前言：寻找写作灵感？中文期刊网用心挑选的寄生虫考古方式探索和成果，希望能为您的阅读和创作带来灵感，欢迎大家阅读并分享。
前言 寄生物考古学是近30年来兴起的一门科技考古的分支学科,它以考古中发现的寄生虫遗存为研究对象,通过还原古代寄生虫感染的流行分布,结合其他考古信息,了解当时影响寄生虫感染的各种因素,如人群交流、迁徙、水资源、生业模式、社会阶层、自然环境、医药卫生等等,考察古人或与人相关的动物的寄生虫感染状况,以及人类行为、自然社会环境和寄生虫感染之间的关系等,从而达到研究人类历史的目的。其历史可以追溯到上世纪初,埃及的马克•阿曼德•鲁福尔(MarcArmandRuffer)首次在埃及木乃伊中发现埃及血吸虫卵[1]。经过数十年的积累,20世纪80年代寄生物考古在理论上和技术上得到突破,成为国际考古研究关注的热点之一。国外的古寄生物学家们从原来仅仅找寻鉴定古寄生虫卵发展为利用古寄生物资料解释古代人类的生存环境及生活习性等。在南美洲,巴西寄生物考古学家主要关注的是旧大陆和新大陆前哥伦布时代寄生虫病的存在,以及由古寄生虫数据而获得的史前人类迁徙现象。 在北美,寄生物考古学家的视角不同,他们出身考古,与生物学家合作,从人类饮食、生态学和文化复杂性来讨论寄生虫遗存。随着研究领域拓展,寄生虫遗存资料被用来理清史前数千年人类的文化进程。在欧洲,寄生物考古有最长的历史,古尸和中世纪厕所堆积中寄生虫遗存的发现常有报道。20世纪80年代,环境考古学在英国出现,这个与英国寄生虫考古的学科定位有很大的影响。参与寄生虫遗存研究的通常包括植物学家、软体动物学家、孢粉学家、昆虫学家、寄生虫学家和其他专家,他们从环境和人类行为上来解释寄生虫遗存。分子生物学技术也被引进到寄生物考古中来。2001年,法国人奥迪尔•洛雷耶(OdileLoreille)等从比利时中世纪那慕尔(Namur)遗址发现蛔虫卵中提取出线粒体基因片断[2],是寄生物考古的又一大进展。 我国从1956年开始就有了对考古材料中寄生物遗存的研究:中山医学院在2具明代干尸肠内发现华枝睾吸虫卵、姜片吸虫卵、鞭虫卵及蛔虫卵[3],湖南医学院在1972年出土的长沙马王堆1号汉墓古尸中发现鞭虫、蛲虫和血吸虫卵[4]。此后也时常有零星的在古尸中发现寄生虫卵的报道。这是考古学与医学相结合的产物,但都仅限于对古尸寄生物学的分析鉴定,并没有深入探讨其中包含的考古学意义,尤其是未能关注环境方面的相关信息。而且这种结合是偶然性的,虽然有学者曾著文介绍过这一学科和其研究方法[5],但并未开展深入系统的实验研究,这对于我国此类丰富的考古资源是极大的浪费。因此开展寄生物考古研究在我国有着相当重要的意义和紧迫性。 国外寄生物考古多以粪化石、厕所堆积和古尸为材料,这些材料在我国考古遗址中很少发现,而另一种极有潜力的寄生物考古材料———墓葬腹土,却非常丰富。鉴于此,张居中2001年在国内首次提出以墓葬腹土为材料来开展寄生物考古研究。但国外极少有对腹土寄生物研究的报道,没有成熟的研究方法可资借鉴,这就需要对分析方法进行探索。本课题组经过对舞阳贾湖[6]、灵宝西坡[7]遗址腹土样品的系列研究,总结经验,在2010年对新郑龙湖兴田遗址[8]采集腹土样品分析时,摸索出一套高效实用的分析方法。分析方法包括样品的采集、处理和观察鉴定等方面。近几年来,还有学者对湖南城头山遗址文化层土样进行过寄生虫分析,并发现有鞭虫卵[9],但未见试验方法的报道。下面将介绍我们的腹土寄生物考古分析技术的探索过程、经验以及部分实验结果,以期引起同行对这一新兴研究方向的关注。 一、墓葬腹土的取样方法 墓葬腹土,顾名思义,是指墓葬中墓主腹部位置的填土。墓主下葬后,其腹部内脏慢慢腐烂降解,最后沉积在盆腔和腹腔的骨骼表面及其周围的填土中,这部分土样里含有大量的人体遗留物。我们把这部分位于人体腹部的墓葬填土称作腹土,范围从肋骨下缘至耻骨联合处。腹土中可能含有墓主生前未消化的食物残渣、孢粉、植硅石、寄生虫卵等,蕴含丰富的考古学信息。在国外,对腹土的研究主要集中于孢粉以及食物遗存的研究。在孢粉学研究中,也常能提取到寄生虫卵。美国学者卡尔•莱茵哈德(ReinhardK.J)在对一座阿纳萨齐(anasazi)人墓葬人骨骨盆处土壤进行食谱分析时,提出了骨盆作为下消化道内容物腐烂后的容器,此处土样有很高的研究价值,并强调对照样品的重要性[10]。但以腹土为材料做寄生虫考古的报道非常少,德国学者迪特马尔等人(KDittmar)2003年在德国萨勒—温斯图特河谷(Saale-UnstrutVal-ley)的一个4500年前的遗址墓葬区集中采集其中一个人骨骨盆处的土样,进行分析后发现了肝吸虫卵和毛细线虫属的虫卵[11]。阿根廷的马丁•福加扎(MartínH.Fugassa)等学者2008年对一具来自南美南巴塔哥尼亚(SouthPatagoria)墓葬的骨架进行寄生虫考古分析,从中发现了毛细线虫卵和蛔虫卵[12]。除此二者,腹土寄生虫考古的报道非常少见。腹土的研究报道少,采样方法也没有定论。格雷戈里•伯格(GregoryE•Berg)对位于美国亚利桑那州南部和丹麦的两个墓葬群进行腹土的孢粉学研究,每个墓葬取3个样。骶骨孔和骶骨表面和髂骨表面的土样,以及一个来自四肢骨的对照样。实验结果证明了莱茵哈德的设想,即骶骨样中含有丰富的腹部内容物(食物残留和孢粉等)[13]。但他未对腹土样品进行过寄生物考古研究。结合文献和人体解剖学构造,笔者认为,进行寄生虫考古研究的腹土样品,应当取自骨盆处骨骼表面,包括骶骨表面和髂骨表面的薄层土样,取样位置应固定标准以保证一致性。取样的位置不同,含有的虫卵量也不同。寄生虫雌体排出虫卵,经过肠道的蠕动,虫卵慢慢地分散到粪便里,越到消化道末端,虫卵分布越均匀,对于虫卵检测越有利。从人体内脏结构来看,直肠从人体腹腔右下往上,然后在肝下方往左行,到达腹腔左边后往下延伸,最后联接肛门。因此,肠道内容物中虫卵在三个取样位置的分散程度应该是骶骨样大于左髂骨样,右髂骨样最低,采集时也应该以这样的优先度来选择取样位置。研究价值最高的是骶骨表面样品,但骶骨是墓葬中很难保存的骨骼,笔者在采样过程中发现,有些墓葬的骨架保存得非常好,唯独找不到骶骨。这种情况下只能采集髂骨上的样品,作为骶骨样的参考。 以上都是仰身直肢葬的采样方式,在某些特殊葬式的骨架中,样品采集位置还需要根据实际情况来判断。作为空白对照的土样应取自四肢骨表面,这些土样同样取自骨骼表面,相对腹土样有可比性,而且在埋藏过程中不会受到腹部内容物的影响。以我们的实验经验来看,如果能精确地采集骨盆处骨骼表面的薄层土样,1克的样品量就可以满足寄生物考古分析的要求,过多的采集量不仅无助于虫卵的检出,还会降低墓葬间样品的可比性。考虑到各种可能影响实验结果的因素,我们建议腹土取样主要采集盆腔内骨骼表面土样,在骨架清理至腰部即可开始,具体步骤如下。1•先取对照样品:在下肢骨表面取土,1~2毫升即可。2•盆腔内取样:腹部内容物腐败沉降至髂骨、骶骨上,故应采集紧贴骨面的薄层土样,厚不应超过0•5厘米,越薄越好。样品采集点优先度依次为:骶骨、左侧髂骨、右侧髂骨。条件许可的情况下,应首先采集优先度大的样品。3•髂骨上采集:先清理出髂骨边缘,以便控制留存土样的厚度,用采样匙刮至合适的厚度(小于0•5厘米)后,换用药匙刮取髂骨骨面,每份约4~5克即可。装于15毫升旋盖离心管中,用封口膜密封。4•骶骨上采集:骶骨样在绘图拍照完毕后起取骨架的时候再采集。最好是能够整体起取骶骨,再进行取样,刮取骶骨表面土样及锥孔内土样1~2克即可。如果骶骨保存条件较差,无法整取,则应先将盆骨起取,再按髂骨表面取样方式采集。我们认为应刮取骶骨上的薄层土样,但对“薄层”每个人都有不同的理解。取样位置、取样量的不同,有可能影响最后实验检出的结果。为了保证样品之间的可比性,可以进一步做计量统计分析。笔者认为,一个遗址内所有的样品应由同一人亲手采集,这样才能保证在样品采集上做到一致性。取样时避免裸手操作,应佩戴一次性手套。采样前注意保持取样匙的清洁,对照样品与腹土样品所用药匙应分开,每采集一座墓葬后应用卫生纸清洁,再用酒精棉球擦拭。一方面防止墓葬间土样的交叉污染,一方面对于土壤中的一些有可能影响虫卵保存的真菌(如食线虫真菌等)有抑制作用。最理想的采样时间应该是骨架刚揭露出来时,若不能及时采样,应当用不透光的材料遮蔽,防止表层土过度失水。#p#分页标题#e# 二、腹土样的处理方法 土样的处理是寄生物考古最关键的步骤,它关系到寄生虫遗存检测的结果和可信度。国际上,寄生物考古研究的主要样品处理方法为水化后直接观察法。即用磷酸三钠等分散剂将样品分散在液相中,然后不做处理直接制片观察。这种方法的好处是不加入处理步骤,样品中寄生虫遗存受到的影响最小,缺点是背景高,工作量大而且不易观察,容易漏检。但国外主流研究材料是粪化石和粪土堆积,粪化石通常样品数少,对检测方法的时间效率要求不高,而粪土堆积的虫卵密度很大,不存在观察上的困难。因此国外大多数研究以这种方法为主,偶尔有报道采用了重液如硫酸锌等来富集虫卵的方法。在我们对贾湖和西坡遗址腹土研究时发现情况与国外不甚一致。一开始采用直接水化后镜检的方法,发现背景太高,难以观察其中的生物微观遗存;随后根据现代寄生虫卵大小都在25微米到200微米范围内,采用分级过筛的方法,除去粒度大于250微米、小于20微米的土壤颗粒,但背景仍然很高。而且腹土中虫卵浓度很低,水化后很难直接观察到虫卵,耗费的工作量很大,通常一个样品要制数百个片子。这样对于一些样品量大的墓葬群来说,水化直接观察的方法是很不合适的。国外报道的用重液漂浮起虫卵来富集的方法在腹土样品上也不实用,我们在西坡和贾湖的实验中也尝试用重液来悬浮虫卵,分别采用了比重为1•38的硝酸钠溶液和1•4的硫酸锌溶液,在重液水化样品后分层得到的液相中,没有发现虫卵。因此我们认为,必须发展一套适用于腹土材料的虫卵富集方法。加拿大麦克马斯特大学的郎达•巴瑟斯特(RhondaR.Bathurst)在2005年对加拿大太平洋沿岸贝丘遗址钻孔土样进行寄生虫考古时,也无法应用漂浮法提取到虫卵。他尝试了多种方法,发现还是以沉淀法收集最理想:将水化样品直接离心,吸取沉淀的最表面一层,制片观察,在其中发现了裂头绦虫等虫卵[14]。他认为离心的介质采用磷酸三钠溶液或水对结果没有影响,吸取的沉淀最表面一层分层明显,肉眼可以辨识,不同的样品其厚度也不一样。参考巴瑟斯特的做法,我们对龙湖兴田遗址腹土样品进行摸索。笔者尝试采用了多种离心介质,观察离心后各组中虫卵的分布情况。经实验,能够确认使用水作为离心介质不能悬浮虫卵,也不能像巴瑟斯特所说的那样使虫卵处于沉淀最上层;使用比重2的氯化铯溶液为介质作密度离心,不能使虫卵悬浮在液相中,但可能因改变了虫卵的沉降系数,使其分布在沉淀表层,可以通过摇动悬浮加以收集。现代钩虫卵在临床医学中可以用比重为1•2的硫酸锌溶液漂浮法轻易检测出来。但在考古材料中,即使是2的氯化铯重液也不能使其漂浮,说明在埋藏过程中,其比重发生了变化。至此,虫卵在重液离心后的分布位置已被摸索清楚,笔者设计了对应的提取方案。1•每份样品称取1克,置于15毫升旋盖离心管中,加入0•5%磷酸三钠溶液4毫升。在摇床上摇动处理48小时,使土壤颗粒分散水化。2•将水化后样品倒入50毫升烧杯中,快速摇动,使其均匀悬浮后停5秒钟,重而大的颗粒迅速沉淀,小而轻的颗粒仍悬浮在液相中。将上层液体倒回离心管,烧杯中加水再摇动,停5秒后液相倒入离心管,重复至离心管中液体达到10毫升。3•离心管在水平离心机中以每分钟3000转的速度离心3分钟,上层液相为悬浮液,成分为粒度在5微米以下的粘土矿物颗粒。弃去上层液相,再加水至10毫升,每分钟3000转离心3分钟,重复至液相澄清。4•弃去液相后加入2毫升比重为2的氯化铯重液,震荡均匀后以每分钟1500转离心3分钟,取出后见沉淀部分明显分层。5•轻轻摇动离心管,使沉淀最上层部分摇起悬浮,吸取液相入新离心管中,加水稀释使比重接近1。6•每分钟3000转离心5分钟,弃去上清,用水洗沉淀2次。视沉淀量大小加入50%甘油溶液,均匀后制片于显微镜下观察。此方案通过用重液离心沉淀来富集虫卵,使检测的效率大大提高,特别是在对墓葬群这种样品数量很多的情况下,能快速有效地进行寄生虫考古分析,在很大程度上降低背景的影响,只要能充分地水化分散样品,可以应用于各种性质的土样。 三、虫卵鉴定方法的探索 考古材料中寄生虫卵遗存的鉴定,主要是用现代寄生虫卵做为参照,从形态特征上进行判断。但是在不同埋藏条件下,虫卵的特征结构不一定能保存下来并被我们观察到,这就对虫卵的鉴定造成影响。在实际观察中,我们经常发现这样的情况,一些生物遗存与某种寄生虫卵有部分相似,但特征不明显不足以确认。国际上寄生物考古研究中通常将这些形态上不能确认种类的情况归为无法鉴定或者不予提及。我们认为,对这些特征不明显的虫卵类似物的鉴定,有很重要的意义,它有可能不是虫卵,也有可能是某种虫卵降解后的产物,或者是某种虫卵进化过程中的始祖形态。鉴定疑似物最理想的方法是提取分析其DNA分子,但是现阶段,分子生物学技术在考古上的应用还不成熟,难以应用到虫卵种类鉴定上,我们希望能开发出简便可行的新方法。在灵宝西坡遗址腹土的寄生物考古研究中,我们探索了对虫卵疑似物鉴定的方法,对绦虫卵疑似物采用模拟实验、扫描电镜、X射线荧光分析等方法进行分析,其中X射线荧光分析生物遗存表面元素组成的方法有一定的可行性。不同种类的虫卵,卵壳结构差异巨大,特征性强,虽然古代虫卵在宏观形态上和现代虫卵可能不一样,但在微观结构上可能还是保留了可以鉴定的特征。对虫卵的卵壳断面进行扫描电镜观察,应该能够找到这些特征。但是腹土中虫卵数量少,对其进行固定切片以观察断面并不容易实现,我们推测,卵壳结构上的差异可能会体现在其元素组成上,几丁质、脂类、蛋白等组分的不同,可能会使各种虫卵具有各自特异的元素组成曲线,扫描电镜下以X射线荧光法获取指定区域的元素组成是很方便的。因此我们尝试对现代虫卵、疑似物和植物花粉进行表面元素分析,结果显示它们的元素曲线图可以明显地区分开来[15]。但是要想使用这种方法来进行虫卵鉴定还必须做很多的工作,至少应建立起一个现代虫卵样品表面元素组成的数据库。以表面元素组成来鉴定虫卵的设想有较高的可行性和应用前景,值得在今后的工作中继续探索。目前对于样品数量多的遗址,考古遗存中的寄生虫卵鉴定还应以比对外观形态特征的方法为主。 四、腹土实验结果 如前所述,通过舞阳贾湖和灵宝西坡遗址腹土寄生物考古研究的经验总结,在对龙湖兴田遗址腹土进行预实验过程中,我们建立起腹土样品中虫卵富集提取的方法,以这一技术对采集自龙湖兴田遗址的29个墓葬腹土骶骨样品进行实验分析,证明了这一技术的实用性和高效性。在29个骶骨样品中,只有M93发现了69粒钩虫卵(图一)。可以看到腹土发现的虫卵特征明显,很容易鉴定。长度在60~70微米之间,宽为35~45微米,卵壳很薄,在胚胎和卵壳之间有特异的透明区,这是鉴定钩虫卵的特征标准。这些钩虫卵的胚胎结构已经降解,但还能隐约看到轮廓,从胚胎轮廓上可以大致了解到其发育程度。钩虫是一种分布非常广泛的人体寄生虫,其感染力和保虫能力是非常强的,在钩虫病流行区,感染率相当高。河南省1988~1992年对全省城乡居民的寄生虫感染抽样调查表明,钩虫感染率平均为20•8%。盆地和平原地形的感染率最高,可达38%;西北山地感染率最低,也达到7•1%[16]。龙湖兴田遗址处于新郑市龙湖镇境内。新郑市为山地向平原过渡的地貌类型,是现代钩虫病流行区。在遗址中采集的29个墓葬腹土样品,却只有1份发现了钩虫卵,而且数目较多,这个现象值得思考。此次采集的样品精确定位在骶骨表面,只刮取附着于骨面的薄层土样1~2克,保证了墓葬之间样品的可比性。以下肢骨表面处的土样作为对照,在对照土样中未发现虫卵,这样便可排除来自填土干扰的可能性。因此,本次实验结果是可靠的。分析这一实验结果,当时本地应没有钩虫病的流行分布,发生如此低的钩虫感染率,最有可能的是M93的墓主从外地迁徙而来。遗址地势东高西低,东边为山坡,西临低谷,东区为墓葬区,西区是遗址区,二者并不属于同一时代。墓葬区处于春秋晚期到战国中期之间,没有发现其对应的居住区,因此也无法分析当时墓主所处的自然环境。但可以肯定的是,墓主的生产生活方式和所处的小环境不适合钩虫的传播扩散。钩虫的寿命比较长,国外医学界报道过对患者的虫卵的周期性观察。志愿者经皮接触三个蚴虫后产生美洲钩虫病,并进行了为期18年的观察,最久的感染记录是15年[17]。十二指肠钩虫的寿命要短一些,在7年左右。据此我们推测,M93的墓主应该是来自一个钩虫病流行的区域,在他感染钩虫病后直到死亡前的某个时间来到此处,由于此地的小环境不利于钩虫的传播,钩虫无法完成生活史并感染他人,墓主作为当地惟一一个钩虫携带者直至死亡。#p#分页标题#e# 结论 本文论述了以墓葬腹土开展寄生虫考古工作的探索过程和成果,在几个遗址特别是龙湖兴田遗址的腹土研究中获得许多重要考古学信息。这可为今后系统开展寄生虫考古工作提供理论和实验参考。我们选择国内最丰富的寄生虫考古材料———墓葬腹土来进行寄生物考古研究的尝试。墓葬腹土在国外很少用于寄生虫考古,其他材料的研究方法经试验发现并不适用于腹土,因此首先要墓葬腹土寄生虫考古的分析方法。总结舞阳贾湖、灵宝西坡的研究经验后,在分析龙湖兴田遗址墓葬腹土时,对腹土寄生虫卵的埋藏学、实验样品中的分布等进行探讨,建立起一套实用而高效的寄生物考古样品分析方法。腹土样品的采集范围应集中于墓葬骨架骨盆处的骨骼表面,我们建议应以骶骨表面样本为主,还应采取措施保证样品不受污染,同时保证取样位置的一致性。腹土样品中虫卵浓度小,需经过富集处理过程,在以比重2氯化铯重液为介质的离心过程后,虫卵处于沉淀最上层,收集此部分沉淀可达到富集的目的。以此方法,能简便快速地对腹土样品中虫卵进行分析。考古遗存中的寄生虫卵鉴定还应以比对外观形态特征的方法为主,但对于仅通过外观形态特征难以鉴别的镜检对象,X射线荧光法扫描表面元素组成的办法还是有一定可行性的。
