 中國考古中國社科院考古研究所昨天 22:29
動(dòng)物考古學(xué)（Zooarchaeology）是通過收集、鑒定、量化、測試和分析動(dòng)物遺存，認(rèn)識古代存在的動(dòng)物種類、當(dāng)時(shí)的自然環(huán)境、古代人類與動(dòng)物的各種關(guān)系及古代人類的行為特征的一門科學(xué)。動(dòng)物考古學(xué)以動(dòng)物遺存為主要的研究對象，旨在探究古代人類與動(dòng)物的關(guān)系，研究不同時(shí)空的古代人類在飲食、農(nóng)業(yè)、生活、運(yùn)輸、醫(yī)藥、語言、文字、藝術(shù)、宗教、祭祀、戰(zhàn)爭等多個(gè)方面獲取和利用動(dòng)物的方式以及演進(jìn)，因此，動(dòng)物考古學(xué)的研究內(nèi)容可以觸及古代社會的方方面面。 20世紀(jì)30年代，動(dòng)物考古學(xué)在中國興起?；仡檮?dòng)物考古學(xué)在中國90余年的發(fā)展歷程，我們在多個(gè)方面取得了不俗的成績，它以考古實(shí)證材料重寫了古代畜牧史，以獨(dú)特的視角探討祭牲、次級產(chǎn)品、骨器及制骨手工業(yè)等多個(gè)方面的學(xué)術(shù)問題，它已成為中國考古學(xué)研究必不可少且極為重要的組成部分。這些成績的取得與動(dòng)物考古學(xué)研究方法的不斷深化和拓展是緊密相關(guān)的，特別是20世紀(jì)80年代以來，中國動(dòng)物考古學(xué)研究陸續(xù)吸納了多種自然科學(xué)研究方法，逐步形成一門以對動(dòng)物遺存的定性定量研究為中心、涵蓋多種測試和分析手段在內(nèi)的綜合性前沿學(xué)科。 就當(dāng)前動(dòng)物考古學(xué)研究而言，針對動(dòng)物遺存本體所進(jìn)行的測試和分析方法主要包括碳氮穩(wěn)定同位素分析、鍶同位素分析和古DNA研究，此外，還有就有機(jī)殘留物所進(jìn)行的測試和分析。本文將分別追溯它們在動(dòng)物考古學(xué)研究中的應(yīng)用簡史，重點(diǎn)推介所取得的成績，并對其研究前景進(jìn)行簡要評述。 一、碳氮穩(wěn)定同位素分析在中國動(dòng)物考古的應(yīng)用 1.應(yīng)用簡史 碳氮穩(wěn)定同位素分析是進(jìn)行古食譜分析的重要方法之一。20世紀(jì)70年代，隨著質(zhì)譜技術(shù)的發(fā)展，穩(wěn)定同位素質(zhì)譜技術(shù)開始應(yīng)用到考古研究以探討古代人類和動(dòng)物的食物結(jié)構(gòu)。20世紀(jì)90年代末，“You are what you eat”（我即我食）原理的提出為穩(wěn)定同位素分析提供了堅(jiān)實(shí)的理論依據(jù)，其在考古領(lǐng)域得以廣泛推廣和深入應(yīng)用。 中國最早對古人類食物結(jié)構(gòu)所進(jìn)行的研究始于20世紀(jì)80年代初。1984年，蔡蓮珍和仇士華先生撰文首次介紹國際學(xué)術(shù)界碳同位素的研究現(xiàn)狀，并通過對仰韶、陶寺等考古遺址出土人類和動(dòng)物骨骼的碳十三同位素的分析，得出至少從新石器時(shí)代以來中國北方主要以小米為主、而南方以稻米為主的結(jié)論，為研究中國農(nóng)業(yè)的起源、傳播與早期發(fā)展過程提供了新的視角。 1998年，氮穩(wěn)定同位素分析方法也被引入國內(nèi)，使得更多學(xué)者獲知該方法在重建古代人群食物結(jié)構(gòu)方面的學(xué)術(shù)價(jià)值。 2002年，原中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)胡耀武完成國內(nèi)首篇有關(guān)古代人類食譜分析的博士論文：《古人類食譜及其相關(guān)研究》，此后，他致力于穩(wěn)定同位素食譜分析，有力地推動(dòng)了該領(lǐng)域在中國考古學(xué)領(lǐng)域的快速發(fā)展。 2.取得成績 近年來，碳氮穩(wěn)定同位素分析在古代動(dòng)物的飼養(yǎng)策略研究上取得了突出成績，揭示了古代先民對不同動(dòng)物的喂飼方式和主要家養(yǎng)哺乳動(dòng)物（如豬、黃牛、綿羊、貓）的起源和馴化過程，討論生業(yè)方式與社會發(fā)展的互動(dòng)關(guān)系，嘗試應(yīng)用豬和狗作為重建古代先民生業(yè)方式的替代性指標(biāo)，探討特定或特殊用途動(dòng)物（如真猛犸象、做為祭牲的豬、綿羊、馬和黃牛等）的食物來源和特殊喂飼方式，研究方法上首次成功提取骨骼遺存中的可溶性膠原蛋白并用于食譜分析，該原創(chuàng)性的研究可用于解決中國南方地區(qū)骨骼污染的問題 。 3.展望 縱觀已有的碳氮穩(wěn)定同位素研究，均以骨骼膠原為分析對象，拓寬研究對象（如毛發(fā)、指甲、糞化石、牙結(jié)石等）有助于進(jìn)一步加深其應(yīng)用領(lǐng)域。在對其影響因素綜合評估的基礎(chǔ)上，還需要進(jìn)一步精細(xì)化研究方法，如同位素?cái)?shù)據(jù)反映的是動(dòng)物長期攝食行為的平均水平，而先民在動(dòng)物飼養(yǎng)和管理策略上是具有季節(jié)性的，通過對動(dòng)物牙釉質(zhì)進(jìn)行序列同位素分析能夠發(fā)現(xiàn)動(dòng)物食性的季節(jié)性差異，國內(nèi)尚未開展此項(xiàng)研究。同位素分析要密切結(jié)合考古背景，譬如樣品選取既要考慮不同個(gè)體的差異，也要考慮同一個(gè)體不同部位骨骼代謝周期的差異，以便于對比不同個(gè)體和群體、以及個(gè)體不同時(shí)期內(nèi)食物結(jié)構(gòu)的變化情況。除了碳氮同位素分析以外，硫、氫、氧和鍶同位素分析的應(yīng)用仍需加強(qiáng)，針對骨骼特定化學(xué)元素的比值（如鋇、鍶、鈣等）與飲食行為的關(guān)系也需深入研究。最后，需要特別強(qiáng)調(diào)的是，同位素分析是研究古食譜的方法之一，其研究需要以動(dòng)物考古、植物考古和環(huán)境考古等相關(guān)領(lǐng)域的研究為前提和基礎(chǔ)，這樣得出的關(guān)于古代飲食、資源、生業(yè)和技術(shù)等方面的信息才更為全面和科學(xué)。 二、鍶同位素分析在中國動(dòng)物考古學(xué)的應(yīng)用 1.應(yīng)用簡史 鍶同位素分析是研究古代人類和動(dòng)物遷移和遺物產(chǎn)地不可或缺的科學(xué)手段之一。1985年，該方法最早應(yīng)用于遷移研究，埃里克森通過分析美國加州兩處遺址出土人骨的鍶同位素值以研究當(dāng)時(shí)社會的婚姻狀況，認(rèn)為鍶同位素分析技術(shù)能為研究史前社會生活史提供多種可能并對其潛能給予厚望，認(rèn)為可用以人類生態(tài)和領(lǐng)地、食物分享和交換、遷徙和戰(zhàn)爭、因婚居地、動(dòng)物生態(tài)等多個(gè)方面的研究。 2008年以來，該方法開始應(yīng)用于國內(nèi)考古學(xué)研究。尹若春測試了河南舞陽賈湖遺址21例人骨和牙釉質(zhì)、5例豬牙釉質(zhì)樣本，以豬表征當(dāng)?shù)劓J同位素比值范圍，發(fā)現(xiàn)14個(gè)人類個(gè)體中有5個(gè)是外地遷入的，并且人口的遷移率隨時(shí)間有增加的趨勢，這是國內(nèi)首次利用鍶同位素分析方法來研究古代人類的遷移行為。 2011年以來，鍶同位素分析開始應(yīng)用于國內(nèi)動(dòng)物考古學(xué)研究，趙春燕測試和分析了山西襄汾陶寺遺址出土14例動(dòng)物牙釉質(zhì)鍶同位素比值，同樣以豬表征當(dāng)?shù)劓J同位素比值范圍，發(fā)現(xiàn)有2只綿羊和2頭黃牛的比值超出了該范圍，推測它們可能不是當(dāng)?shù)仫曫B(yǎng)的。 2.取得成績 迄今，中國已經(jīng)開展鍶同位素分析的考古遺址已有30余處，主要就大型聚落出土哺乳動(dòng)物牙釉質(zhì)進(jìn)行鍶同位素分析，研究結(jié)果多有發(fā)現(xiàn)非當(dāng)?shù)仫曫B(yǎng)的動(dòng)物，為探討古代社會中動(dòng)物資源的獲取途徑、社會組織結(jié)構(gòu)、貿(mào)易和交換等提供了實(shí)證，目前，該方法已逐步拓展到重建水生動(dòng)物資源域的研究。 3.展望 鍶同位素分析在研究古代遷移、貿(mào)易、生業(yè)、社會結(jié)構(gòu)等諸多方面具有優(yōu)勢。整體而言，國內(nèi)開展此項(xiàng)研究的考古遺址數(shù)量有限，各遺址分析樣本數(shù)量不足，與考古學(xué)及相關(guān)學(xué)科的結(jié)合不夠緊密，對原理認(rèn)識不足造成對數(shù)據(jù)的解讀偏于絕對化和簡單化，這是當(dāng)前急需解決的問題。建立中國及周邊地區(qū)鍶同位素背景圖并提供在線服務(wù)是需要重點(diǎn)研究的方向。在研究技術(shù)和方法上，開展高分辨率鍶同位素分析（個(gè)體的齒系中不同牙位、牙齒微觀結(jié)構(gòu)與牙釉質(zhì)形成過程中的鍶同位素記錄）和多同位素共同分析（鍶、銅、氧、鉛、汞、鋅、銣、硼等）能夠不斷擴(kuò)展和深化當(dāng)前的研究。 三、古DNA研究在中國動(dòng)物考古學(xué)的應(yīng)用 1.應(yīng)用簡史 古DNA研究以分子生物技術(shù)為基礎(chǔ)，以古生物DNA為研究對象，能夠揭示古生物的進(jìn)化方式、人類的起源和遷移、動(dòng)植物的馴化等，該研究是生物學(xué)與歷史學(xué)、考古學(xué)等人文科學(xué)相交叉的前沿學(xué)科。 中國也是世界最早的古DNA提取（未測序）研究的國家，源于1981年，湖南醫(yī)學(xué)院的專家們發(fā)表了有關(guān)長沙馬王堆漢墓出土約2000年前女尸的古DNA和古RNA的研究結(jié)果，其開創(chuàng)性的意義得到世界的公認(rèn)。1995年，北京大學(xué)生命科學(xué)院對河南西峽盆地白堊紀(jì)恐龍蛋化石進(jìn)行古DNA的提取和分析，后來這個(gè)結(jié)果被證明是外源微生物的污染，但該項(xiàng)研究開創(chuàng)了中國古DNA研究的先河。 20世紀(jì)80年代，聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（PCR擴(kuò)增）技術(shù)的出現(xiàn)使得對殘存在古代生物遺存中的遺傳物質(zhì)DNA的提取和分析成為可能，引發(fā)古DNA研究革命性的變革。1998年，吉林大學(xué)生命科學(xué)院與考古系合作成立了國內(nèi)第一個(gè)考古DNA實(shí)驗(yàn)室，蔡大偉等在國內(nèi)最早將古DNA研究應(yīng)用于動(dòng)物考古學(xué)，通過對內(nèi)蒙古赤峰大山前和井溝子遺址出土9匹馬進(jìn)行線粒體DNA研究，發(fā)現(xiàn)赤峰地區(qū)青銅時(shí)代的馬在母系遺傳上具有高度多樣性，對現(xiàn)代家馬線粒體基因池的形成有著重要的貢獻(xiàn)，從而反映了中國家馬起源狀況的復(fù)雜性。 2.取得成績 就動(dòng)物考古研究而言，古DNA研究主要圍繞中國家養(yǎng)動(dòng)物的起源和擴(kuò)散開展工作，已經(jīng)初步建立了中國主要家養(yǎng)動(dòng)物（如豬、馬、黃牛、綿羊、山羊、驢等）的古代線粒體DNA數(shù)據(jù)庫，探討特殊用途（如用做祭牲和卜骨）動(dòng)物（如馬和黃牛等）的遺傳信息，并開始應(yīng)用于狗和雞的起源研究。 3.展望 哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院大衛(wèi)·賴克將古DNA研究視為考古學(xué)的第二次科學(xué)革命。目前，古DNA的研究主要涉及古生物的線粒體DNA、Y染色體DNA和常染色體DNA等，古DNA的研究對象包括人類、動(dòng)物、植物、考古的土壤、古細(xì)菌、古病毒等，目前的研究多集中于人類和動(dòng)物的古DNA分析，古微生物的DNA研究是新的發(fā)展方向，該研究除了可以從分子水平探索古代人類和動(dòng)物食譜和疾病及其變化之外，還可以探討飲食進(jìn)化史、人群的文化身份、人類或動(dòng)物的遷移、動(dòng)物的馴化和飼養(yǎng)等問題，分子克隆和聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（PCR擴(kuò)增）已經(jīng)引發(fā)古DNA研究的革命性變革，近十年來，高通量測序技術(shù)可以將提取物用于構(gòu)建可以測序或者雜交捕獲的DNA文庫，從而能夠高效獲得非常古老的全基因組數(shù)據(jù)，并發(fā)展出古基因組學(xué)這一新領(lǐng)域，引發(fā)古DNA研究的第三次革命性變化。另外，考古發(fā)掘出土器物中的殘留物、土壤沉積物等也是古DNA的重要研究對象，目前付巧妹研究團(tuán)隊(duì)通過高效的古DNA捕獲技術(shù)從甘肅夏河白石崖溶洞遺址的35個(gè)土壤沉積物樣本中釣取出242種哺乳動(dòng)物和人類線粒體DNA，該研究成功獲取了丹尼索瓦以外的首個(gè)丹尼索瓦人線?；蛐蛄?，也是在中國考古遺址沉積物中提取古人類DNA的第一個(gè)成功案例，其中動(dòng)物DNA包括犀牛、鬣狗等滅絕動(dòng)物。研究方法和成果具有重要學(xué)術(shù)價(jià)值和應(yīng)用背景。 四、有機(jī)殘留物分析方法在動(dòng)物考古學(xué)中的應(yīng)用 要深入探討古代人類對動(dòng)物資源的開發(fā)和利用，僅僅關(guān)注動(dòng)物遺存本身是不夠的，我們還需要開展針對由動(dòng)物資源及其產(chǎn)品和制品形成的有機(jī)殘留物進(jìn)行分析和研究的工作（古代先民在加工和利用動(dòng)植物過程中，一些有機(jī)物質(zhì)會殘留在載體上——器物及相關(guān)遺物和遺跡——并保存至今，稱之為有機(jī)殘留物）。有機(jī)殘留物分析是國際科技考古領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)，該方法就是從殘留物載體上提取有機(jī)物，經(jīng)提取、檢測和分析之后，判斷有機(jī)殘留物的類型、來源，從而了解古代先民對動(dòng)植物的加工、利用和相關(guān)載體的功能，進(jìn)而復(fù)原古代社會的生業(yè)狀況等。針對跟動(dòng)物有關(guān)的有機(jī)殘留物，目前，國內(nèi)進(jìn)行測試和分析的主要方法包括蛋白質(zhì)分析和脂類分析分析等。需要特別說明的是，正如古DNA研究同樣適用于有機(jī)殘留物分析一樣，蛋白質(zhì)分析和脂類分析同樣適用于動(dòng)物遺存。 1.蛋白質(zhì)分析 蛋白質(zhì)可由骨骼、牙齒、頭發(fā)、動(dòng)植物制品及殘留物中提取。目前，國內(nèi)應(yīng)用于動(dòng)物蛋白質(zhì)分析的方法主要包括蛋白質(zhì)組學(xué)分析、色譜法或氣質(zhì)聯(lián)用方法和酶聯(lián)免疫技術(shù)等。 蛋白質(zhì)組學(xué)方法可直接測定蛋白質(zhì)的氨基酸序列，用于鑒定蛋白質(zhì)來源和種屬。例如，中國科學(xué)院大學(xué)楊益民測得新疆古墓溝墓地發(fā)現(xiàn)有酸奶沉積物（距今3800年）、羅布泊地區(qū)小河墓地出土有開菲爾奶酪（距今3600年），表明牛奶在距今4000到距今3500年前已經(jīng)進(jìn)入新疆先民的食譜，由液態(tài)奶向固體奶制品的發(fā)展是古代人類為了應(yīng)對環(huán)境惡化、擴(kuò)大活動(dòng)范圍尋找更多的生存資源時(shí)發(fā)展出來的一種便攜式食品。 色譜法或氣質(zhì)聯(lián)用法是根據(jù)蛋白質(zhì)的氨基酸含量的差異來鑒定蛋白質(zhì)的組成。蘇伯民等應(yīng)用高效液相色譜對新疆克孜爾石窟的顏料樣品中的膠結(jié)物進(jìn)行分析，通過分析不同氨基酸的含量組成，并與現(xiàn)代牛皮膠、桃膠和蛋清的氨基酸組成進(jìn)行比較，認(rèn)為該膠結(jié)材料為動(dòng)物膠。 酶聯(lián)免疫技術(shù)應(yīng)用抗原體免疫反應(yīng)來鑒定蛋白質(zhì)的種屬，目前國內(nèi)已用于牛奶和蠶絲殘留物的鑒定。洪川等對新疆鄯善蘇貝希遺址3號墓出土黑色塊狀殘留物進(jìn)行酶聯(lián)免疫吸附測定法檢測，結(jié)果顯示其中含有牛酪蛋白，推測它可能是牛奶制品或牛奶摻雜物。1983年河南滎陽青臺遺址出土距今5500年左右的絲綢殘痕，近年來，中國絲綢博物館主要應(yīng)用酶聯(lián)免疫技術(shù)在河南滎陽青臺、汪溝等遺址檢測出家蠶絲，從而證實(shí)中國家蠶馴化和中國絲綢的起源的起源可追溯到距今5500年前。 在《科學(xué)》（Scicence）雜志展望2020年十大科技頭條中，蛋白質(zhì)考古（Protein Archaeology）位列其中，由于蛋白質(zhì)比DNA更加穩(wěn)定，更加適用于研究無法提取DNA的古老化石，甚至是用于100萬年前人類或動(dòng)物的身份遺傳和行為的研究。例如，出自于甘肅夏河溶洞的夏河化石為1件比較完整的右側(cè)下頜骨，在古DNA高度降解未能成功提取的情況下，我國學(xué)者成功提取古蛋白質(zhì)揭示它屬于丹尼索瓦人或其近親種，這是目前除阿爾泰山地區(qū)丹尼索瓦洞以外發(fā)現(xiàn)的首例丹人化石，也是目前我國青藏地區(qū)的最早人類活動(dòng)證據(jù)（距今16萬年前）。蛋白質(zhì)分析或蛋白質(zhì)考古在今后動(dòng)物考古學(xué)研究中有著深廣的發(fā)展前景，特別是對于形態(tài)特征缺失、或年代久遠(yuǎn)的碎骨、動(dòng)物制品及殘留物而言，目前，饒慧云等測試了首例東亞更新世斑鬣狗化石的古蛋白序列，并通過系統(tǒng)發(fā)育分析，認(rèn)為103萬年前東亞的洞穴鬣狗和非洲北部的現(xiàn)生斑鬣狗可能存在基因交流。 2.脂類分析 脂類分析的主要手段是氣相色譜或氣質(zhì)聯(lián)用，通過脂類單體的碳同位素比值法、脂肪酸含量比例等方法，可檢測殘留物的生物種類或來源。中國科學(xué)院大學(xué)任萌等就甘肅酒泉西溝村魏晉墓M5出土銅甑釜內(nèi)下部的白色膏狀殘留物，進(jìn)行紅外光譜、脂質(zhì)分析和單體脂肪酸穩(wěn)定同位素等方法的綜合分析，認(rèn)為其為反芻動(dòng)物油脂，從而為釜甑組合是加工肉食的炊蒸器提供了有力的證據(jù)。 綜上，中國動(dòng)物考古學(xué)學(xué)科的發(fā)展得益于研究方法和融合和創(chuàng)新，特別是近40年來，中國動(dòng)物考古學(xué)走出的這一條多學(xué)科合作之路深化了我們對古代人類和動(dòng)物關(guān)系的認(rèn)知。20世紀(jì)80年代以來，碳氮穩(wěn)定同位素分析應(yīng)用于考古領(lǐng)域，21世紀(jì)以來，該方法在動(dòng)物考古學(xué)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，從古食譜分析的角度揭示了動(dòng)物的食物來源和管理策略。2011年以后，鍶同位素分析開始應(yīng)用于國內(nèi)動(dòng)物考古學(xué)研究并迅速發(fā)展，從動(dòng)物遷移的角度展現(xiàn)了動(dòng)物資源在貿(mào)易、生業(yè)和社會等方面的重要價(jià)值。2007年以來，大量中國古代動(dòng)物遺存古DNA研究成果得以發(fā)表，從遺傳學(xué)的角度基本廓清了中國主要家養(yǎng)動(dòng)物的起源和擴(kuò)散，高通量測序技術(shù)將進(jìn)一步推動(dòng)研究的深入和發(fā)展。以上測試和分析多作用于動(dòng)物遺存本體，而有機(jī)殘留物分析方法可以從痕量遺存甚至“無形”樣本中獲取關(guān)于動(dòng)物資源開發(fā)和利用的信息，如蛋白質(zhì)組學(xué)方法已經(jīng)揭示中國新疆地區(qū)古代先民對奶制品的開發(fā)和利用，色譜法或氣質(zhì)聯(lián)用法提供關(guān)于動(dòng)物膠在顏料中的應(yīng)用，酶聯(lián)免疫技術(shù)已應(yīng)用于奶制品和家蠶絲的檢測和鑒定，脂類分析能夠提供食物種類和器物功用等重要的信息。 展望未來，我們對中國動(dòng)物考古學(xué)多學(xué)科之路的前景抱有非常樂觀的態(tài)度，但是，我們也有需要進(jìn)一步努力的方向。首先，我們需要在明晰這些自然科學(xué)方法原理的基礎(chǔ)上，拓展研究對象、精細(xì)研究方法；其次，我們應(yīng)當(dāng)緊密聯(lián)系考古背景并以此為基礎(chǔ)，開展多種方法的綜合應(yīng)用，形成系統(tǒng)而科學(xué)的信息流；再次，我們不能止步于當(dāng)前或者單純引入現(xiàn)成的研究方法的現(xiàn)狀，應(yīng)從中國考古研究的特點(diǎn)出發(fā)，緊跟自然科學(xué)前沿研究，原創(chuàng)性地應(yīng)用和研發(fā)新的研究方法和手段?？傊?，我們需要深化和細(xì)化研究方法，擴(kuò)展和深入研究內(nèi)容，從而更好地由資源、生業(yè)和技術(shù)的角度揭示古代人類與動(dòng)物相互依存的歷史。 |
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