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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(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所劉武等人一項(xiàng)針對(duì)中國(guó)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(dá)華南的時(shí)間大約在8萬(wàn)年到12萬(wàn)年前。該研究在學(xué)術(shù)界引發(fā)熱議，這一時(shí)間比在歐洲和西亞發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)代人類要早3萬(wàn)～7萬(wàn)年，意味著在中國(guó)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(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》（PNAS ）發(fā)表論文稱，經(jīng)過(guò)對(duì)中國(guó)南方五個(gè)洞穴的考察，他們認(rèn)為現(xiàn)代人類到達(dá)中國(guó)南方的時(shí)間不早于5萬(wàn)年前，其主要依據(jù)是古人類牙齒化石的年份測(cè)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(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》（PNAS）發(fā)表論文，認(rèn)為現(xiàn)代人類到達(dá)中國(guó)南方的時(shí)間不早于5萬(wàn)年前。

然而，孫雪峰、李輝等人的這項(xiàng)研究日前遭遇質(zhì)疑。

美國(guó)東部時(shí)間5月24日，PNAS刊登了兩封來(lái)信，其中一封來(lái)自劉武、吳秀杰團(tuán)隊(duì)，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(guò)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(gè)小型食草類動(dòng)物的牙齒。”這封信的作者之一、中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所研究員、道縣福巖洞研究團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人劉武說(shuō)，“這是極其嚴(yán)重的硬傷了?！?/span>

另一封信來(lái)自英國(guó)和德國(guó)學(xué)者，質(zhì)疑孫、李團(tuán)隊(duì)在化石樣本碳14測(cè)年的方式上可能存在問(wèn)題，會(huì)導(dǎo)致測(cè)年數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，可能低于化石的實(shí)際年齡。[3]

同日，PNAS 也刊登了孫、李團(tuán)隊(duì)的回應(yīng)，稱對(duì)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(cè)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(méi)有問(wèn)題。[4]

另外，也有專家認(rèn)為，牙齒和測(cè)年都不是問(wèn)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(shí)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(yuǎn)的樣本。

就此，《知識(shí)分子》訪談孫雪峰、李輝團(tuán)隊(duì)和上述質(zhì)疑信作者，并聯(lián)系第三方專家，嘗試?yán)迩鍫?zhēng)論背后的核心問(wèn)題。

美國(guó)東部時(shí)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(cè)年方式證實(shí)現(xiàn)代人晚到達(dá)中國(guó)南方》[1]。二人帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)多年對(duì)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(gè)南方洞穴的考察，用碳14測(cè)年和DNA提取等手段分析八顆來(lái)自楊家坡洞的人類牙齒和兩顆來(lái)自福巖洞的牙齒，判斷其年齡均不超過(guò)1.56萬(wàn)年，遠(yuǎn)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(diǎn)地圖。圖源：參考文獻(xiàn)[1]

通過(guò)這兩個(gè)洞穴的人類化石證據(jù)和五個(gè)洞穴的動(dòng)物化石和地層分析，研究人員提出，現(xiàn)代人類到達(dá)華南的時(shí)間應(yīng)不早于5萬(wàn)年前，而不是一些研究估計(jì)的7-12萬(wàn)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(lái)判斷現(xiàn)代人類存在的年代，他們對(duì)人類化石的直接分析更為準(zhǔn)確。

李輝在接受媒體采訪時(shí)稱，這表明此前對(duì)解剖意義上的現(xiàn)代人到達(dá)華南的時(shí)間估計(jì)錯(cuò)誤，實(shí)際上現(xiàn)代人類到達(dá)華南的時(shí)間較晚，因此其祖先更可能是來(lái)源于非洲，而非如一些假說(shuō)提出，存在多地起源的可能性。“阻礙非洲起源說(shuō)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(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所劉武、吳秀杰團(tuán)隊(duì)即提出質(zhì)疑，并于2月13日向PNAS 提交質(zhì)疑信。

經(jīng)過(guò)3個(gè)多月的審議，美國(guó)東部時(shí)間2021年5月24日，該信在PNAS 發(fā)表，題為《（中國(guó)）福巖洞新 ‘人類牙齒’ 的錯(cuò)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(guó)東部時(shí)間5月24日，PNAS發(fā)表了劉武、吳秀杰團(tuán)隊(duì)對(duì)2月PNAS論文中一些結(jié)論的質(zhì)疑。

劉武、吳秀杰團(tuán)隊(duì)是最早發(fā)現(xiàn)和發(fā)掘福巖洞的團(tuán)隊(duì)。2015年，劉武、吳秀杰團(tuán)隊(duì)曾在《自然》發(fā)表針對(duì)湖南福巖洞的研究，推斷現(xiàn)代人類到達(dá)該洞穴時(shí)間在8-12萬(wàn)年前，并據(jù)此提出現(xiàn)代人8-12萬(wàn)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(kāi)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(tuán)隊(duì)在福巖洞的工作展開(kāi)。

劉吳團(tuán)隊(duì)的質(zhì)疑信首先提出，孫李研究中福巖洞牙齒的來(lái)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(diǎn)和層位采用的是2015年劉武、吳秀杰團(tuán)隊(duì)在《自然》發(fā)表的論文對(duì)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(diǎn)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(diǎn)的匹配關(guān)系。

對(duì)此，孫李團(tuán)隊(duì)在信中回應(yīng)，他們的樣品來(lái)自2011-2013年（劉吳團(tuán)隊(duì)）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(diǎn)。

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(xiàn)[1]

劉武表示，之所以有此質(zhì)疑，是因?yàn)閷O李論文的作者中沒(méi)有任何一人參加過(guò)2010-2013年福巖洞的發(fā)掘工作，也沒(méi)有咨詢過(guò)他們團(tuán)隊(duì)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(jìn)行挖掘，他表示懷疑。

一位不愿具名的第三方專家向《知識(shí)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(tuán)隊(duì)挖掘的樣品屬于同一批。過(guò)往經(jīng)驗(yàn)顯示，即使在同一個(gè)地層中挖掘出的樣品，也有可能不屬于同一個(gè)時(shí)代——如果兩者的樣品不屬于同一批次，那么用于比較并無(wú)意義。

緊接著，劉武、吳秀杰團(tuán)隊(duì)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(dòng)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(jué)得這顆牙好怪，” 中科院古脊椎所研究員吳秀杰說(shuō)。吳秀杰長(zhǎng)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(dòng)物牙齒大部分經(jīng)她手出土。吳秀杰判斷，編號(hào)FY-HT-2的這顆牙齒應(yīng)該是某種動(dòng)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(zhǎng)且彎曲，齒冠的磨損主要在靠近舌側(cè)，有一個(gè)明顯的切面。

劉武、吳秀杰團(tuán)隊(duì)將FY-HT-2與鹿類門齒、人類門齒比較，本圖由劉武、吳秀杰團(tuán)隊(duì)提供

為確認(rèn)這一分析，劉武、吳秀杰團(tuán)隊(duì)找到同所的哺乳動(dòng)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(shí)分子》解釋說(shuō)，牛、鹿等反芻動(dòng)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(shí)，下門齒就像一個(gè)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(dòng)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(lái)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(shuō)，孫李等人的論文中缺少對(duì)該牙齒的形態(tài)學(xué)描述，這也使得他們對(duì)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(gè)位置的牙齒等形態(tài)學(xué)信息。同時(shí)，論文在重點(diǎn)標(biāo)本上編號(hào)混亂，同時(shí)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(duì)此，PNAS論文通訊作者之一、復(fù)旦大學(xué)教授李輝向《知識(shí)分子》表示，這顆牙齒是人牙的判斷，是通過(guò)提取牙齒根部的DNA測(cè)序做出的， “為什么照片看上去有點(diǎn)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(shí)分子》，團(tuán)隊(duì)中另一位通訊作者、澳大利亞新南威爾士大學(xué)副教授達(dá)倫·庫(kù)爾瑙（Darren Curnoe）負(fù)責(zé)鑒定牙齒類別。他曾在訪問(wèn)中國(guó)期間鑒定過(guò)這顆牙齒的實(shí)物，并確認(rèn)是人牙。

5月24日，孫雪峰、李輝等人對(duì)于質(zhì)疑進(jìn)行了回應(yīng)。

庫(kù)爾瑙于2月25日回復(fù)《知識(shí)分子》郵件稱尚未看到評(píng)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(shí)際保存狀況并無(wú)可比之處?！?信中認(rèn)為，將該牙齒與多個(gè)鹿牙圖片比較是一種 “驗(yàn)證性偏見(jiàn)”，而實(shí)際牙齒更接近于全新世（recent）人類牙齒，符合論文中DNA檢測(cè)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(tái)墓群出土人牙化石(ii)及鹿牙化石（iii）| 圖源：參考文獻(xiàn)[4]

那么，僅僅從照片本身是否能判斷出是否人牙？《知識(shí)分子》詢問(wèn)了英國(guó)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(guò)照片來(lái)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(huì)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(dòng)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(shuō)，這一結(jié)論來(lái)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(wú)論是成人還是小孩的牙齒。它看起來(lái)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(zhǎng)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(huì)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(diǎn)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?yàn)槲沂稚蠜](méi)有這顆牙齒的實(shí)物，但我覺(jué)得它并不太可能來(lái)自于人類。”蘭多說(shuō)。

《知識(shí)分子》同時(shí)郵件咨詢了其他八位來(lái)自不同國(guó)家的研究人類牙齒化石和動(dòng)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(guó)慕尼黑古生物博物館哺乳動(dòng)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(duì)對(duì)稱的牙冠，而不具有鹿類門齒不對(duì)稱的特點(diǎn)，而鹿類門齒旁的犬齒雖然對(duì)稱，但齒冠比較高，也不符合這顆牙的特點(diǎn)。因此它不是鹿類牙齒，而應(yīng)該是人類牙齒。

據(jù)《知識(shí)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(shí)間2月24日回復(fù)劉武、吳秀杰團(tuán)隊(duì)，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(wú)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(shí)分子》時(shí)，克萊恩并未直接回應(yīng)FY-HT-2是否人牙的問(wèn)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(tuán)隊(duì)此次論文中另一項(xiàng)關(guān)鍵研究?jī)?nèi)容。他們測(cè)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(gè)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(duì)比，建立了系統(tǒng)演化樹(shù)，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(zhēng)議，DNA結(jié)果可以用于判斷牙齒是否人牙嗎？

對(duì)此，雙方各執(zhí)一詞。孫李團(tuán)隊(duì)對(duì)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(tuán)隊(duì)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(shí)分子》，提取福巖洞兩顆牙齒DNA的工作在2019年左右進(jìn)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(shí)驗(yàn)提取DNA?！八麄兊腸omments（評(píng)論）說(shuō)我們可能有問(wèn)題，我們又重新check（檢查）了所有的過(guò)程，”他說(shuō)，“整個(gè)我們都看過(guò)，沒(méi)有問(wèn)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(tuán)隊(duì)對(duì)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(xì)菌DNA。“最大可能是污染導(dǎo)致的?！?/span>

古DNA檢測(cè)非常困難，污染也很常見(jiàn)，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(duì)恐龍DNA的檢測(cè)，后來(lái)證實(shí)只是污染。德國(guó)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(wàn)特·帕博（Svante Paabo）曾有分析，幾乎在每個(gè)動(dòng)物化石中都能檢測(cè)到人類的線粒體DNA [7]。

文少卿說(shuō)，判斷是否污染，目前的國(guó)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(cè)出的DNA末端是沒(méi)有損傷的。而他們得到的序列與人的DNA序列高度一致，同時(shí)測(cè)出的DNA有高比例的末端損傷，這是古DNA的特點(diǎn)，排除了現(xiàn)代人DNA的污染。

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

在針對(duì)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(shí)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(cè)序數(shù)據(jù)內(nèi)部的重合度；（3）測(cè)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(shí)分子》表示，前兩幅圖并不能作為回答古DNA是否真實(shí)的依據(jù)。而第三幅圖，替換的頻率只在5‘第一個(gè)或者3’最后一個(gè)堿基發(fā)生了變化。這個(gè)模式很可能是DNA建庫(kù)過(guò)程中造成的損傷，與真實(shí)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(jiàn)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(yuǎn)，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(zhǎng)度，也有助于判斷古DNA的真實(shí)性。

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

對(duì)此，文少卿回應(yīng)稱，他對(duì)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?yàn)樗谔幚磉^(guò)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(shí)，還未得到團(tuán)隊(duì)內(nèi)測(cè)年專家提供的牙齒碳14測(cè)年結(jié)果，他預(yù)設(shè)這兩顆牙齒很古老?！爱?dāng)時(shí)孫雪峰給我們樣本的時(shí)候，說(shuō)這個(gè)樣本用傳統(tǒng)方法一定是8萬(wàn)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(shuō)，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(shí)在全球基因數(shù)據(jù)庫(kù)GenBank上提交 [8]，但福巖洞的數(shù)據(jù)于今年4月才審核通過(guò)。另外他們會(huì)考慮 “把最原始的數(shù)據(jù)公開(kāi)”，目前正在整理中。

《知識(shí)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(hào) [9]。而GenBank上福巖洞兩個(gè)牙齒樣本DNA的發(fā)布時(shí)間為2021年4月18日。

對(duì)于論文中提到的福巖洞另一顆人牙DNA，劉武、吳秀杰團(tuán)隊(duì)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(guò)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(lái)看，這顆編號(hào)為 FY-HT-1的牙齒沒(méi)有齒根，他無(wú)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(gè)側(cè)面。圖源：參考文獻(xiàn)[1]

負(fù)責(zé)DNA取樣的文少卿向《知識(shí)分子》解釋說(shuō)，這顆牙雖然沒(méi)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(diǎn)一點(diǎn)鉆出粉來(lái)。

《知識(shí)分子》咨詢的相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜医忉?，牙齒的齒根、牙髓和臨近的身體部位含有DNA，埋藏降解后，其殘留有機(jī)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(cè)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(gè)洞穴中，測(cè)得的地層年齡均遠(yuǎn)高于動(dòng)物和人類化石年齡。其中，牙齒化石的年份測(cè)定依靠的是碳14測(cè)年法，例如福巖洞的兩顆牙齒FY-HT-1和FY-HT-2測(cè)得的年份分別為2000多年前和9000多年前，遠(yuǎn)低于洞穴內(nèi)的8-12萬(wàn)年的地層年齡。他們認(rèn)為，即使其測(cè)定的牙齒真為鹿牙，理論上并不影響碳14測(cè)年的結(jié)果和最終的結(jié)論。

但有同行對(duì)碳14測(cè)年的準(zhǔn)確性也提出了質(zhì)疑。

在PNAS 上與劉武等人的來(lái)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(duì)孫雪峰等人論文中的測(cè)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(shí)驗(yàn)室教授、碳14測(cè)年專家海姆是當(dāng)時(shí)的審稿人之一。

對(duì)于論文最初被拒，孫雪峰向《知識(shí)分子》解釋說(shuō)，當(dāng)時(shí)論文只研究了湖南的兩個(gè)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(gè)洞穴的研究。

今年3月，海姆郵件回復(fù)《知識(shí)分子》稱，他拒稿的原因有兩點(diǎn)，其一，一般而言，作者應(yīng)該在論文中詳細(xì)描述碳14測(cè)年的實(shí)際方法，但這篇論文中對(duì)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(cè)年樣本中，有超過(guò)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(cè)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。”

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

在這一評(píng)論中，海姆和德國(guó)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(cè)定結(jié)果不準(zhǔn)確。

對(duì)此，孫李團(tuán)隊(duì)在回應(yīng)信中指出，由于樣本太小，他們確實(shí)沒(méi)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(cè)出了正確的年齡?！?他們表示，實(shí)驗(yàn)中三種測(cè)年方式：膠原蛋白、碳酸鈣和總有機(jī)碳（TOC）測(cè)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(cè)年有誤差，但誤差不會(huì)大到 “將8萬(wàn)年以上的樣本誤判為全新世的?！?/span>

碳14測(cè)年法又稱放射性碳測(cè)年法，是利用放射性碳的衰變程度來(lái)推測(cè)樣品大致年代的一種測(cè)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(cè)年得到的結(jié)果可以代表生物樣品的年齡。這種測(cè)定方式較為準(zhǔn)確，在國(guó)際上通用，但實(shí)驗(yàn)過(guò)程中膠原蛋白的純度非常重要，因?yàn)橥鈦?lái)的含碳物質(zhì)可能影響測(cè)年的準(zhǔn)確性。

測(cè)定一個(gè)樣品的碳14年代，需要通過(guò)水解、純化、冷凍、干燥等步驟提取出純凈的膠原蛋白，這個(gè)過(guò)程會(huì)排除一些污染物。一般國(guó)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(cè)年標(biāo)準(zhǔn)由牛津大學(xué)碳14實(shí)驗(yàn)室經(jīng)大量測(cè)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(cè)年的結(jié)果會(huì)有誤差。

根據(jù)孫、李論文的附件，27個(gè)利用膠原蛋白做測(cè)年的化石樣本中，僅有陸那洞的一個(gè)樣本測(cè)了碳氮比，且碳氮比數(shù)據(jù)（67.1）遠(yuǎn)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(cè)年大部分沒(méi)有碳氮比數(shù)據(jù)，這給測(cè)年的準(zhǔn)確性打上了問(wèn)號(hào)。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(gè)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(yuǎn)超合理范圍。

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

孫李團(tuán)隊(duì)中負(fù)責(zé)碳14測(cè)年的臺(tái)灣大學(xué)教授李紅春3月回復(fù)《知識(shí)分子》問(wèn)詢時(shí)表示，大部分樣本中測(cè)得的膠原蛋白含量之所以少，是因?yàn)樗麄儍?yōu)先用樣品做了碳14測(cè)年，剩下的才做碳氮含量的檢測(cè)。

“我們的每個(gè)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(lái)的骨膠原必須先滿足碳14定年，有剩余的才可能拿去測(cè)氮、碳含量和穩(wěn)定同位素。所以只有那一個(gè)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(shuō)。

但北京大學(xué)考古文博學(xué)院副院長(zhǎng)吳小紅告訴《知識(shí)分子》，測(cè)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(cè)年的關(guān)鍵。她認(rèn)為，這起碼說(shuō)明上述實(shí)驗(yàn)過(guò)程并不規(guī)范。

吳小紅是碳14測(cè)年的專家，她也參與了劉武、吳秀杰團(tuán)隊(duì)2015年論文中的碳14測(cè)年工作。她說(shuō)，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(cè)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(gè)程度問(wèn)題，” 他舉例，如果一個(gè)樣品的真實(shí)年齡是5000年的話，測(cè)量出碳14年齡只有3000年，可以說(shuō)它不可靠?！暗俏覀円C明的是這些骨化石是不是8萬(wàn)年前的，這和上述的‘不可靠’是不同數(shù)量級(jí)的問(wèn)題?！?/span>

“地下水的活動(dòng)會(huì)帶進(jìn)去一些有機(jī)質(zhì)，影響碳14年齡。但我們從沒(méi)有說(shuō)這些碳14年齡就是樣品的真實(shí)年齡，只是說(shuō)它們受污染的影響不一定是讓樣品從8萬(wàn)年變到幾千年。至少這個(gè)懷疑是合理的?！?李紅春說(shuō)。

除了膠原蛋白測(cè)年，論文中將總有機(jī)碳（TOC）測(cè)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(gè)洞穴中92個(gè)碳14數(shù)據(jù)中，僅27個(gè)采用膠原蛋白測(cè)年，其余均采用了總有機(jī)碳（TOC）方法。

海姆和多卡認(rèn)為，論文中采用TOC測(cè)定方式時(shí)的預(yù)處理方法 “在過(guò)去20年間已被證明會(huì)嚴(yán)重低估舊石器時(shí)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(gè)問(wèn)題更為嚴(yán)重?！?/span>

對(duì)于TOC測(cè)年不可靠的質(zhì)疑，李紅春回應(yīng)，同時(shí)做了膠原蛋白和TOC的碳14測(cè)年的樣本中，測(cè)得的年齡比較接近。如福巖洞的一顆動(dòng)物牙齒FY3-5，膠原蛋白測(cè)得來(lái)自9160-9390年前，而TOC測(cè)得來(lái)自9200-9430年前?！罢f(shuō)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(cè)年結(jié)果相差較大的情況，如陸那洞的動(dòng)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(gè)樣品同時(shí)測(cè)定了膠原蛋白和TOC，只有兩個(gè)樣品的結(jié)果誤差較小（FY3-1和FY3-5）。

吳小紅說(shuō)，用TOC測(cè)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(huì)用TOC來(lái)測(cè)定年代，因?yàn)門OC是全碳，它代表這個(gè)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(bǔ)充，除了上述測(cè)年方法，還有其他方法佐證。他們?cè)谘例X和骨頭剖面中也采到了碳屑，這些樣品測(cè)得的年齡也都小于4萬(wàn)年，有的只有幾千年。

“原則上，只要是文化層（注：人類活動(dòng)遺留下的堆積層）中哪怕是有一個(gè)小于5萬(wàn)年的碳14年齡，那么用鈣板的鈾系測(cè)年（注：一種測(cè)定地層年齡的方式）來(lái)代表文化層年齡就需要受到質(zhì)疑，” 他說(shuō)，“除非你斷定碳屑是后期帶進(jìn)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(cè)定三顆人牙的年份，得出結(jié)論與碳14測(cè)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(cè)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(cè)年結(jié)果為3310年。

“（根據(jù)）這個(gè)定年結(jié)果，我無(wú)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(wàn)年前存在的結(jié)論，”李紅春說(shuō)。

今天，我們對(duì)人類遺骸的年份測(cè)定手段仍然有限。碳14測(cè)年法利用碳元素的半衰期來(lái)測(cè)定動(dòng)物遺骸年代，能精準(zhǔn)測(cè)定骨頭和牙齒的年齡，誤差在幾十年內(nèi)，但有大約4-5萬(wàn)年的測(cè)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(wàn)年的埃塞俄比亞Omo人類頭骨化石，是通過(guò)測(cè)定化石附近的火山巖年齡來(lái)判斷的。[11]

由于地層的沉積通常是按時(shí)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(cè)定人類遺骸上層的地層年齡，就能判斷遺骸至少在這一時(shí)間之前就存在。在劉武、吳秀杰團(tuán)隊(duì)的工作中，他們通過(guò)測(cè)定遺骸上層的地層年齡，判斷挖掘出的人類化石早于8萬(wàn)年前，并通過(guò)測(cè)定遺骸周邊的破碎堆積物，判斷上限年份為12萬(wàn)年。

而孫雪峰、李輝論文提出的主要觀點(diǎn)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(cè)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(shuō)，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(dòng)物遺骸沖刷到洞穴中沉積下來(lái)。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(shuō)圖示 | 圖源：參考文獻(xiàn)[1]

“我們用新的挖掘和分析來(lái)證明了這種現(xiàn)象的普遍性，而不是討論個(gè)案。并不期望有機(jī)會(huì)直接分析福巖洞原有挖掘過(guò)程和材料。所以是不是他們同樣的樣品，對(duì)論文結(jié)論沒(méi)有影響。” 李輝稱，劉武、吳秀杰團(tuán)隊(duì)的質(zhì)疑 “細(xì)節(jié)很有意思，但是與論文的主題是略有偏離的?！?/span>

他同時(shí)稱，希望看到劉武、吳秀杰團(tuán)隊(duì)公布現(xiàn)代人牙齒樣品的DNA數(shù)據(jù)和直接測(cè)年數(shù)據(jù)?！斑@將是尤為有意義的工作！” 他說(shuō)，“只有這樣，這個(gè)討論才能取得有益的進(jìn)展?！?其團(tuán)隊(duì)的回復(fù)信中也表達(dá)了類似觀點(diǎn)，認(rèn)為只有通過(guò)直接的人類化石碳14測(cè)年和DNA分析才能得到準(zhǔn)確結(jié)果。

劉武告訴《知識(shí)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(gè)動(dòng)物化石和一顆人牙的碳14測(cè)年，但只得到其中一個(gè)動(dòng)物化石早于43,000年的結(jié)論——這意味著該動(dòng)物化石可能超出了碳14測(cè)年的范圍，可能更古老。

而之所以沒(méi)有進(jìn)一步做DNA分析，是因?yàn)檫@類實(shí)驗(yàn)?zāi)壳皩?duì)樣品是破壞性的?！?/span>（樣品）很珍貴，” 劉武說(shuō)，“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(diǎn)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(jìn)步，能提取更多的信息。因此道縣的牙拿了一顆做，沒(méi)有成功，我們就不舍得再破壞了。”

而對(duì)于李輝團(tuán)隊(duì) “假覆蓋” 的假說(shuō)，在劉武、吳秀杰團(tuán)隊(duì)中主要負(fù)責(zé)地層研究和測(cè)年工作的西安交通大學(xué)教授蔡演軍向《知識(shí)分子》表示，洞穴的堆積存在李輝說(shuō)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(diǎn)。論文指出，福巖洞人和動(dòng)物化石分布之廣泛，“使得第二層的再沉積不太可能。”

“我們沒(méi)有說(shuō)100%，一定沒(méi)有，是說(shuō)很不可能（論文原文為highly unlikely）發(fā)生再堆積，”他說(shuō)，“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(shí)了?！?/span>

在多次對(duì)福巖洞的勘探中，蔡演軍觀察和分析得到了三項(xiàng)主要證據(jù)，得出地層按時(shí)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(xì)的沙石，是一個(gè)非常清楚的河流沉積序列，而之后洞穴內(nèi)水滴下來(lái)，在地面結(jié)晶形成含有碳酸鹽的蓋板，覆蓋原來(lái)的地層；其二，動(dòng)物化石的碳14測(cè)年結(jié)果達(dá)到北京大學(xué)碳14測(cè)年的極限，證明化石很老；其三，動(dòng)物化石的組合有一些絕滅種是存在于相對(duì)古老的年代的，超出三到五萬(wàn)年前的范圍。

“這是我在洞穴發(fā)現(xiàn)里面遇到最好的一個(gè)序列，” 蔡演軍說(shuō)。因此，他通過(guò)對(duì)蓋板的年代測(cè)定來(lái)確定人類牙齒埋藏的最晚時(shí)間。

但蓋板測(cè)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(guò)幾次勘察才找到一顆小石筍，測(cè)出其年齡為8萬(wàn)年。這顆小石筍的下方?jīng)]有人類遺骸，但有一些同層的動(dòng)物遺骸。

蔡演軍說(shuō)，現(xiàn)在仍沒(méi)有能夠非常準(zhǔn)確測(cè)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(dòng)物群組成證據(jù)，他認(rèn)為福巖洞的沉積是由老到新的時(shí)序沉積的。

“這是一個(gè)開(kāi)放的問(wèn)題，我們不會(huì)完全去否定它，” 他說(shuō)，“但根據(jù)我當(dāng)時(shí)的判斷，我認(rèn)為他80-90%的可能性是不會(huì)（發(fā)生再堆積）的。（也許）有新的證據(jù)或者是其他年代測(cè)定比我這個(gè)更好，但是我認(rèn)為目前還是沒(méi)有的?！?/span>

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

“其實(shí)我們做科學(xué)研究，根據(jù)現(xiàn)有的證據(jù)，只能說(shuō)提出一些假說(shuō)或者看法，不管誰(shuí)提出的假說(shuō)看法，是否和歷史真實(shí)一樣，這誰(shuí)也不知道，” 他說(shuō)，我們也不敢夸口說(shuō)我們的科學(xué)研究就是歷史真實(shí)，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(gè)結(jié)論。”

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

多位業(yè)內(nèi)人士向《知識(shí)分子》表示，在這次的學(xué)術(shù)討論中，首先需要厘清的問(wèn)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(shí)之上，討論碳14測(cè)年、DNA分析的準(zhǔn)確性才有意義。

科學(xué)研究是一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程，在還未發(fā)展出更精確的技術(shù)時(shí)，通過(guò)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(guò)程中對(duì)每個(gè)細(xì)節(jié)嚴(yán)謹(jǐn)性和真實(shí)性的追求。

科學(xué)的探討總是有益的，而真理越辯越明。