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看,动物考古的科技“武器”

发布时间:2021-09-16 09:59:00来源: 光明网-《光明日报》

  作者:侯亮亮(山西大学历史文化学院考古学系副教授)

  动物考古学是考古学和古动物学相结合的交叉学科。科技手段的出现和日趋进步,让这一交叉学科逐渐成为学界热点——稳定同位素生物考古、古DNA研究等,让研究者能够通过古遗址出土的动物遗存,来揭示古代人们选择食物、狩猎、饲养家禽家畜等方面的经济生活和文化生活概况。对于没有文字记载的史前遗址,动物考古能够为勾勒那时人类的生活场景提供更加可靠的证据。

  1.动物考古是探索人类文明发端的窗口

  随着更新世晚期末次冰盛期的结束,全新世大暖期开始到来了,人类历史的进程从旧石器时代进入新石器时代,先民的生存环境得到极大的改善。在温暖湿润的环境中,新石器时代先民利用和开发自然资源的方式和方法也开始发生了革命性变化。其中,先民开始有意识地控制、管理甚至驯化动物,导致了家畜的出现。

  家畜的出现和饲喂,不仅为人类提供了稳定的肉食资源,改善了人类的食物结构和生活条件,还加速了社会的复杂化进程以及人类文明的发展和传播。此外,家畜作为社会财富的重要体现形式,在人类的仪式性活动中扮演着重要的角色,有效地影响着古人的社会习俗和精神生活。

  深入探索家畜的起源与驯化及其背后的文化事件,不仅有助于揭示家畜在古代农耕社会乃至人类漫长生产生活中的作用和意义,而且有助于了解人类社会的复杂化进程。因此,家畜起源及其驯化的研究一直是各个学科关注和研究的热点和焦点问题。

  2.鉴别是否为家畜的几种科学方法

  广义上而言,家畜起源的研究主要包括家畜是由何种物种如何进化而来,最早的家畜出现于何时何地,现代各家养动物种的祖先及起源地等问题。家畜起源与驯化研究的核心问题是家畜与野生动物的鉴别,特别是驯化初期家畜与其祖本野生动物的鉴别。

  多年来,世界范围内诸多学者从动物考古学和分子生物学等视角提出了一系列鉴定的标准,勾勒出猪、狗、牛、羊等动物起源和驯化的时间轴,并讨论了相关家畜驯化的动因和机制。

  动物考古学通过观察和测量考古遗址中动物遗骸的形态特征,即骨骼和牙齿的形态、尺寸大小、病理特征和性别年龄分布等,并和现代家畜及其野生祖本进行比较分析,结合考古背景资料,识别并判定其是否为家畜。

  分子生物学是研究家畜驯化和起源的另一重要途径。动物遗骸中的古DNA记录了动物生命个体发展和变化的痕迹,因此通过现代和古代家畜及其野生祖本中的DNA分子标记分析,比较它们之间的谱系及亲缘关系,即可了解现代和古代家畜与其野生祖本的承继关系,探明家畜驯化的遗传特征。

  然而,需要特别指出的是,只要骨骼和牙齿形态上符合现代家畜的标准,那么这些就一定是经过漫长驯化后被选择的动物,因此这些动物就应该是家畜。同时,通过考古遗址出土的动物骨骼和牙齿的DNA研究,依据现代分子生物学的原理,可以大致追溯野生动物和家畜DNA分野的时间点,但在相应的时间范围内寻找家畜驯化的实物材料,特别是驯化的家畜本身的遗存,几乎比登天还难。

  3.同位素分析为家畜驯化初期的鉴别开辟新途径

  发轫于20世纪80年代初的稳定同位素分析,是通过对考古遗址中出土人(动物)骨或牙中的稳定同位素分析,是揭示先民(动物)食物结构和生存环境的主流方法。根据“我即我食”的原理,人或动物硬组织(包括骨和牙)的化学组成与其食物中的化学组成密切相关。

  当人和动物的食物来源不同时,其硬组织中的碳(C)、氮(N)稳定同位素组成也就存在较大差异。通过对它们的分析,可揭示其生前10年左右的食物结构、生活方式以及生存环境。与骨相比,牙齿(臼齿)自萌发至完全长成后,就属于“死组织”,其化学组成始终保持不变,并与人类(动物)幼年期的食物结构及栖息地休戚相关。若比较人类(动物)牙齿和骨中化学组成的异同,还可进一步了解该个体的食物结构和生存环境的变迁。

  人类对野生动物食物的供给和饲喂,是野生动物得以驯化的先决条件之一。主要从自然环境中获取食物的野生动物,一经驯化,即使是在驯化初期,其食物至少有一部分也将依赖于人工饲喂的农产品或人类的食物遗留。这样,它们的食谱必将受人类影响而发生变化,与野生动物食谱存在明显差异。因此,通过对遗址中出土的动物骨骼进行C、N稳定同位素分析,揭示动物群间的食性差异,了解人类的饲喂活动对动物食物的影响,可以作为鉴别驯化初期家畜与野生动物的一个有效方法。

  作为一种探索,将食物结构分析方法用于家畜与野生动物的鉴别,对不同历史时期、特别是史前若干遗址出土的动物骨骼,进行C、N稳定同位素分析,可以揭示人类活动对动物食物结构的影响,进而揭示家畜与野生动物在食物结构上的差异。这种方法为鉴别驯化初期家畜与野生动物,开辟了一条新的途径。

  4.文化驯化往往发生在家畜形态和DNA改变之前

  一般认为,野生动物的驯化包括生物驯化和文化驯化两个部分。

  在生物驯化过程中,人类有意识地控制和选择一小部分野生动物的繁殖与发育,使其处于人类的生物控制之下,逐渐与野生种分离并产生较大的形态和DNA分子差异,从而驯化成为家畜。动物形态和DNA分子序列的改变,非一朝一夕之功,常常需要千年甚至数千年之久。

  而文化驯化则是人类通过对动物栖息环境和食物的控制,使其处于人类的文化控制之下,在较短的时间内改变动物的生活习性,使之与人类社会发生紧密联系。显然,探讨文化驯化是否发生,即辨别野生动物是否已处于人类的文化控制之下,是了解家畜起源的关键。

  在文化驯化发生阶段,家畜与其野生祖本往往没有产生较大的形态和DNA分子差异。直到生物驯化阶段,二者的相关差异才逐步产生。因此,较大的形态和DNA分子差异出现的时间,远远晚于人类有意识地控制和饲喂家畜的时间。驯化初期,家畜可能被人类捕获、拘禁、控制甚至圈养,其栖息环境和食物来源会受到人类的控制。因此,重建和还原相应动物的食物结构和栖息环境,观察其是否受到人类的干预,可望为家畜的驯化提供一个新的视角。

  需要说明的是,仅靠一种标准作为鉴别的依据,肯定会在一定程度上存在不确定性或误差,多种方法的结合才是鉴别的可靠途径。因此,多维视角下多重证据才是判断家畜与野生动物鉴别的必由之路。

  延伸阅读

  中国最早的家犬何时出现

  狗是人类最早驯化和饲喂的家畜,对人类的生存和发展具有重要意义。我们可以通过一种碳的同位素“δ13C”来鉴定其是否为家养。简单地说,在北半球的绝大多数地区,野生植被基本都为碳3植物,具有较低的δ13C值,但人类栽培和种植的粟、黍和玉米等则都为碳4植物,具有较高的δ13C值。

  通过对新石器南庄头遗址出土动物骨骼形态学的观察和测量,发现3件至少可代表两个个体的犬科动物的上颌标本,可能为家犬。同时,通过对南庄头遗址出土的鱼、雉科未定种、狼、犬科未定种、野猪、梅花鹿、狍、牛亚科未定种等骨骼中的C、N稳定同位素进行了分析,发现上述2例犬科动物的食物结构明显不同于野生生态系统食草动物、杂食动物和食肉动物的稳定同位素特征,即它们的食物结构中明显包含了一定量的粟黍类食物,而且还发现随时间的发展它们食物结构中粟黍食物的比例可能有所增加,这说明它们明显受到先民活动的影响。此外,通过对2例犬科动物骨骼中的胶原蛋白进行直接的碳14测年,明确了他们的绝对年代分别为距今10222~9929年和距今9538~9478年。因此,可以确定这是迄今为止中国最早的家犬。

  家猪的起源仍是个谜

  现代研究显示,家猪和野猪的食物结构存在明显的差异。一种氮的同位素“δ15N”可以协助我们进行分辨——研究显示,野猪主要以野生植物、小昆虫及小动物为生,其δ15N值更接近于食草类动物,但远低于野生条件下的食肉类动物。然而,一旦猪被先民控制、管理和饲喂,猪就会直接或间接摄取先民的食物和先民生活垃圾等,这会导致家猪食物中包含较多的蛋白质,导致其δ15N值比野猪高。同时,由于施肥等影响,多数人工栽培农产品都会具有比野生植物更高的δ15N值,这使得在人类控制、管理和饲喂条件下的猪,会呈现出比野猪更高的δ15N值。

  中国已知最早的家猪出现在距今9000多年前的舞阳贾湖遗址。时间更早的南庄头遗址也出土了一些猪的骨骼,形态完全符合野猪的特征,但它们的食物结构暂无人为干涉的迹象。因此,南庄头遗址先民可能还没有对猪进行主动的控制或驯养。其后,中国北方地区多处新石器时代的遗址均发现了家猪与先民食物结构的相关性。然而,家猪何时何地起源却依然没有得到有效解决。

  绵羊和黄牛何时传入中国

  δ13C还能帮助我们了解绵羊和黄牛何时传到中国的。这两种动物起源于西亚地区,当地的野生植被和栽培植物几乎都为C3植物,因此无法在那里以同位素的视角区分牛和羊的驯化问题。然而,牛羊传播到中国北方地区以后,当地栽培植物则几乎都为C4植物,因此可以据牛和羊的δ13C值来判定他们被管理和饲喂的程度等。

  绵羊和黄牛的δ13C值差别较大,说明它们对野生草本植物和农产品的摄取迥异。其中,牛的δ13C值较高,主要以C4类(粟类的副产品等)为食;而羊的δ13C值较低,以C3类(野生草本植物等)为主,但也有少量的C4类食物。显然,绵羊和黄牛传播到中国北方地区以后,它们的食物结构中都或多或少添加了以旱作农业的副产品(粟和黍的茎、秆、叶等)为主的食物,这也是外来家畜传播到中国北方地区后食物结构中国化的一种重要体现。

(责编: 李雨潼)

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