于測年的關(guān)鍵。她認(rèn)為，這起碼說明上述實驗過程并不規(guī)范。

吳小紅是碳14測年的專家，她也參與了劉武、吳秀杰團隊2015年論文中的碳14測年工作。她說，孫、李等人論文中樣本的碳氮比很大，意味著樣本可能受到污染。

李紅春則認(rèn)為，即使樣品的碳14測年結(jié)果有誤差，誤差程度也不足以影響論文的整體結(jié)果。

“所謂碳14年齡不可靠是一個程度問題，” 他舉例，如果一個樣品的真實年齡是5000年的話，測量出碳14年齡只有3000年，可以說它不可靠?！暗俏覀円C明的是這些骨化石是不是8萬年前的，這和上述的‘不可靠’是不同數(shù)量級的問題?！?/span>

“地下水的活動會帶進去一些有機質(zhì)，影響碳14年齡。但我們從沒有說這些碳14年齡就是樣品的真實年齡，只是說它們受污染的影響不一定是讓樣品從8萬年變到幾千年。至少這個懷疑是合理的?！?李紅春說。

除了膠原蛋白測年，論文中將總有機碳（TOC）測定數(shù)據(jù)作為樣品年代的做法也遭到質(zhì)疑。

根據(jù)孫雪峰等人論文的附件數(shù)據(jù)，五個洞穴中92個碳14數(shù)據(jù)中，僅27個采用膠原蛋白測年，其余均采用了總有機碳（TOC）方法。

海姆和多卡認(rèn)為，論文中采用TOC測定方式時的預(yù)處理方法 “在過去20年間已被證明會嚴(yán)重低估舊石器時代材料的放射性碳年齡，而且在膠原蛋白含量低的樣本中這個問題更為嚴(yán)重。”

對于TOC測年不可靠的質(zhì)疑，李紅春回應(yīng)，同時做了膠原蛋白和TOC的碳14測年的樣本中，測得的年齡比較接近。如福巖洞的一顆動物牙齒FY3-5，膠原蛋白測得來自9160-9390年前，而TOC測得來自9200-9430年前?！罢f明TOC雖然有污染，但并不嚴(yán)重?！?/span>

但吳小紅表示，樣品中也存在膠原蛋白和TOC測年結(jié)果相差較大的情況，如陸那洞的動物骨頭LND-C-8-3，膠原蛋白的結(jié)果是23794年上下，而TOC結(jié)果僅為9958年上下。該論文中，有12個樣品同時測定了膠原蛋白和TOC，只有兩個樣品的結(jié)果誤差較小（FY3-1和FY3-5）。

吳小紅說，用TOC測定遺址出土骨質(zhì)樣品的年代得到的結(jié)果并不準(zhǔn)確?！白隹脊艠悠返娜舜蟾琵R不會用TOC來測定年代，因為TOC是全碳，它代表這個樣品的各類組分都在里頭，不能完全排除環(huán)境污染物引入的碳。” 

但李紅春補充，除了上述測年方法，還有其他方法佐證。他們在牙齒和骨頭剖面中也采到了碳屑，這些樣品測得的年齡也都小于4萬年，有的只有幾千年。

“原則上，只要是文化層（注：人類活動遺留下的堆積層）中哪怕是有一個小于5萬年的碳14年齡，那么用鈣板的鈾系測年（注：一種測定地層年齡的方式）來代表文化層年齡就需要受到質(zhì)疑，” 他說，“除非你斷定碳屑是后期帶進去的，而化石是原生的?！?/span>

另外，他提出，論文還用了DNA葉端定年（tip dating）的方式測定三顆人牙的年份，得出結(jié)論與碳14測年結(jié)論相近。2月在PNAS 發(fā)表的這篇論文顯示，福巖洞兩顆牙齒的葉端定年結(jié)果分別為3709年和11977年，接近碳14測得的2500年左右和9300年左右；楊家坡洞的一顆人牙葉端定年結(jié)果為7561年，而碳14測年結(jié)果為3310年。

“（根據(jù)）這個定年結(jié)果，我無法支持這些遺址的AMH（解剖學(xué)意義上的現(xiàn)代人類）在8萬年前存在的結(jié)論，”李紅春說。

今天，我們對人類遺骸的年份測定手段仍然有限。碳14測年法利用碳元素的半衰期來測定動物遺骸年代，能精準(zhǔn)測定骨頭和牙齒的年齡，誤差在幾十年內(nèi)，但有大約4-5萬年的測定上限。

目前發(fā)現(xiàn)最早的早期現(xiàn)代人化石，距今19.8萬年的埃塞俄比亞Omo人類頭骨化石，是通過測定化石附近的火山巖年齡來判斷的。[11]

由于地層的沉積通常是按時間順序發(fā)生的，地層越淺，其沉積年份就越年輕?？脊艑W(xué)家一般認(rèn)為測定人類遺骸上層的地層年齡，就能判斷遺骸至少在這一時間之前就存在。在劉武、吳秀杰團隊的工作中，他們通過測定遺骸上層的地層年齡，判斷挖掘出的人類化石早于8萬年前，并通過測定遺骸周邊的破碎堆積物，判斷上限年份為12萬年。

而孫雪峰、李輝論文提出的主要觀點是，洞穴早期地層中的現(xiàn)代人遺骸是地層重新填充造成的結(jié)構(gòu)。根據(jù)同洞穴中發(fā)現(xiàn)人類遺骸的碳14測年和DNA證據(jù)，他們判斷這些人類遺骸比其上沉積的地層更年輕，并提出假說，福巖洞和類似南方洞穴的 “沉積歷史可能更復(fù)雜”，有可能是最上層的沉積層形成后，下層中空，水流將人類和動物遺骸沖刷到洞穴中沉積下來。因此，最上層的沉積物可能比下層更古老。

孫雪峰、李輝論文中的假說圖示 | 圖源：參考文獻[1]

“我們用新的挖掘和分析來證明了這種現(xiàn)象的普遍性，而不是討論個案。并不期望有機會直接分析福巖洞原有挖掘過程和材料。所以是不是他們同樣的樣品，對論文結(jié)論沒有影響?！?李輝稱，劉武、吳秀杰團隊的質(zhì)疑 “細節(jié)很有意思，但是與論文的主題是略有偏離的?！?/span>

他同時稱，希望看到劉武、吳秀杰團隊公布現(xiàn)代人牙齒樣品的DNA數(shù)據(jù)和直接測年數(shù)據(jù)。“這將是尤為有意義的工作！” 他說，“只有這樣，這個討論才能取得有益的進展?！?其團隊的回復(fù)信中也表達了類似觀點，認(rèn)為只有通過直接的人類化石碳14測年和DNA分析才能得到準(zhǔn)確結(jié)果。

劉武告訴《知識分子》，他們從福巖洞挖掘得到的47顆牙齒有一顆作了DNA提取，但并未得到有效結(jié)果。此外，在2015年的論文中，他們做了三個動物化石和一顆人牙的碳14測年，但只得到其中一個動物化石早于43,000年的結(jié)論——這意味著該動物化石可能超出了碳14測年的范圍，可能更古老。

而之所以沒有進一步做DNA分析，是因為這類實驗?zāi)壳皩悠肥瞧茐男缘??！?/span>（樣品）很珍貴，” 劉武說，“像我們做專業(yè)工作，一代一代尋找，極其艱難地發(fā)現(xiàn)了一點人類化石，是舍不得破壞的。幾十年上百年留著，慢慢研究，隨著方法進步，能提取更多的信息。因此道縣的牙拿了一顆做，沒有成功，我們就不舍得再破壞了。”

而對于李輝團隊 “假覆蓋” 的假說，在劉武、吳秀杰團隊中主要負(fù)責(zé)地層研究和測年工作的西安交通大學(xué)教授蔡演軍向《知識分子》表示，洞穴的堆積存在李輝說的可能性，下層是再堆積形成的，但他們認(rèn)為這種可能性很小。在2015年的論文中，他們也考慮到了這一點。論文指出，福巖洞人和動物化石分布之廣泛，“使得第二層的再沉積不太可能。”

“我們沒有說100%，一定沒有，是說很不可能（論文原文為highly unlikely）發(fā)生再堆積，”他說，“把出土化石的位置放在發(fā)掘平面上去的話，化石的分布面積是很廣的，再堆積的話，不可能把這么大面積全部給充實了?！?/span>

在多次對福巖洞的勘探中，蔡演軍觀察和分析得到了三項主要證據(jù)，得出地層按時間順序沉積的結(jié)論：其一，地層從下至上分布著礫石、碎屑堆積和一層更細的沙石，是一個非常清楚的河流沉積序列，而之后洞穴內(nèi)水滴下來，在地面結(jié)晶形成含有碳酸鹽的蓋板，覆蓋原來的地層；其二，動物化石的碳14測年結(jié)果達到北京大學(xué)碳14測年的極限，證明化石很老；其三，動物化石的組合有一些絕滅種是存在于相對古老的年代的，超出三到五萬年前的范圍。

“這是我在洞穴發(fā)現(xiàn)里面遇到最好的一個序列，” 蔡演軍說。因此，他通過對蓋板的年代測定來確定人類牙齒埋藏的最晚時間。

但蓋板測定并非易事，需要找到含有純凈碳酸鹽的結(jié)晶。蔡演軍也是通過幾次勘察才找到一顆小石筍，測出其年齡為8萬年。這顆小石筍的下方?jīng)]有人類遺骸，但有一些同層的動物遺骸。

蔡演軍說，現(xiàn)在仍沒有能夠非常準(zhǔn)確測定古老人類化石年份的工具或技術(shù)方法。盡管目前的證據(jù)還不能完全否定其他可能性，但根據(jù)現(xiàn)有的地層分析、化石分布和動物群組成證據(jù)，他認(rèn)為福巖洞的沉積是由老到新的時序沉積的。

“這是一個開放的問題，我們不會完全去否定它，” 他說，“但根據(jù)我當(dāng)時的判斷，我認(rèn)為他80-90%的可能性是不會（發(fā)生再堆積）的。（也許）有新的證據(jù)或者是其他年代測定比我這個更好，但是我認(rèn)為目前還是沒有的?！?/span>

劉武說，他們的工作是 “在現(xiàn)有的證據(jù)上的初步認(rèn)識”。

“其實我們做科學(xué)研究，根據(jù)現(xiàn)有的證據(jù)，只能說提出一些假說或者看法，不管誰提出的假說看法，是否和歷史真實一樣，這誰也不知道，” 他說，我們也不敢夸口說我們的科學(xué)研究就是歷史真實，但是我們根據(jù)現(xiàn)有的證據(jù)、科學(xué)技術(shù)手段、研究方法和材料，只能得出這個結(jié)論?！?/span>

他說，如果今后出現(xiàn)新的證據(jù)、新的研究方法，就會再調(diào)整?！拔覀冞@工作是永遠做不完的?！?/span>

多位業(yè)內(nèi)人士向《知識分子》表示，在這次的學(xué)術(shù)討論中，首先需要厘清的問題仍是樣本本身的可靠性，包括采集信息的準(zhǔn)確。在確認(rèn)基本事實之上，討論碳14測年、DNA分析的準(zhǔn)確性才有意義。

科學(xué)研究是一個循序漸進的過程，在還未發(fā)展出更精確的技術(shù)時，通過多種現(xiàn)有技術(shù)手段得出的結(jié)論值得反復(fù)推敲、討論。而討論的根基，是研究過程中對每個細節(jié)嚴(yán)謹(jǐn)性和真實性的追求。

科學(xué)的探討總是有益的，而真理越辯越明。