“餐桌”上的科技考古

炭化稻谷

讓古人、遺跡及遺物“說(shuō)話”的局限性

如果埋藏條件足夠好，人類的遺體或遺骸可以較完整地保存下來(lái)。通過(guò)研究這些人類遺體或遺骸，可以讓古人“開(kāi)口講話”，“告訴”我們他們的食物結(jié)構(gòu)和與食物相關(guān)的信息，從而復(fù)原古代社會(huì)生活。

例如，在馬王堆漢墓（位于湖南省長(zhǎng)沙市）中，考古工作者不僅發(fā)現(xiàn)了大棗、梅子、楊梅、藕片等食物遺存，而且在辛追夫人（馬王堆一號(hào)墓的主人）的胃中還發(fā)現(xiàn)了甜瓜籽。于是，研究人員推測(cè)，辛追夫人死于農(nóng)歷五月瓜熟的季節(jié)。

但是，只有極干、飽水或極寒的環(huán)境才易于保存食物遺存。也就是說(shuō)，有些不易保存的食物遺存，可能會(huì)被誤認(rèn)為在先民食物結(jié)構(gòu)中不占主要地位，從而被低估；反之，有些食物遺存易于保存，可能會(huì)被認(rèn)為是古人的主要食物來(lái)源，從而被高估。

同理，遺跡、遺物的發(fā)現(xiàn)也有其局限性，據(jù)此還原和重建古人的食物結(jié)構(gòu)也可能有錯(cuò)誤或片面性。于是，考古學(xué)家將目光轉(zhuǎn)向了新的方法——人骨穩(wěn)定同位素研究。

“我即我食”

人骨穩(wěn)定同位素研究，指的是人骨中的碳、氮穩(wěn)定同位素比值能夠直接且真實(shí)地反映古人生前的食物結(jié)構(gòu)，即“我即我食”——人攝入的食物會(huì)在其自身的骨骼、牙齒、頭發(fā)及指甲等身體組織中留下同位素印記，而這些同位素?cái)?shù)據(jù)蘊(yùn)含著人攝入食物的真實(shí)信息。

?馬王堆一號(hào)墓內(nèi)出土的封土、白膏泥、夯土、木炭

穩(wěn)定同位素指的是，某種元素中不發(fā)生或極不易發(fā)生放射性衰變的同位素。根據(jù)光合作用途徑的不同，陸生綠色植物可分為碳三植物、碳四植物和景天酸代謝植物（詳見(jiàn)《知識(shí)就是力量》2023年9月刊）。其中，碳三植物、碳四植物與人類生產(chǎn)生活關(guān)系密切。

碳三植物、碳四植物、景天酸代謝植物對(duì)比

水稻、小麥、豆類及大多數(shù)草本植物等屬于碳三植物，具有較低的碳穩(wěn)定同位素值，平均值為-26.5‰；粟、黍、玉米等屬于碳四植物，具有較高的碳穩(wěn)定同位素值，平均值為-12.5‰。當(dāng)這些植物被人食用后，這種差異將貫穿整個(gè)食物鏈。植物中的碳經(jīng)過(guò)人的消化、吸收會(huì)轉(zhuǎn)化為骨膠原中的碳。在這個(gè)過(guò)程中，碳穩(wěn)定同位素的值將發(fā)生約5‰的富集。

例如，研究人員曾從屯留余吾墓地（山西省考古研究所于2007年1～5月發(fā)掘的戰(zhàn)國(guó)、兩漢時(shí)期的墓地）選取了21例人骨進(jìn)行人骨穩(wěn)定同位素研究。其中，戰(zhàn)國(guó)時(shí)期人骨6例、西漢時(shí)期人骨2例、東漢時(shí)期人骨13例。結(jié)果顯示，戰(zhàn)國(guó)至兩漢時(shí)期的先民主要以粟、黍等碳四植物為食，但增加了小麥等碳三植物。這說(shuō)明這一時(shí)期當(dāng)?shù)叵让褚呀?jīng)開(kāi)始食用外來(lái)農(nóng)作物了。

人骨穩(wěn)定同位素研究作為科技考古的重要組成部分，讓我們逐步洞悉了古人的生產(chǎn)生活狀況。相信隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我們一定能夠?qū)崿F(xiàn)“透物見(jiàn)人”“穿越古今”，進(jìn)而把古人的智慧告訴今人。

?可用于土壤、植物等固體樣品中碳、氮同位素比值及含量測(cè)定的儀器（拍攝于復(fù)旦大學(xué)）（供圖/侯亮亮）

知識(shí)拓展? 用氮確定食物鏈

與碳穩(wěn)定同位素值主要反映食物來(lái)源（包括植物或動(dòng)物）不同，氮穩(wěn)定同位素值在營(yíng)養(yǎng)級(jí)間傳遞時(shí)存在明顯的富集現(xiàn)象，即食物鏈的營(yíng)養(yǎng)級(jí)每上升一級(jí)，氮穩(wěn)定同位素值將富集3‰～5‰。因此，氮穩(wěn)定同位素值常被用來(lái)確定動(dòng)物在食物鏈中的地位。