利用同步辐射X射线CT解开旧石器时代末期的狩猎对象：对「福井洞穴」出土烧骨碎片的非破坏性分析

Q: 福井洞穴的骨头是如何分析的？

利用大型同步辐射设施SPring-8的高分辨率X射线CT，以非破坏性的方式对骨骼内部结构进行了可视化分析。

Q: 1万6千年前的人类狩猎什么动物？

本次分析显示，至少在福井洞穴周边，当时的人类极有可能狩猎鹿和野猪等中型偶蹄类动物。

Q: 这些不是纳玛象的骨头吗？

不是的，骨组织学分析已经排除了这些骨骸来自纳玛象等大型哺乳动物的可能性。

由NSG集团新潟医疗福祉大学的泽田纯明教授等人组成的共同研究小组，成功利用大型同步辐射设施SPring-8的高分辨率X射线电脑断层扫描（CT），对长崎县佐世保市特别史迹「福井洞穴」出土、距今约1万6千年前的微小烧骨碎片进行了非破坏性分析。骨组织学分析的结果显示，这些骨头碎片极有可能来自鹿和野猪等中型偶蹄类动物。 这项成果不仅展示了旧石器时代末期人类利用动物资源的实际情况，对于阐明纳玛象等大型哺乳动物的灭绝过程也具有极大的重要性。 ■ 概要 微小烧骨碎片的非破坏性分析 利用大型同步辐射设施SPring-8的高分辨率X射线CT（以下简称同步辐射X射线CT），针对长崎县福井洞穴旧石器时代末期（约1万6千年前）地层出土的1公分以下烧骨碎片，成功以非破坏的方式将其内部骨组织可视化。 显示可能来自中型偶蹄类动物 通过对骨骼微观结构（骨单位与哈氏管）进行组织学分析，发现出土的骨骼碎片极有可能来自鹿或野猪等中型偶蹄类动物。另一方面，排除了其为纳玛象等大型哺乳动物或人类骨骼的可能性。 分析破碎骨骼的新方法 即使是DNA与蛋白质已经变性的烧骨，这项技术也能从中提取有关动物物种的信息。在日本列岛骨骼保存状况普遍不佳的旧石器时代研究中，这是一种能对阐明人类与动物关系以及大型哺乳动物灭绝过程做出贡献的全新分析方法。 分析的烧骨碎片（比例尺5mm）／烧骨碎片CT影像（比例尺200μm，箭头指向骨单位） ■ 研究背景 虽然日本列岛有超过1万4千个旧石器时代的遗址，但由于火山灰带来的酸性土壤以及温暖潮湿的气候影响，骨骼的保存状况非常差，动物骨骸出土的案例极为有限。因此，旧石器时代人类究竟狩猎何种动物，至今尚未被充分了解。 位于长崎县佐世保市的「福井洞穴」，是一处横跨旧石器时代至绳文时代草创期的重要岩荫遗址。在该遗址旧石器时代末期（约1万6千年前）的地层中出土了烧过的骨头碎片。然而，这些全都是小于1公分的细小碎片，肉眼根本无法进行物种鉴定。此外，由于曾经遭受高温焚烧，使用DNA或蛋白质进行分析也相当困难。 ■ 研究方法 在本研究中，为了在不损坏珍贵骨骼数据的前提下观察其内部结构，团队在BL20B2光束线利用同步辐射X射线CT进行了摄影。对于取得的骨组织影像，在考量了受热收缩的影响后，与大象、矢部大角鹿、梅花鹿、野猪、野牛、熊、人类等各种对比标本进行了统计学上的比较，借此探讨出土骨骸碎片的组织学特征最接近哪种动物。 ■ 主要成果 1. 成功对微细骨组织进行非破坏性观察 成功从破碎至不到1公分的烧骨中，以非破坏性方式观察到「骨单位（Osteon）」与「哈氏管（Haversian canal）」等骨骼微观结构。 2. 确认极可能来自中型偶蹄类动物 通过对骨单位及哈氏管截面积的统计分析，显示出土的骨骸碎片落在鹿和野猪等中型偶蹄类动物的数据范围内。 3. 排除已灭绝大型哺乳动物与人类的可能性 排除了这些骨骸来自旧石器时代已灭绝的纳玛象、矢部大角鹿等大型哺乳动物，以及来自人类的可能性。 4. 厘清旧石器时代末期的狩猎对象 相较于传统「狩猎大型野兽」的印象，本研究显示，至少在旧石器时代末期的福井洞穴，鹿和野猪等中型偶蹄类动物极可能是当时人类的狩猎对象。 ■ 未来展望 本研究表明，即便对于过去难以进行物种鉴定的破碎烧骨，利用同步辐射X射线CT的成像技术，也能提取出足以识别动物物种的关键信息。这种非破坏性的分析方法从文化资产保护的角度来看也非常有用。在不适合骨骼保存的日本列岛，为厘清旧石器时代人类对动物的利用情况以及大型哺乳动物的灭绝过程，预期本研究的手法将成为一种极为有效的方法。 ■ 用语解说 福井洞穴：位于长崎县佐世保市的岩荫遗址。因其展示旧石器时代向绳文时代过渡的重要性，于2024年被指定为日本国家特别史迹。 大型同步辐射设施SPring-8：位于兵库县播磨科学公园都市，由理化学研究所拥有，能够产生世界最高性能同步辐射的大型设施。用户支持等业务由高辉度光科学研究中心（JASRI）运行。SPring-8之名源自Super Photon ring-8 GeV。在SPring-8中，利用同步辐射不仅进行纳米科技与生物技术研究，也开展了各式各样的其他研究。

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