伊比利亞洞穴岩壁保存了1.67萬年的人類DNA——即使在沒有岩畫的地方

一萬六千年前，在伊比利半島某處洞穴的黑暗中，有人觸摸過牆壁，而那道牆可能至今仍帶有他留下的DNA。科學家從西班牙與葡萄牙共11個洞穴的表面成功提取到古代人類遺傳物質——不僅來自繪有壁畫的牆面，也來自完全未經彩繪、從未發現任何藝術痕跡的裸岩。這項發現開啟了全新類別的古人類基因來源，過去從未有人想過要從這裡尋找。

「現在研究人員有可能從兩萬、三萬甚至四萬年前靠在牆上的人身上取得DNA，」參與該研究的岩石藝術專家、國家地理探險家 Genevieve von Petzinger 說，「這不是很瘋狂嗎？」直到目前為止，古人類DNA幾乎完全來自骨頭與沉積物——也就是洞穴的地面，而非牆壁。這項由萊比錫馬克斯·普朗克演化人類學研究所的 Alba Bossoms Mesa 領導、發表於《自然·通訊》的研究，改變了科學家知道該到哪裡去找的方向。

DNA如何在岩石上保存

機制不在於繪畫，而在於「在場」。當史前人類觸摸洞穴牆壁——將手掌壓在表面、靠著它、或是在作畫時噴濺顏料——微量生物物質便轉移到岩石上。隨著時間，一層薄薄的碳酸鈣（方解石）自然覆蓋在表面，將這些痕跡密封在礦物蓋層之下。方解石扮演了防腐劑的角色，使DNA在數千年間得以緩慢降解。

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Bossoms Mesa 的團隊從11個洞穴、24個岩畫面板共採集54個樣本，並從其中5個樣本中讀取到可解讀的古人類DNA。這些遺傳物質在兩種情境中被發現：一是在繪有顏料結皮的有色顏料層中；二是在沒有任何可見藝術的裸岩牆面上——這一點至關重要。在葡萄牙的埃斯庫拉爾洞穴，一個覆蓋方解石層的紅色圓點顏料，提供了至少4000到5000年前的DNA。埃斯庫拉爾牆面兩個未含顏料的樣本，則分別來自一名男性和一名女性個體。在西班牙的科瓦隆洞穴，另外兩個未含顏料的樣本提供了來自西方狩獵採集時期、約5200到1萬6700年前的女姓個體DNA。

DNA揭示了什麼——以及它無法告訴我們什麼

在科瓦隆鑑定出的狩獵採集者世系，將這項技術的時間範圍推向最後一次冰河時期末期。由於樣本來自未繪畫的表面，研究人員不再受限於僅能研究帶有可見藝術的牆面：任何史前人類曾走過、靠過、或在其旁工作的洞穴牆壁，如今都成了潛在的基因紀錄。

但這項技術有嚴格限制。54個樣本中只有5個產出有用的DNA——成功率不到10%。這個過程具有破壞性：每個樣本都會永久移除牆面的一小部分。而且雖然DNA顯示有人到過那裡，但無法將他們辨識為任何具名個體，也無法確認留下DNA的人就是藝術家、助手、還是數百年後才造訪的訪客。幾個樣本還顯示受到動物DNA污染——來自數千年來與洞穴環境共存的蝙蝠與囓齒動物。「我當時非常懷疑，」Bossoms Mesa 在最初結果出爐時回憶道，「我想，『這好到不像真的。』」

一個樣本攜帶的DNA究竟是史前時期的，還是來自研究人員、遊客或修護人員的現代污染，是真正的學術挑戰。團隊使用空白對照組，並在嚴格條件下處理樣本，以便區分古代物質——經化學降解、帶有老化DNA特徵性損傷模式的——與現代入侵物。

為什麼牆壁從來不是顯而易見的搜尋目標

古人類遺傳學在過去二十年間呈指數成長，受惠於從古代骨骼中提取與定序降解DNA技術的進步。這門科學讓我們發現了丹尼索瓦人、繪製了尼安德塔人DNA進入現代人類的滲透圖譜，並追蹤了農耕人群橫跨歐洲的路線。這一切都來自硬組織——牙齒、骨骼——或洞穴沉積物。

洞穴牆壁之所以被忽略，是出於實際原因：顏料被假定為無機且生物無菌。而覆蓋許多繪畫表面的方解石層，過去已知含有可供放射性碳定年用的有機物質，但並非人類DNA。FIRST-ART 團隊的洞見在於將方解石本身視為保存介質，而不僅僅是定年材料——並且不僅採樣繪畫表面，也採樣任何史前手掌可能觸及的牆面。

關於洞穴牆壁DNA的常見問題

這項技術能在伊比利半島以外的洞穴進行嗎？

原則上可以。以方解石為基礎的保存機制並非西班牙與葡萄牙獨有——它發生在全球的石灰岩洞穴系統中。西班牙的阿爾塔米拉、法國的拉斯科、法國的蕭維，以及澳洲與非洲數十處遺址，理論上都適用。限制因素在於低成功率：本研究中9%的樣本產出DNA，意味著需要對不可替代的文化遺址進行大規模採樣。

這些DNA能告訴我們誰創作了壁畫嗎？

不一定。特別是來自未繪畫牆面的DNA，可能來自任何經過洞穴的人——藝術家、兒童、或是壁畫完成數百年後躲雨而來的獵人。即使是來自顏料結皮內的DNA也無法確立作者身分。它確認的是「在場」，而非「意圖」。

如何區分古代DNA與現代污染？

古代DNA帶有可預測的化學損傷：在老化片段的末端累積胞嘧啶轉變為胸腺嘧啶的誤讀。研究人員尋找這些模式作為真實古物的特徵。缺乏這些損傷模式的片段則被視為現代污染並排除。

未來樣本還能提供哪些資訊？

只要有足夠的DNA，研究人員就能判定生物性別、基因遺傳血統，甚至某些由古代基因組編碼的生理特徵：色素基因、疾病易感性標記，或同一地點個體之間親緣關係的基因證據。一個由一群親屬觸摸過的牆壁，原則上可以產出一幅以DNA片段拼成的家族肖像。

FIRST-ART 團隊已將西班牙的阿爾塔米拉洞穴列為未來採樣的首選地點，理由是其藝術密度極高，且數千年間多代藝術家很可能在牆面留下痕跡。

參考文獻：Bossoms Mesa, A. 等人，〈伊比利半島岩石藝術與洞穴牆壁表面的古人類DNA〉，《自然·通訊》，2026。DOI: 10.1038/s41467-026-59948-3

標籤: 考古學, 古代DNA, Altamira Cave, cave art, Escoural Cave, hunter-gatherers

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