人类骨骼考古中的行为重建

张晓雯 赵永生 王 芬

（1、3.山东大学历史文化学院 山东济南 250100；2.山东大学文化遗产研究院 山东济南 250100）

内容提要：人类行为重建在探讨古代社会劳动分工、社会等级差异、经济模式等方面发挥着重要作用。基于骨重塑理论和磨损理论，目前可使用3种手段对古人行为进行重建，分别是起止点改变、骨骼测量和古病理学方法。每种方法都有其自身的优势和局限性，可以根据材料的实际情况和研究目的来选择合适的方法，也可将多种方法结合使用。

人类骨骼考古学，是以考古发掘出土人骨遗骸为研究对象，运用解剖学、形态学、古病理学、功能力学、骨化学、遗传学等研究方法，对先民体质特征、人群迁徙、饮食结构、生长发育水平、生业经济、行为模式、暴力冲突以及亲缘关系等一系列问题进行探讨，从而研究人类古代社会的一门学科，是考古学的分支学科[1]。2014年8月14日，经中国考古学会批准，“中国考古学会人类骨骼考古专业委员会”在吉林大学边疆考古中心成立，标志着人类骨骼考古学在中国的正式确立[2]。行为重建研究所探讨的核心问题是古代居民的生存策略，如狩猎采集、农耕种植、劳动分工等，进一步还可延伸到关于社会分层或政治变更等社会问题，是我们研究古代社会政治、经济、文化的重要手段。

20世纪以来，重建古代人类的生活始终是欧美人类骨骼考古研究的热门话题之一，我国在2010年后也开始有学者尝试探讨有关古人运动模式及生活方式的时序性变化等问题[3]。近年来，关于重建古人行为模式的话题逐渐受到广大学者的关注。本文将简要介绍古代人类行为研究的理论来源、常用方法与经典实践，并分析国内外的研究进展，以期为我国的古人行为模式研究提供一些思考与借鉴。

一、行为重建研究背景

关于行为活动（职业）对人的身体产生影响的研究可以追溯到欧洲工业革命之初。16世纪中叶，欧洲开始出现关于贸易和军事疾病的医学文献。德国的乔治亚·阿格里科拉（Georgius Agricola）在其专著中描述了波希米亚和西里西亚矿工所患疾病及遭遇的事故[4]。18世纪初，意大利医学教授贝纳迪诺·拉马齐尼（Bernardino Ramazzini）首次对“工业医学”和“贸易医学”进行了系统研究，他发现了工匠和画家身上的金属中毒症状与某些特定金属的关系，并因此认识到职业对个人健康的影响[5]。1831年，查尔斯·特纳·塔克拉赫（Charles Turner Thackrah）发现长期坐在织机上的织布工人出现了骨盆变形和脊柱侧凸现象，他认为，在英国工业革命初期，恶劣的劳动条件和营养不良会加剧这些畸形[6]。此外，久坐还容易引起慢性坐骨滑囊炎，进而产生双侧坐骨结节。这种在织布工人中常见的职业病，被称为“织布者臀（Weaver’s bottom）”[7]。

直到19世纪下半叶，解剖学家和外科医生才普遍意识到骨骼形态和尺寸的不规则现象可能与生活习惯有关。威廉·阿布什诺·莱恩（William Arbuthnot Lane）观察与研究在就诊工人身上发现的胸骨和锁骨异常改变后，认为这些骨骼变化是多年繁重的体力劳动塑造出来的，与负重有关[8]。他用“压力变化（pressure changes）”一词来指代为适应习惯性活动而发展起来的解剖学标记，以区别于与年龄增长相关的创伤和骨骼改变标记[9]。威廉·特纳（William Turner）指出，在一定范围内，骨骼的形状会受到附着在其上的肌肉组织的影响。如果一个族群的生活习惯使某些特殊的肌肉群发挥作用，那么这些肌肉群附着处的骨骼表面会发生相应的变化[10]。

艾略特·史密斯（Elliot Smith）和伍德·琼斯（Wood Jones）最早运用古病理学方法（观察骨性关节炎和创伤）对古代努比亚人的行为做出推测[11]。20世纪初，随着运动医学和整形外科医学的发展，一些生物考古学家开始将注意力从骨骼和牙齿结构的形态变化转向对习惯性活动的重建[12]。

二、行为重建的理论与方法

（一）理论来源

行为重建研究主要有赖于两个基本理论：骨重塑理论（沃尔夫定律，Wolff’s Law）和磨损理论（Wear-and-tear theory）。骨重塑理论是长骨横截面几何形态分析以及起止点改变研究的基础，而磨损理论主要用于分析骨性关节炎、脊柱应力性损伤等病理现象与活动的关系[13]。

1.骨重塑理论

牛顿第二定律指出，当力作用于物体时，物体会产生加速度。若限制物体运动，运动将以变形的形式发生在物体内部，以此来适应力。即使发生了运动，生物组织在施力时也会发生形变。因此，当肢体肌肉对骨骼施加力时，肢体会移动（甚至可能移动整个身体），但也会因受到限制而发生一些变形。钙化组织（如骨骼和牙齿）通过重塑来增强自身能力，以防止因变形而产生的破裂[14]。德国解剖学家朱利叶斯·沃尔夫（Julius Wolff）指出，骨组织对力学刺激有很强的适应能力[15]。骨骼形态和功能的变化会引起其内部结构和外部形状的变化。为满足骨骼负荷变化的需要，骨骼会不断进行细微的结构调整[16]，即在需要的地方生长而在不需要的地方吸收[17]。“沃尔夫定律”适用于具有独特组成、发育和功能特性的骨、软骨、牙釉质和牙本质，以及作为骨骼组成部分的宏观骨（即骨膜、骨质和骨髓）[18]。

2.磨损理论

人体生物摩擦指在生物环境中产生摩擦学行为，其特点在于摩擦副（即两个既直接接触又产生相对摩擦运动的物体所构成的体系）由人体器官构成。摩擦副具有感知和自适应能力，其摩擦（磨损）行为受到生命物质（细胞和蛋白质等）的影响，磨损产物（磨屑）会引起体内生物反应[19]。人类骨骼考古学中的磨损理论，主要针对因长期机械应力对骨骼、关节和牙齿产生的磨损，如加速骨性关节炎的发展、引发脊柱的应力性损伤、牙齿磨耗等。人类学家们通过这些磨损形态来推测古人的活动模式，重建过去的生活方式。

（二）研究方法

目前学界普遍使用的行为重建研究方法大致可归为3类：肌腱、韧带起止点改变，骨骼测量，古病理学观察。

1.起止点改变研究

20世纪80年代，以肯尼思·肯尼迪（Kenneth Kennedy）为代表的欧美学者普遍将活动引起的骨骼变化称为“职业应力标志物（Markers of occupational stress，简称MOS）”。这一专有名词存在两大弊端：一是过于明确的指向性，即将骨骼变化痕迹与某些职业或特定行为相关联，进而得到一个不甚严谨的推论，还可能涉及文化偏见[20]；二是词义模糊，包含多种用于解释习惯性活动的骨骼标记，如退行性关节疾病、创伤、肌肉与肌腱的应力标记等[21]。因此，90年代末，以戴安·霍基（Diane Hawkey）和查理斯·默布斯（Charles Merbs）为代表的学者提出了“肌肉骨骼应力标 记（Musculoskeletal Stress Marker，简称MSM）”概念，用以描述日常生活中习惯性地使用肌肉和韧带时产生的骨骼变化，包括骨骼粗壮度增加、表面凹凸不平、应力损伤以及骨化性肌炎，而退行性关节病、创伤、长骨或关节几何形态等指标则不在其范围内[22]。然而，肌肉骨骼应力标记一词也并不十分恰当。起止点改变的病因在本质上是多因素的，而MSM从名称上预先假定了肌肉标记的主要病因[23]。2009年，在科英布拉大学举办的肌肉骨骼应力标记研讨会上，学者们对这一术语进行了修正，更名为“起止点改变”。

肌肉在使用过程中始终在对骨骼施加力，为防止损伤，骨骼必须对这些力做出反应。肌肉的使用在重塑骨骼和保持力量方面至关重要，因为肌肉的使用会使骨骼承受激活成骨细胞所必需的压力[24]。因此，较大且清晰可辨的肌肉标记是日常和重复性工作中持续使用肌肉的结果，这使得肌肉标记成为重建过去生活方式的理想选择[25]。

2.骨骼测量分析

骨骼测量通常使用宏观或微观的测量方法，通过分析骨骼的几何特性来推断其负荷，被广泛应用于群体内部和种群间的形态比较。长骨横截面几何形态研究是目前最常用的骨骼测量方法，用以探讨生存策略在人群间或群体内部的变化、健壮度的历时性变化、劳动分工和上肢对称性问题（惯用手）。肱骨、股骨和胫骨，常被用于研究古人的体格健壮程度[26]。由于下肢骨骼参与了行走、跑跳等双足活动，因此它们常被用来分析人群的流动性[27]。上肢骨骼多被用于分析上肢活动的不对称性（惯用手模式），因为两侧上肢的强壮度差异通常与不同的日常活动有关[28]。

3.古病理学方法

重建古人活动所使用的古病理学方法是宏观意义上的，既包括骨性关节炎、剥脱性骨软骨炎等具有临床表现的疾病，也包括黄韧带骨化、肩峰不融合、椎弓脱离等基本不具有临床表现的病理性改变以及创伤。在与习惯性活动相关的病理现象中，骨性关节炎是我们最常见的一种。骨性关节炎又称退行性关节病，是一种以关节软骨的变性、破坏及骨质增生为特征的慢性关节病，是由于力学、生物学因素造成关节软骨、细胞外基质和软骨下骨的正常退变与合成二者间失去平衡的结果[29]。将关节病与特定活动或职业联系起来取决于这样一个假设，即重复性的活动方式和辛苦的劳动会增加罹患退行性关节病的风险。特别是在年龄可控的情况下，特定关节的关节炎严重程度，是日常活动中持续使用特定肌肉和关节的结果[30]。此外，对骨骼应力性损伤（如椎弓脱离、许莫氏结节、脊柱压缩骨折等）、肩峰不融合、牙齿特殊磨耗等病理现象的分析，也是行为重建的常用方法。

三、人类骨骼考古中的行为重建

（一）起止点改变研究

通过研究起止点区域的骨骼形态变化来判断惯用肌肉及其健壮度，从而推测古人的活动模式和强度[31]，多是直接观察起止点处的骨骼表面形态，也有少部分学者使用测量方法进行研究[32]。肯尼迪对印度史前狩猎采集人群的起止点观察发现，只有成年男性显示出旋后肌附着处的尺骨嵴肥大。他将这一发现与狩猎采集者的一些习惯性活动联系起来，如投掷长矛、梭镖投射器、回飞镖或类似的投掷武器[33]。侯侃研究发现，聂店男性伸肘活动较多，而女性的左肩关节和右前臂使用较多[34]。在下肢研究方面，琼·奥茨（Joan Oates）等人通过对纳加尔发现的1具遗骸的两侧股骨臀肌最大值及髌骨、跟骨和脚趾肌肉起止点的观察发现，该个体在生前经常进行跳跃活动。结合遗址出土印章和楔形文字推测，此人生前可能是一名专业杂耍演员[35]。克塞尼娅·久基奇（Ksenija Djukic）通过对塞尔维亚中世纪狩猎采集人群和农业人群的比较研究发现，内收肌起止点的评估为确定人群中的骑手提供了最可靠的标准[36]。

起止点研究还可以回答有关性别分工、群体差异、社会分层以及对称性等问题。约翰·罗布（John Robb）分析了意大利蓬泰卡尼亚诺铁器时代墓地中的18组起止点，发现男性的所有肌肉都比女性发达[37]。史蒂文·丘吉尔（Steven Churchill）和艾伦·莫里斯（Alan Morris）关于科伊桑史前狩猎采集者的研究表明，在不同生态环境下，人群的活动强度存在差异。森林和灌木群落中的男性比热带稀树草原男性的活动强度更大，而女性之间则没有明显差异。研究者们推测，不同生态环境下的女性可能都从事着相对简单的园艺活动[38]。哈维尔科娃（Havelková）大摩拉维亚早期人群起止点病发病率的调查发现，居住在城堡范围内（代表上层社会）的男性明显比腹地内（农业人群）的男性患病率低，而城堡中的女性则比腹地女性的患病率更高。由此推测，城堡中的妇女并不能代表社会中的特权阶层[39]。在起止点形态的对称性（惯用手）方面，西娅·莫里森（Theya Molleson）[40]、简·皮特森（Jane Peterson）[41]和奥尔乌莫伊（Al-Oumaoui）[42]等人，通过比较上肢左右两侧起止点，探讨了不同人类遗骸的上肢对称程度。侯侃在聂店墓地出土人骨上发现了“右利手”和“左利足”这两种肢体侧别倾向[43]。

（二）骨骼测量分析

若采用测量手段重建古人行为活动，目前学界最常用的方法是长骨横截面几何形态分析。克里斯托弗·拉尔夫（Christopher Ruff）等学者发现，随着时间推移，从原始人到现代人，骨骼的健壮程度呈显著递减趋势[44]。从狩猎采集向农业经济过渡的过程中也存在类似趋势。随着农业经济的发展，佛罗里达州和佐治亚州沿海居民的股骨转子下段、中段和肱骨中下段的尺寸有所减小[45]。莎伦·布洛克（Sharon Brock）和拉尔夫对乔治亚湾男性股骨中段的测量发现，身体机械性负荷随农业集约化程度加深而有所减轻[46]。与此相反，帕特丽夏·布里奇斯（Patricia Bridges）通过对阿拉巴马州西北部农民的股骨和肱骨横截面几何结构的研究认为，与早期狩猎采集人群相比，农民的日常活动强度更加剧烈[47]。达米亚诺·马奇（Damiano Marchi）等人的研究也得到了类似结论[48]。

男性上肢不对称现象通常被认为是长期使用某种武器造成的。有研究认为，陶顿战役（Battle of Towton，1461）阵亡将士[49]与玛丽罗斯号（Mary Rose，1545）船员[50]左侧肘部的异常粗壮与长期练习射箭有关。南非开普敦地区石器时代晚期丛林部落男性上肢粗壮度的差异，也被认为与使用长矛和弓箭狩猎有关[51]。另有一些研究发现，女性的上肢形态比男性更为对称。布里奇斯认为，美国东南部史前女性粗壮的双臂与食品加工活动有关，如使用杵和臼研磨玉米等[52]。下肢研究通常用于探讨古代人群的流动性问题。马奇等人研究发现，与中石器时代相比，利古里亚北部新石器时代人群的大腿更加粗壮，这可能与当地多山和丘陵的地貌以及流动性较强的游牧生活有关[53]。何嘉宁对北京军都山东周游牧人群与清代君子村农业人群的比较发现，游牧人群的流动性存在明显性别差异，男性具有较高流动性和下肢功能活跃度，而女性下肢功能活跃度较弱与君子村相似，可见军都山男、女性之间存在明显的与劳动分工有关的下肢运动模式差异[54]。

（三）古病理学方法

默布斯将肩、肘、腕、手、脊柱、肋骨、臀部、膝盖、脚踝和颞下颌关节处发现的骨性关节炎与民族学调查发现的特定活动相关联。如：手腕和手指的骨性关节炎与缝制、捶打、剥皮和劈开硬质材料（如兽骨或石头）等行为有关；划皮划艇和投掷鱼叉或飞镖会对肩膀造成较大压力，并影响肩锁关节和肘关节[55]。南希·洛弗尔（Nancy Lovell）和亚伦·杜布连科（Aaron Dublenko）关于4具因纽特人遗骸的脊椎、膝、髋、跖指关节和颞下颌关节的研究表明，男性可能从事大量类似搬运或划船类工作，而女性则从事较繁重的园艺活动[56]。一些学者结合民族学研究成果，将肘部的骨性关节炎与某些特定活动（如投掷长矛）联系起来。劳伦斯·安吉尔（Lawrence Angel）首次使用“梭标投射器肘（Atlatl elbow）”一词，特指在美国加利福尼亚13个狩猎采集者中发现的骨性关节炎。他认为狩猎者的肘部关节炎是由肘部屈伸过程中反复的压力作用，以及长期使用梭标投射器时，手和前臂经常性的内旋和外旋造成的[57]。一些研究表明，颈椎或腰椎关节炎可能与负重有关。马文·艾莉森（Marvin Allison）根据迈塔斯墓地（Maitas cemetery）内发现的大量“Capachos（一种大篮子）”推测，人骨上的颈椎关节炎可能与生前经常将重物负于前额有关[58]。

骨性关节炎的性别差异得到广泛关注。研究者们通常将性别差异归因于活动模式的差异。索弗·德雷文斯基（Soferer Derevenski）观察了16—19世纪英国恩赛人的脊柱，发现女性腰椎关节炎出现率明显高于男性。这可能与文献记载和民族学调查所知的两性分工相符，即恩赛女性经常将沉重的篮子或筒缠在胸前或背在肩上[59]。洛弗尔和杜布连科对19世纪加拿大毛皮贸易工人的研究表明，男性的骨关节炎可能是搬举重物、划船等艰苦劳动造成的，而女性的骨关节炎可能与园艺活动有关[60]。骨性关节炎还常被用于探讨有关生业经济和社会地位方面的问题。有研究表明，与农业人群相比，狩猎人群更易罹患关节炎，特别是上肢关节炎的患病率更高，因为上肢要更多地参与钓鱼、投掷鱼叉、游泳、潜水和划船等活动[61]。谢尔伊伯特（Scheel-Ybert）通过对定居在巴西大西洋沿岸的“贝丘建造者”的研究发现，以捕鱼和采集贝类为主的生业经济模式，使其上肢关节炎的患病率明显高于下肢[62]。然而，布里奇斯对美洲史前骨关节炎研究情况梳理后发现，无论是狩猎采集经济还是农业经济，膝盖处的关节炎均最为常见，其次是肘部[63]。可见，不同地区狩猎采集者的活动模式存在一定差异。在关于社会地位的相关研究中，艾莉森发现，与平民男性和女性相比，男性萨满的颈椎和腰椎关节炎患病率最低。他将这些社会差异归因于农业的出现，认为农业是以牺牲大多数人的健康为代价，而使少数人（即萨满等精英阶层）受益[64]。

除骨性关节炎外，对椎弓脱离（脊椎峡部裂）、肩峰不融合、牙齿特殊磨耗等病理现象的观察，也是重建古人行为的常用方法。安德里亚·莱萨（Andrea Lessa）通过对巴西南部史前沿海居民的调查推测，男性投掷鱼叉、划船、撒网，女性长期负重、种植、育儿，可能是导致椎弓脱离高发的原因[65]。安·斯特兰（Ann Stirland）发现了肩峰不融合与射箭活动之间的联系。她对玛丽罗斯号船员遗骸的研究认为，从幼年起有规律地拉弓和射箭活动可能阻止了肩峰骨骺的愈合[66]。格雷厄姆·特纳（Graham Turner）在一具中世纪男性遗骸上发现了特殊的前牙磨损，他将中世纪的铁钉与该个体的牙齿磨损缺口比对发现，铁钉能够精准地嵌入牙齿缺口。由此推测，此人生前可能长期从事木匠工作[67]。习惯性的动作或长期保持某种姿势，往往也会在骨骼上留下一些特殊的痕迹。莫尔森发现，肱骨远端的桡骨窝深陷，可能是长期将带子挂在肩上来搬运重物造成的。这种行为使手臂紧靠肘部，在活动时，桡骨头会撞击肱骨远端骨骺上方。这种骨骼变形的典型案例发生在一个中世纪的船夫身上，他长年在胸前和上臂绑一根带子来将重型船只拉到陆地上[68]。研究者们发现，智利阿里卡（Arica）史前女性木乃伊的足踝上有长期蹲踞留下的痕迹，这可能是长期在海边处理贝壳时形成的[69]。原海兵在殷墟遗址中发现，商人跖骨前端存在一个特殊的关节面——“跪踞面”。在参考李济、石璋如、林沄等学者对古代文献和考古发现的关于古人坐姿的研究后，他认为“跪坐式”是我国史前至汉晋时期中原人的典型坐姿[70]。

三、思考与展望

近年来，行为活动重建已成为人类骨骼考古学的重要研究领域之一。经过50余年的探索与发展，欧美考古学界已基本形成了系统且多样的研究方法。需要注意的是，不同的研究方法都有其优势和局限性。

例如起止点改变研究，其最大的优势在于相对较低的研究成本以及易于收集的数据。起止点改变研究通常采用肉眼直接观察，对肌腱、韧带附着处的骨骼形态变化进行赋值并统计，成本低廉、操作简便。此外，对起止点的观察几乎覆盖人体的绝大部分骨骼，研究范围广阔。然而，除了由机械应力引起的变化外，肌肉形态的个体变异也在一定程度上取决于生物因素，如遗传基因、性别、年龄和体型。受遗传因素影响，肌肉纤维的数量在个体之间存在一定差异，特别是不同种族间的肌肉质量差异，目前还难以估计[71]，因此，跨区域的研究会受到限制。对起止点改变的历时性研究可能更适用于生活在一定区域范围内且连续发展的小群体。肌肉质量和力量的性别差异在青春期形成。青春期前，肌肉大小和力量的增加与身高和体重的增加成正比；而从青春期开始，由于睾酮分泌水平的差异，男孩的肌肉尺寸和力量（特别是上肢）比女孩更快地增加[72]。这种生理差异使男性比女性一般要显示出更大的肌肉横截面积和力量[73]。由于成年男性在运动前的肌肉质量比女性更大，因此，即使男性和女性在运动反应中表现出相似的肌肉肥大潜力，男性的肌肉大小和力量的绝对变化依然比女性更大[74]。在比较男女两性劳动强度时，我们需要将这种两性生理差异考虑在内。衰老对肌肉质量存在很大影响，有临床研究表明，在18至44岁之间，肌肉质量与年龄没有关系，但从45岁开始，肌肉质量明显下降[75]。因此，对老年标本的研究可能存在更多的误判。韦斯（Weiss）对多个群体的肌肉标记性别差异研究发现，男性的肌肉标记得分高于女性，但当体型因素受到控制时，这种性别差异便消失了[76]。因此，起止点改变的性别差异也可能是由于体型而不是活动方式造成的。若将体型限制在一定范围内观察，性别差异仍没有消失，那么这种差异很可能是由活动方式影响的。

随着三维成像技术和CT设备的日益普及，骨骼测量方法已愈发成熟且精确。特别是对长骨横截面几何形态的研究，在探讨古人劳动分工、生存策略转变、环境对生存方式的影响等方面发挥着重要作用。但用测量方法重建古人行为，主要针对于群体性研究，若样本量很小甚至是对某一个体的研究则无法实现。骨骼粗壮度差异通常被解释为性别分工，但生理差异（遗传基因或激素等）也可能对其产生影响。此外，环境也会对骨骼产生影响，特别是下肢。拉尔夫对居住在3种不同环境中的6个美洲印第安人群的研究发现，与在平坦地形上行走的人相比，山区印第安人的股骨更健壮。他认为，这些地形效应甚至可能超过了生存模式的影响[77]。

古病理学方法通常也是采用肉眼观察获取信息，且其不仅限于群体研究，还可以进行针对某一个体的行为重建，正如萨拉·贝克尔（Sara Becker）将骨性关节炎与起止点观察相结合，对安第斯山脉南部蒂瓦纳库的一名女性制陶工匠进行的骨传记（Osteobiography）研究[78]。一些特殊的病理现象（如跪踞面等）具有较明确的指向性，可以与某些具体行为习惯相对应。但与起止点和测量方法相似，遗传基因、激素、体重、年龄等因素也会对其产生影响。因此，在进行对比研究中，应考虑到不同人群间（特别是不同人种）的遗传差异，尽可能选择年龄相近的研究对象，并慎重解读两性差异。此外，受解剖结构影响，下肢承担着更重的机械负荷，从而增加了罹患关节炎的风险。因此有学者提出，上肢对重建古人行为更加有效[79]。

20世纪八九十年代，许多学者将骨骼上的某些现象与具体活动相对应，如肯尼迪对“梭镖投射器肘”的研究。但人类的行为是复杂多样的，在没有充分的史料、民族学调查或某些特殊遗物证据的前提下，对具体行为模式的重建是难以实现的。其次，受生长发育影响，上述方法均只适用于成年个体，未成年人的行为活动目前还难以单独从骨骼上获知。此外，气候变化、地形地貌、重大的政治变革等因素对人的行为活动也会产生很大影响。基于上述方法的优势与局限性，我们可以根据材料的实际情况和研究目的来选择合适的方法，也可将多种方法结合使用。虽然在研究方法上还存在一些争议，但不可否认，对古人行为模式的重建将是探索古代社会政治、经济、文化的重要手段，在我国未来的考古学研究中定能发挥其独特作用。