人类遗骸与生物考古

文 图 / 陈 靓

“生物考古”是20世纪下半叶开始兴起的跨学科研究领域，其中考古发现的人类遗骸成为生物考古的重要资料。通过对人类遗骸的研究，我们可以了解人类进化发展的历程、古代人群的营养状况。具体来说，可以了解他们在没有现代医疗设施干预下如何对待疾病以及他们与生存环境之间的互动等多方面的信息。可以说人类遗骸在考古学研究中发挥着无比重要的作用。

性别和年龄

考古学家在遗址中一旦发现人骨，首先要做的就是对个体的性别和年龄进行初步判断。个体的性别和年龄常常与其所从事的社会活动及生存环境密切相关，这类个人身份信息可以帮助考古学家认定某些随葬品所代表的社会意义。甘肃临潭磨沟墓地出土的滑石项饰都缠绕在女性或者未成年人脖颈处，男性颈项处则不见；石刀、石斧、石锛等生产工具以及代表权力的石权杖只随葬于男性墓葬中，表明磨沟墓地社会分工和男女所处的社会地位存在差异。性别和年龄的识别还有助于确定埋葬者的身份。轰动一时的曹操墓中采集到的头骨残片经鉴定为60岁左右的男性，为确定曹操高陵的真实性增加了重要的砝码。

图① 印加骨

图② 额中缝

图③ 二分舌下孔

头骨——非测量特征

颅骨非测量形态特征研究指对那些难于用测量值来表示，仅可依据一定的形态观察标准,用形容词描述的方法来加以区别的性状研究。非测量性状又称观察项目，非测量特征受到遗传基因的控制，在不同人群的出现情况具有较好的稳定性，具体包括额中缝、印加骨、星点骨、眶上孔、二分舌下孔、舌骨沟骨桥等。利用它们可以进行人群亲疏关系的鉴定，日本学者曾利用头骨非测量特征研究日本人群的历史、东北亚人群的亲缘关系，并且从头骨非测量特征得出阿依努人和琉球人有共同起源的推论。我国学者的研究表明，山东半岛战国到汉代的居民与日本弥生人具有共同的起源。

关注有异常现象的骨骼

考古发现的人体骨骼，往往存在一些异常现象，可分结构性异常和埋藏性异常两大类。所谓结构性骨骼异常就是指因病变、创伤以及功能或特殊习惯等原因导致的骨骼形态变异。埋藏性骨骼异常是指埋藏过程中造成的各种骨骼位移现象。无论什么原因导致的骨骼异常现象，都与古代人群生前的生活环境、生活方式，乃至社会分工、风俗习惯等直接相关。观察分析考古遗址出土人骨的异常现象，有助于获得以上方面的信息，为相关考古学问题的研究奠定基础。例如龋齿的显著增加与农业出现后人类大量食用富含糖分和淀粉的食物密切相关，人类从最初的狩猎采集转变为定居的农业生产，龋齿的发病率出现了一个明显的峰值。创伤异常主要反映出与战争、宗教祭祀等活动有关。

比较常见的病变特征大体有一般性骨骼感染、骨肿瘤、关节疾病、上下颌骨及牙齿疾病、骨骼畸形，以及内分泌紊乱、饮食习惯、血液疾病等造成的骨骼改变，甚至还有先天发育障碍和原因不明的骨性融合等。通过对遗骸上病变特征的观察和分析，能够获得有关古代人类生活方式、健康状况和人地关系方面的重要信息。例如食物种类对健康状况的影响，以肉食和乳制品为主的人群和以植物性食物为主的人群的疾病种类差别；采集和狩猎经济对环境资源的过度依赖，容易受到季节性食物匮乏的影响，从而出现人口控制方式和迁徙等所带来的健康问题等。

陕西关中地区西周至战国时期墓地出土的人骨，如韩城梁带村、西安少陵塬、凤翔孙家南头等龋齿发病率都维持在较高的百分比范围：而新疆巴里坤石人子沟遗址居民的龋齿发病率只有1.1%。这说明不同的生存环境，不同的生计方式导致时代大致相同的古代人群某些疾病的发病率差别明显。

创伤异常主要包括骨质压痕、骨质擦伤、骨折、骨质砍创、骨质切创、骨质划伤、钻孔术创痕以及关节脱位等。西安少陵塬西周墓地M321出土的头骨上，额部出现大面积塌陷性骨折，应是钝器敲击颅骨所致，造成骨板骨折并伴有凹陷性骨裂。青海西宁陶家寨汉晋墓地M63人骨的第11、12胸椎和第1、2腰椎，椎体前后方向发生楔形变形，高空坠落或骨质疏松都会导致此类压缩性骨折。辽宁北票喇嘛洞三燕文化Ⅱ区M114的下颌骨和Ⅱ区M335的头骨都有创伤痕迹。前者受创部位从下颌体底部延伸至下颌颏孔下方，愈合的伤口表明并未致命，但痕迹显示为锐器迎面而伤，且施力者惯用右手。后者的受创部位在右侧顶骨处，显系致命伤刀伤。喇嘛洞墓地居民骨骼创伤例数较多，占总观察人数的5.18%，多为致命伤，可能与战争的频繁发生有关。新疆巴里坤石人子沟M13人骨右侧胫骨下1/3处，有一处外伤深及骨壁，为利刃所刺。胫骨一部分骨质被分开，但胫骨未断，创口在愈合过程中形成较大的骨痂，骨痂包裹住部分腓骨，使得胫骨、腓骨融合成一体。受力方向来自对面右手握兵器的伤害者的奋力一刺。有人研究创口位置在下肢的下端，显示伤害实施者与受害者在伤害发生的时候存在一定的高度差，即受害者的位置高于伤害者，创口遂出现在下肢的下端 。由此推测M13墓主人属于“骑马一族”。

头骨穿孔属于特殊创伤异常现象，创口的边缘多有愈合迹象，应是生前外科手术即开颅所致。头骨穿孔遍及欧洲、美洲、非洲和亚洲等地。常见的头骨穿孔方法主要有刮剥法、挖槽法和锯切法，我国以刮剥法最常见。头骨穿孔部位不尽相同，欧洲以顶骨穿孔最为常见，新疆和静县察吾乎沟口M4的枕骨穿孔比例相当高，似有一定的地域特征。开颅术的实例在青海民和阳山新石器时代、青海大通上孙家寨青铜和铁器时代，河南安阳殷墟青铜时代、黑龙江泰来平洋早期铁器时代等遗址中都有发现。

功能性骨骼异常是由某种习惯性动作或姿态所导致，有别于病变和创伤异常。这类骨骼异常通常与古人长期的行为特点有关，如生存方式、社会分工、社会等级及处置战俘的方式等。新疆于田县青铜时代流水墓地M26中的2号人骨的右侧股骨颈处可以观察到一种被称为“骑马人小平面”的结构，就是长期骑马导致大腿的髋关节部位极度向前扭转而生成的。内蒙古赤峰兴隆洼新石器时代遗址中，多数个体的胫骨下端存在明显的“蹲踞窝”，应该是日常生产或生活中长期或经常性地采用蹲踞姿势所致。

食谱分析

食谱分析是考古学与自然科学结合的一个重要交叉领域，骨组织的化学组成可以反映某些食物中的化学组成。假设人们的食物结构及其来源不同，骨组织中的某些稳定同位素和微量元素的组成就会产生较大差异。通过分析人骨组织中的某些稳定同位素和微量元素，不仅可以揭示古代人类的食物结构，而且能够直接反映当时人们的生产生活方式乃至社会经济形态等。恢复古代人类食物结构的方法主要有两种，一是人骨所残留的骨胶原蛋白质中的碳、氮稳定同位素分析方法，简称同位素食性分析；二是骨骼无机物中所含微量元素含量的分析方法，简称微量元素食性分析。

人类的主要食物来源包括植物性和动物性两大类。不同的植物类型因光合作用固定二氧化碳的方式不同，形成的δ13C（稳定同位素碳十三）值则存在差异。如稻、麦属于C3植物，玉米、粟和稷属于C4植物，它们之间的δ13C值相差可达10~15‰；水生和陆生植物之间相差则可达7~10‰。人类在摄取这些植物过程中，该差异将会始终存在于人类骨骼的骨胶原和羟磷灰石中。人类死亡、埋葬以后，除了极端干燥或冰冻环境，肉质部分很快就损失殆尽，但骨胶原和羟磷灰石一般能够得以长期保存。因此，通过对人骨胶原和羟磷灰石δ13C值的分析，可以辨析所摄取的植物性食物来源。而人骨骨胶原中的δ15N（稳定同位素氮十五）值，则可以判别先民所处营养级，了解其食谱是以肉食为主还是素食为生。氮元素在转化过程中，会在不同的动植物体内发生分馏，产生不同的δ15N。仅有一些植物，主要是豆科植物，能够利用并固定大气中的氮，其δ15N值约等于0‰，所以豆科植物及依靠这些植物为食的动物就具有最低的δ15N值。而其他植物以及所有动物则必须吸收转变成化合物形式的氮，所以陆生环境中的非豆科植物以及以它们为食的动物，便具有稍高的δ15N值。而对于以藻类为食的水生动物，包括各种鱼类等，其δ15N值较高，平均值大约为5.9±2.2‰；海生动物则具有最高的δ15N值，平均值大约为 14.8±2.5‰。

此外，经研究发现：一些微量元素主要存在于植物中，而另一些微量元素则在动物体内聚集较多。如锶、锰、镁、镍等元素一般大量存在于植物组织中，而锌、铜、铝、硒等元素则主要和动物蛋白质密切联系在一起。某些以特定食物为生的动物，在其骨骼中往往可以发现和食物相似的微量元素含量。以不同微量元素为基础，即可估算出古人食谱是以肉类食物还是以植物类食物为主。

新疆巴里坤石人子沟遗址人群δ13C值分布在-17.74‰～-18.96‰，δ15N值分布在12.31‰～14.33‰，通过分析人骨中的C、N稳定同位素可见，巴里坤先民的食物结构是肉类食物为主，植物性食物为辅，植物性食物主要是C3植物。

韩城梁带村M300和M33墓葬等级高于周围平民墓，特别是M33为一座甲字形带斜坡墓道的大型墓，这两座墓的墓主人都是31～34岁的壮年女性。M300随葬青铜器为一鼎二簋，属于士大夫级。M33随葬青铜器包括4件铜翣、13件铜铃、49个铜鱼，骨器有23个骨贝，石器有104个石贝，蚌器有18个蚌泡，玉器有12件，由此推测墓主人应该是芮国贵族。这两座墓主人的食性分析结果是M300的δ13C值为-8.28‰，δ15N值为11.29‰，M33的δ13C值为-8.37‰，δ15N值为10.74‰。这些数据表明，两位女性墓主生前的食物以动物性食物为主，植物性食物占有一定的比例，植物性食物是以C4类植物为主。

DNA分析

分子人类学是分子生物学与人类学交叉而形成的边缘学科，产生于20世纪60年代。通过提取和分析人类 DNA中所蕴藏的遗传信息，进而揭示人类的形成与演化过程，并探寻人类的祖先。目前，分子人类学主要应用于人类起源与进化、古代居民的遗传学构成与血缘关系、现代人种起源和个体间亲缘关系等研究领域。

人类生命个体的基本单元是细胞。在亿万个细胞组织中，发挥遗传作用的只是细胞核中的23对染色体，DNA就是染色体中的遗传物质。大多数DNA中含有两条平行而螺旋缠绕的DNA链，这种双螺旋结构对遗传物质的稳定性和准确性至关重要。研究表明，DNA是细胞中唯一能够自我复制的遗传物质，发生变异的可能性极小。当细胞分裂时，DNA能够准确地自我复制，亲代细胞所含的遗传信息就会完全传送到子代细胞中。根据遗传基因的这一基本特性，便可从古代人类遗骸中提取DNA片断，进而复制、测序，进而分析样本之间的亲缘关系。

之前的研究表明夏家店上层文化人群与井沟子墓地人群在颅面部形态特征上差异明显，学者普遍认为这两组人群亲缘关系较为疏远。为此，吉林大学边疆考古研究中心有针对性地选择了代表夏家店上层文化的水泉遗址、龙头山遗址的牙齿进行线粒体DNA的研究。从龙头山3枚牙齿提取的DNA获得了DNA高可变Ⅰ区364bp长度片段，经过对比可归入M10亚型、A亚型和A亚型。水泉遗址的5枚牙齿线粒体DNA属于A4、D5、D4、M﹡、M8a型。这两组人群在母系遗传上非常接近，都与现代东亚人群具有较接近的遗传关系。井沟子人群DNA检测结果表明，他们的单倍型类群相对单一，只有C、D、G、M10,并且C、D、G的频率极高，他们与龙头山和水泉人群母系遗传距离很远，与他们接近的只有属于北亚类型的鲜卑人。

考古出土的人体遗骸是考古学的重要研究对象，能为考古学提供古代人类及古代社会的许多知识。对人类遗骸的研究是人类认识自身最有效的方法，它通过多学科的交叉发展，正全方位、多角度为考古学研究提供有价值的信息，其研究领域必将越来越宽广。