我即我食vs.我非我食——稳定同位素示踪人体代谢异常初探

稳定同位素分析揭示古代（现代）人群的食物结构,其原理为"我即我食",即人体组织的稳定同位素比值,与其消化吸收转化而来的食物组分,存在着一一对应关系。然而,当人体代谢发生异常时,这种对应关系将被打破,产生"我非我食"现象。目前,探究"我非我食"与古代（现代）人体的健康之联系,已成为生物医学和生物考古界的研究热点。颇为遗憾的是,迄今为止,我国尚无学者对此有所关注。为此,本文以中国北方地区2名代谢性异常患者（直肠癌为例）头发样本为研究对象,通过对人发系列的C、N稳定同位素分析,追踪癌症患者头发同位素值的变化趋势,探讨其生理病理因素与稳定同位素之间的内在关系。研究结果显示：人发C、N同位素比值的变化,与其健康状况密切相关。在直肠癌发病初期,患者的δ13C与δ15N值均呈现出上升趋势,这可能是癌细胞代谢活跃、更多地利用机体中的14N和12C所致,或者与癌细胞具有未知的、独特的代谢途径相关。最后,详细阐述了"我即我食"和"我非我食"的区别和联系,并对如何在我国开展此领域的研究进行了展望。     

河南淅川龙山时代陶鼎炭化残留物的碳、氮稳定同位素分析

对河南淅川丹江沿岸龙山时代若干遗址出土陶鼎残片内壁残留的炭化物,开展了碳、氮稳定同位素分析,旨在揭示该类型器物所盛放或烹煮过的食物来源以及器物的用途。结果显示,δ 13 C值介于C3和C4类植物之间,表明大部分器物曾烹煮过C3和C4类食物,根据该地区当时为稻粟混作区的状况,推测稻、粟可能是食物的主要来源; 结合δ 13 C与 δ 15 N 值表明部分炭化物的生物来源包括豆科类植物、食肉类动物或鱼类资源,说明先民的蛋白质摄取来源较为丰富。因此,当时陶鼎加工的食物种类并不局限于肉类,这表明了陶鼎使用功能的广泛性以及当时人类食物来源的多样性,从而深化了对古代社会食物结构以及生存环境的认识。     

稳定同位素示踪东北地区晚更新世真猛犸象的摄食行为

真猛犸象（Mammuthus primigenius）是晚更新世古北界最典型的动物之一,曾广泛分布于欧亚大陆和北美地区。了解真猛犸象的食物结构对探讨其演化乃至灭绝极具科学意义。目前,通过真猛犸象化石及伴生动物群的C、N稳定同位素分析揭示真猛犸象的食物结构,国际上已有不少报道,却缺少东亚地区的研究案例。为此,本文以黑龙江省大庆博物馆馆藏的东北地区晚更新世真猛犸象及伴生动物群的骨骼化石为研究对象,开展了包括真猛犸象、披毛犀、马科、牛科等9种33个个体的C、N稳定同位素分析。研究结果显示：在所有动物中,真猛犸象具有最高的δ¹⁵N值,高于植食和肉食动物。显然,与其他动物相比,真猛犸象具有独特的摄食行为,可能受到生态环境、生理特点、食粪行为等多个因素的影响。结合国际上已发表的关于真猛犸象化石的同位素数据,笔者发现：真猛犸象的食物来源较为稳定,食物专门化程度较高。由此可见,真猛犸象具有的独特摄食行为,可能是其不能很好适应更新世晚期环境和气候变化而造成灭绝的动因之一。

     

宗日遗址人骨的稳定同位素分析

利用C和N稳定同位素分析方法研究了青海宗日遗址先民的食谱,探讨了先民的经济模式以及食谱变化趋势。所有人骨骨胶原中的C,N含量以及C/N摩尔比,均表明样品保存较好,可用作食谱分析。骨胶原的δ13 C值和δ15 N值分析显示,先民主要以C4类植物为食,也摄取一定量的肉食,反映了以粟、黍等为主食而渔猎为辅的生活方式。性质未明墓葬与宗日墓葬之间存在的较大食谱差异,可能与其来自不同文化密切相关。宗日遗址在发展过程中,先民食谱中C4植物增加而肉食类减少,反映了农业加狩猎采集的混和经济模式向稳定农业模式转变的趋势。     

利用C，N稳定同位素分析法鉴别家猪与野猪的初步尝试

采用动物考古学和分子生物学的研究方法探索家猪的起源已取得丰硕的成果,但如何科学鉴别驯化初期的家猪,至目前为止一直缺乏有效的研究思路和方法．与野猪的食物主要源自自然环境相比,家猪的食物则更容易受人类饲喂活动的影响,故此,理论上,探索猪群间的食物结构差异,了解人类的饲喂活动对猪食物的影响,可望科学地辨别家猪与野猪．对山东后李文化时期（约8500～7500年前）小荆山遗址的人骨以及月庄遗址的动物骨进行了C,N稳定同位素分析,探索猪群食谱差异,并通过与先民以及其他动物的同位素数值比较,尝试科学地鉴别家猪与野猪．先民的δ^13 C（平均值-17．8‰±0．3‰和δ^15 N（平均值9．0‰±0．6‰）表明,先民虽已开始从事粟作农业,但粟作农业在人类的生活方式中尚不占主导地位（因为粟类植物是一种典型的C4植物）,先民还主要以采集、狩猎或驯养家畜为生．牛的δ^13 C值（-16．1‰）和δ^15 N值（6．9‰）,表明其食物主要以C3类植物为主,兼具少许C4类植物．与牛相比,鱼的δ^13 C值（-24．9‰）更低而和δ^15 N值（8．8‰）更高,显示出欧亚大陆淡水鱼的同位素特征．依据δ^13 C值和δ^15 N值的不同,猪可分为3组：A组,由两头猪组成,具有低的δ^13 C值（-18．1‰,-20．0‰）和δ^15 N值（4．7‰,6．0‰）;B组,仅有一头猪,具有最高的δ^13 C值（-10．6‰）和居中的δ^15 N值（6．4‰）;C组,仅有一头猪,其δ^13 C值（-19．0‰）较小而δ^15 N值（9．1‰）最高．现代或古代野猪骨的C,N稳定同位素分析研究已经表明,野猪主要以C3类植物为主,其δ^15 N值更接近于食草类动物而远离食肉类动物．通过与小荆山遗址先民、野猪及河南西坡遗址（仰韶文化,6000—5500年前）和康家遗址（龙山文化,4500～4000年前）家猪同?     

安徽阜南台家寺遗址出土龟甲的C、N稳定同位素分析

本研究以阜南台家寺遗址出土的商代龟甲及部分动物骨骼为材料,开展了C、N稳定同位素分析,在揭示动物食物结构的基础上初步探讨了先民对龟的使用及龟的来源问题。研究结果显示：龟甲的同位素数据相互之间差异较大,通过聚类分析大致可分为三类：第一类是高δ13C和高δ15N值（δ13C=-20.3 ‰ ±0.4 ‰,n=3;δ15N=7.8 ‰ ±0.2 ‰,n=3）;第二类是δ13C值居中,δ15N值偏低（δ13C=-21.6 ‰ ±0.4 ‰,n=4;δ15N=7.0 ‰ ±0.3 ‰,n=4）;第三类是δ13C值偏低、δ15N值居中（δ13C=-23.7 ‰ ±0.6 ‰,n=4;δ15N=7.6 ‰ ±0.3 ‰,n=4）,这意味着该遗址出土的龟甲可能存在多种来源。究其原因,可能缘于先民制作卜甲时使用的龟来源于不同的栖息环境,抑或来源于不同种属的龟。这种用龟行为,或许与殷墟甲骨上记载的"贡龟"密切相关。尽管本研究通过稳定同位素分析揭示商代先民的用龟行为尚属初步,但毋庸置疑,本研究为全面探索商代先民的用龟行为、拓展甲骨学的研究领域提供了新的研究证据和视角。     

陕西华阴兴乐坊遗址家养动物的饲养模式及对先民肉食资源的贡献

通过动物骨的稳定同位素(C、N)分析,揭示家养动物的饲养模式及对先民肉食资源的贡献,是动物考古研究的重要组成之一。关中地区,是庙底沟文化(约5500年前)的主要核心分布区域之一。目前,对该地区和该时间段内家养动物的饲养模式及对先民肉食资源的贡献,尚缺乏足够的认识。为此,本文对陕西兴乐坊遗址出土动物与人骨开展了C、N稳定同位素分析,并对其中4个猪骨进行AMS-¹⁴C测年。同位素数据结果显示:野生动物(獐、青羊、梅花鹿)栖息于C₃类的植被环境,家养动物(猪、狗)和人,则主要以C₄类为食。3个猪个体的年代为5449～5300 cal.B.P.,而1个猪个体年代偏晚(4089～3985 cal.B.P.),其同位素数据也异于其他个体。结合该遗址的植物考古资料(粟和黍具有高的出土概率),认为:家养动物(猪和狗)饲喂了大量以粟类作物的副产品或者人类的残羹冷炙(粪便)。根据食物链从生产者至消费者的同位素分馏效应(δ¹³C值约富集1‰,δ¹⁵N值约富集3‰～5‰),比较了先民与野生动物以及家养...     

华南地区新石器早中期动物骨中羟磷灰石的污染鉴别及机制——以广西桂林甑皮岩遗址为例

了解古代人（动物）骨羟磷灰石的污染,是对其开展C、O稳定同位素分析以揭示其食物来源和栖息环境的前提条件。目前,我国在此方面开展的研究较少,华南地区尚无报道,由此导致我们对此区域人群生存方式的变迁以及农业的产生与扩散等一些重要考古学问题,仍缺乏深入的了解。本文以广西桂林甑皮岩洞穴遗址（新石器早中期）出土的20例动物骨为研究对象,以10例现代骨为参照,对以上原始样品以及预处理后的样品进行了红外光谱分析,并对预处理后的样品进行了C、O稳定同位素分析,以期实现骨羟磷灰石的污染鉴别和探讨其机制。根据已发表数据和本研究10例现代骨的红外光谱及其指标（IRSF、CO₃/PO₄、FW85%）,未经化学处理前的原始样品中,3例样品检测出明显的外源污染（方解石）,剩余17例原始样品中仅余3例为未受污染样品。经预处理后,含方解石样品（n=3）红外谱图显示,其结构内仍有方解石残存;剩余17例不含方解石的样品中,12例样品的红外指标皆已符合现有标准（IRSF≤4.2和CO₃/PO₄≤0.6）,样品可用数量显著提升。20例骨羟磷灰石的C、O稳定同位素分析进一步显示,去污染样品与污染样品的δ¹³C和δ¹⁸O值存在明显差异,污染样品的同位素数据更多反映了埋藏环境对其的影响。骨羟磷灰石的污染机制可能主要与华南地区特有的石灰岩地质环境密切相关。由此,进一步完善华南地区出土骨样的预处理方法并挑选出未受污染的样品,是今后开展稳定同位素分析的必经之路。

     

陕北靖边五庄果墚动物骨的C和N稳定同位素分析

对陕北靖边五庄果墚遗址出土的4种动物(家猪、狗、鼠、草兔)骨骼进行了C和N稳定同位素分析,研究了这4种动物的食谱特征、营养级结构,分析了人类活动对生活在其周围动物食物结构的影响。所有骨骼样品的C,N含量以及C/N摩尔比表明,所选取的样品均保存较好,可用于食谱分析。骨胶原的C和N稳定同位素分析结果显示,所研究的4种动物呈现出不同的营养级结构,草兔和鼠类为植食性动物,而家猪和狗为杂食性动物,狗部分表现出肉食性。草兔主要以野草或树叶等C3类植物为食;而家猪、狗和鼠类则主要以C4类植物为食,这与先民从事的粟作农业密切相关。褐家鼠、家猪和狗的骨胶原中具有较高的δ15N值,表明其食物结构明显受到人类活动的影响,其中家猪和狗更为明显,其食物结构已与野生动物产生明显差异。     

陕西西安马腾空遗址春秋时期秦人食谱分析

东周时期,秦人东迁进入关中,并以关中为营大举发展,统一中国。关中地区秦人的生存方式及其在东迁过程中的演变对秦人经济基础的支撑作用,仍缺乏较为细致的研究。本研究以陕西西安马腾空遗址春秋时期出土的36个个体,75例样品（60例有效数据,包括同一个体的肋骨和肢骨）为分析对象,开展C、N稳定同位素分析,并对其中4例进行了AMS¹⁴C测年。结果表明,马腾空遗址先民主体为春秋时期（781~402 BC）,先民的生业经济是以粟作农业以及以此为支撑的家畜饲养业为主;肋骨与肢骨的同位素数据比较分析显示,春秋时期先民食物来源较为稳定,生存方式稳定。此外,对比甘肃西汉水流域及关中地区从西周中晚期到战国时期秦人的C、N稳定同位素数据,东迁过程中粟作农业在先民生存方式中的地位和重要性增强,为秦人国力强盛奠定了重要的物质基础。