《人类学学报》2024, Vol. 43, Issue (05): 757-766
doi: 10.16359/j.1000-3193/AAS.2024.00481.郑州大学考古与文化遗产学院,郑州 450001;2.郑州市文物考古研究院,郑州 450001
摘要:起止点形态改变是人体长期使用肌肉的累积性变化,能够在一定程度上反映个体生前的行为模式,被认为是复原古代人群活动强度或日常习惯性行为动作的重要指标。本文对仰韶文化中晚期巩义双槐树遗址70例个体的肱骨肩胛下肌止点、冈上肌和冈下肌止点、小圆肌止点、伸肌总腱起点和屈肌总腱起点5处纤维软骨型起止点的形态进行观测,并与明清万花组对比。结果显示,双槐树女性的4处起止点患病率高于男性,表明女性可能承担了更多的日常劳动,遗址内大于30岁和未超过30岁个体在三处起止点得分上均有显著差异(p<0.05),可能存在上肢行为模式的不同。相比于明清万花组,双槐树人群上肢承受机械应力负荷较重,特别是肩关节活动较多。鉴于起止点形态改变易受到多种因素的影响,对于古代人群上肢起止点形态变化与其行为模式关系仍需进一步探讨。
河南巩义双槐树遗址位于伊洛河和黄河交汇处的高台地上,年代为仰韶文化中晚期。遗址内发现有三道环壕、大型版筑遗迹、瓮城结构围墙、院落式夯土基址、大型夯土建筑群基址以及数量众多的房址、灰坑、人祭坑及兽骨坑等,出土遗物包括陶器、石器、骨角牙器和纺轮等[1]。勘探发现了1700余座仰韶文化时期墓葬,成排分布,布局规整,墓向均为东西向,仰身直肢,头朝西,随葬器物少见。鉴于遗址的规模、结构以及遗址内发现的高等级遗迹和丰富的文化遗存,双槐树遗址被认为是迄今为止在黄河流域发现的中华文明形成早期阶段规格最高的具有都邑性质的核心聚落,对于研究中华文明起源进程具有重要意义[1]。
唐自华对双槐树115例人骨标本进行了锶同位素研究,认为双槐树遗址已经存在父系社会的组织特征。男性随父居住,继承遗产;女性由外地嫁入,与男性共同生活。锶同位素分析表明,两性人口的来源不同,女性迁入比例较高,且多来源于遗址周边[2]。周贝对双槐树遗址出土的肢骨进行测量后,发现双槐树女性存在肱骨和股骨粗壮程度较男性更高、身高和体质量却在组间较低的情况,因此认为部分女性承担了底层角色,需要从事大量劳作,与男性社会经济地位差距较大[3]。上述发现也表明,遗址内可能存在独特的性别分工模式,这种活动强度的差异可能会体现在肌腱附着点改变上。肌腱附着点形态改变被认为是人体长期使用肌肉的累积性变化,能够反映个体生前一些特定的行为模式,可以作为复原古代人群活动强度或日常习惯性行为动作的重要指标[4]。对肌腱、韧带附着点的研究始于Kennedy对所谓的“职业应力的骨骼标志物(skeletal markers of occupational stress)”的观察[5];他认为,这些标志物包括附着点形态改变、退行性关节病以及非病理性的关节改变。这一名称由于将骨骼表现过于简单地与特定的职业行为联系在一起而被认为是不够严谨的[6]。Hawkey和Merbs等学者在研究古代哈得逊湾爱斯基摩人时提出了一种对附着点的研究方法;这种方法排除了病理性和退行性改变,关注附着点粗壮度标志物(如隆起的骨嵴)、应力损伤标志物(骨骼上的凹陷或沟壑)和外生骨疣骨刺三种表现形式,强调负荷强度对附着点形态的影响而将这类改变称为骨骼肌肉压力标记(musculoskeletal stress markers)[6],用以指示个体频繁使用某些肌肉和韧带造成的相应部位骨骼形态改变,并提供了一系列标准的记录方法和研究框架。此后的学者在此基础上不断进行新的研究来优化肌腱、韧带附着点的记录标准。Mariotti和Villotte等学者分别提出了23处纤维型起止点的记录标准和纤维软骨型起止点的鉴定方法[7-9]。葡萄牙科英布拉大学主办的“肌肉骨骼应力标志研讨会(The Workshop in Musculoskeletal Stress Markers)”上,就肌腱、韧带附着点的名称进行了讨论,决定使用“起止点改变(entheseal changes, EC)”作为这类形态改变的专门术语,此后的研究多使用这一名称来表示肌腱、韧带附着点的改变。在外力作用下,骨组织中的成骨细胞和破骨细胞不断进行骨吸收和骨生成,从而实现了骨骼内部结构和外部形态的变化,反映在起止点上的改变包括体积增大、骨骼表面粗糙、形态不规则、溶骨型反应(例如囊肿样变)、新生血管(表现为多孔)和骨赘[10]。根据肌腱韧带与附着骨骼之间有无钙化和未钙化的软组织这一特征,可将肌腱、韧带起止点分为纤维型起止点和纤维软骨型起止点这两类,前者多位于长骨干骺端和骨干上,后者多位于长骨的骨骺和关节处[11,12]。其中纤维软骨型起止点由于不存在血供,所附着的肌肉束与未钙化的纤维软骨有关,更多地反映了肌肉强度,何嘉宁认为其与功能状况的关联优于纤维型起止点[13],可能在指示人群行为模式方面更具有优势。与下肢骨相比,上肢骨受体重影响较小,而受功能载荷的影响可能更加显著[13]。
为了进一步探讨双槐树遗址不同性别和年龄人群的日常活动,本文拟对骨骼肌腱起止点进行观测和分析,以期揭示双槐树人群的行为模式、社会分工和阶级分化情况。
2.1 材料
本文的研究材料为双槐树遗址出土人骨的肱骨,排除患病个体和未成年个体,共70例个体,其中男性38例(年龄A>30 a的24例,A≤30 a的14例)、女性32例(A>30 a的21例,A≤30 a的11例)。对双槐树遗址及同一时空范围内周邻遗址群的动植物遗存、生产工具和稳定同位素研究表明仰韶文化晚期郑州地区形成了以粟、黍种植业为主,养畜业为辅,兼有渔猎的原始旱作农业类型[14-20]。
同时,以河南焦作武陟万花明清墓地出土人骨的肱骨作为对比组,共19例,其中男性5例(A>30 a的3例,A≤30 a的2例)、女性14例(A>30 a的6例,A≤30 a的8例)。历史文献资料显示万花墓地人群代表了传统的旱作农业模式。万花村墓地位于河南省焦作市武陟县城西北。武陟县地处黄河和沁河冲积平原,东部和南部多为沙瘠地,西北部较为肥沃[21]。明清时期种植农作物包括括粟、黍、小麦、大麦、水稻、高粱、棉花和花生等[22]。根据农业史的研究可知,万花遗址传统农业的基本特征包括铁器和畜力在农业生产中的应用、精耕细作技术体系的形成与发展、传统农学思想与科技的理论化、著作化趋势等[23]。历史文献资料显示,万花人群的生业模式属于以种植业为主、纺织业为辅的传统旱作农业类型[18,22,24]。
2.2 研究方法
鉴于纤维软骨型起止点可能在指示人群行为模式方面比纤维型起止点更具有优势,本文计划对已知年龄、性别人群的肱骨纤维软骨型起止点变化进行观察记录,包括冈上肌、冈下肌、小圆肌、肩胛下肌、伸肌总腱和屈肌总腱。其中,肩胛下肌控制肩关节内收和内旋,起止点位于肱骨小结节;冈上肌和冈下肌控制肩关节外展和外旋,起止点位于肱骨大结节前缘上中部;小圆肌维系肩关节和颈椎稳定,协助肩关节活动,起止点位于肱骨大结节下部;伸肌和屈肌分别在上臂伸展和屈曲时维持肘关节稳定,位于肱骨内外上髁[25](图1)。Fig.1 Position of humeral entheses of M. subscapularis, extensor and flexor1. 肩胛下肌止点M.subscapularis;2. 冈上肌和冈下肌止点M. supra + infraspinatus;3. 小圆肌止点M. teres minor;4. 伸肌总腱起点Extensor;5. 屈肌总腱起点Flexor。线条框内区域为Zone 2,白色虚线为Zone 1
已有的起止点研究方法主要有Hawkey-Merbs方法[6]、Villotte方法[9]、Mariotti方法[7,8]和Coimbra方法[26-28]。Hawkey-Merbs方法虽然观察者内和观察者间的误差较低,但有研究认为其可重复性较差[27];Mariotti方法并未区分纤维型和纤维软骨型起止点的观察记录标准,且纤维型起止点更易受到体型、年龄和激素水平的影响[12,29]。Villotte方法和Coimbra方法仅适用于纤维软骨型起止点研究,且后者将起止点区域分为边缘(Zone 1)和表面(Zone 2),对起止点改变的类型也做了更细致的划分。综合考虑以上因素,本文采用Villotte方法和Coimbra方法,对双槐树遗址和万花遗址出土肱骨上的纤维软骨型起止点进行研究。Villotte方法适用于全部纤维软骨型起止点且结合了组织学和临床研究进展[13],因此五处起止点均使用Villotte方法记录。对于Henderson等[26-28]的文章中给出详细描述和图例的肩胛下肌、伸肌总腱和屈肌总腱起止点,进一步使用Coimbra方法记录。
Villotte方法由法国波尔多大学的Villotte等学者于2010年提出[9],是一种二分性状记录法,将纤维软骨型起止点部位的形态分为“健康”和“患病”两种类型,“健康”的起止点形态应为骨骼表面光滑的、有明确边界的痕迹、没有血管流经的小孔,“患病”的起止点表面或骨骼外部轮廓不规则,表现为骨的生成或侵蚀、骨表面小孔(至少3个)、囊腔样改变、钙化沉积等改变[9]。
Coimbra方法为葡萄牙科英布拉大学的MSM研讨会上提出的一套标准,陆续发表于2013年、2015年和2016年[26-28]。该方法将起止点分为Zone 1和Zone 2两个区域分别记录,前者是指附着的纤维与骨面构成的锐角的边缘,后者是指Zone 1之外的边缘和表面。Zone 1记录骨质生成(Bone formation, BF)和侵蚀(Erosion, ER)。骨质生成即沿着边缘有明显的锐利且有界限的新骨生成或其他的起止点骨赘,将抬升高度h<1 mm或累及不足50%边缘的记为1级,抬升高度h≥1 mm且累及至少50%边缘的记为2级;侵蚀即边缘不规则且宽度大于深度的塌陷和坑洞,将累及不足25%边缘的记为1级,累及至少25%边缘受累的记为2级。Zone 2记录骨质生成、侵蚀、质地改变(Textural change, TC)、小孔(Fine-porosity, FPO)、大孔(Macro-porosity, MPO)和成腔(Cavitation, CA)。质地改变即质地粗糙的表面,当覆盖超过50%的表面记为1级;小孔即直径d<1 mm的圆形或椭圆形穿孔,将面积占比小于50%的记为1级,面积占比不低于50%的记为2级;大孔d≥1 mm的圆形或椭圆形穿孔,将出现1-2个孔的记为1级,将出现超过2个孔的记为2级;成腔即开口d≥2 mm的骨皮质下囊腔,将出现1个囊腔的记为1级,超过1个的记为2级[4,13,28]。根据解剖特征划分伸肌总腱、肩胛下肌和肱二头肌,Zone 1及Zone 2的原理以及示意图可参考图1[28]。Henderson等经过可重复和观察者误差的检验,不断完善并证明了该方法的可行性,并且给出了观察时应当注意的事项,以保证观察的准确性[30,31]。观察发现,两个人群的各类起止点改变中最常出现的是骨质生成(BF),其次是侵蚀(ER)和质地改变(TC),而小孔(FPO)和大孔(MPO)出现较少,成腔(CA)出现最少(图2)。表1显示使用Villotte方法对万花遗址和双槐树遗址观测个体5处起止点患病情况的统计结果,对左右两侧起止点病发生率分别统计,将每处起止点的患病个体数记为分子,该处起止点可观测的个体数记为分母。图2 双槐树遗址和万花遗址个体的肱骨起止点形态改变示意图Fig.2 Entheseal Changes of humerus of Shuanghuaishu and Wanhua sitesA. 万花M4 东个体的三处起止点three enthesis of M4: East in Wanhua site;B. 双槐树M36 个体的三处起止点three enthesis of M36 in Shuanghuaishu site。BF(Z1). 起止点边缘的骨生成Bone formation (Zone 1);BF(Z2). 起止点表面的骨生成Bone formation (Zone 2);ER(Z2). 起止点表面的侵蚀Erosion (Zone 2);CA. 起止点表面的骨质改变Textural change;FPO. 起止点表面的小孔 Fine-porosity;MPO. 起止点表面的大孔Macro-porosity表1 Villotte 方法下双槐树遗址和万花遗址个体的起止点患病率Tab.1 Morbidity of humeral enthesis in Villotte method of Shuanghuaishu and Wanhua sites人群内部的比较中,双槐树女性的小圆肌止点患病率明显高于男性,冈上肌和冈下肌止点、伸肌总腱起点和屈肌总腱起点患病率略高于男性,而肩胛下肌止点患病率略低于男性;不同年龄组的对比中,大于30岁个体的5处起止点患病率均明显高于未超过30岁个体,以往的一些研究也表明年龄是影响起止点改变的重要因素[4,13,32-34];侧别上,仅小圆肌止点和冈上冈下肌止点呈现右侧患病率略高的趋势。万花人群仅在不同年龄组的对比中显示出较明显差异,即大于30岁个体的起止点患病率高于未超过30岁个体。
对比双槐树与万花人群发现,双槐树男性的双侧肩胛下肌止点明显高于而左侧屈肌总腱起点明显低于万花男性;双槐树女性的双侧肩胛下肌止点和双侧小圆肌止点明显高于万花女性,而双侧冈上肌和冈下级止点和屈肌总腱起点较低于万花女性。双槐树人群大于30岁个体的双侧肩胛下肌止点和小圆肌止点患病率高于万花人群,未超过30岁个体双侧肩胛下肌和小圆肌止点患病率高于万花人群;而肘部两处起止点患病率明显低于万花人群。
除男性右侧小圆肌止点外,双槐树人群的双侧肩胛下肌和小圆肌止点患病率均明显高于万花人群,表明双槐树人群肩胸部承受的负荷更大,这可能是由于仰韶文化中晚期的农业生产工具相较明清落后,导致人群的劳动强度更大。而除右侧伸肌总腱起点外,双槐树人群的肘部两处起止点患病率低于万花人群且左侧差异更加明显,表明双槐树人群左侧肘部的活动强度较小,可能在日常活动中较少使用左臂进行屈伸动作。
使用Coimbra方法观察改变记录后的双槐树遗址和万花遗址个体起止点得分见表2。首先对每个个体双侧肩胛下肌止点、伸肌总腱起点和屈肌总腱起点分别以前文所描述的标准中的8种形变进行记录,然后将两遗址人群的每侧肱骨分别分为男性、女性、大于30岁和未超过30岁四组;之后将各组个体的8种起止点形变使用Coimbra方法统计得分相加后除以该组个体数,得到每组的平均得分;最后将每一起止点左侧和右侧的平均得分相加,得到各类起止点改变得分的总和。由于各组数据样本容量不等且分布不规律,故采用4组秩和检验对双槐树人群内部和两组人群之间起止点得分的差异性进行分析。秩和检验是一种非参数检验,可以对样本所代表的总体的分布和分布位置进行假设检验[35]。
表2 两个遗址各起止点在不同分组模式下使用Coimbra 方法所得的分数统计Tab.2 Score of humeral entheses in Coimbra method under different grouping modes of two sites分别对双槐树人群两侧、不同性别和不同年龄组的个体各起止点改变的得分(表3),以及双槐树人群与对比组万花人群三处起止点的得分(表4)进行秩和检验。结果显示,双槐树人群两侧和不同性别个体的起止点得分不存在显著性差异,而不同年龄组个体的三处起止点均差异显著;双槐树人群的肩胛下肌止点得分显著高于万花人群,而屈肌总腱起点得分与万花遗址人群存在显著差异,平均分数明显低于后者。
表3 双槐树遗址各起止点观测数量、标准差及秩和检验结果统计Tab.3 Number of individuals, standard deviation and Rank Sum Test of Shuanghuaishu site表4 两个遗址各起止点的观测数量、标准差及秩和检验结果统计Tab.4 Number of individuals, standard deviation and Rank Sum Test of two sites肌腱起止点形态改变是行为重建研究的一个重要组成部分,自提出以来受到了广泛关注。初期的研究主要集中探讨起止点改变的影响因素,由于难以控制变量,因此当时主要进行单一因素分析;而对于时代和人群特征不同的材料进行研究时,则可能会得出不同的结果。Jurmain认为将起止点改变理解为(一般的或者特定的)行为的标志是不可靠的[36],他指出“许多骨骼改变可能由病理性因素造成而非行为,而且即便对于那些至少有一部分是由行为造成的骨骼改变来说,它们也受到的是不同类型的行为的影响,过度简单化的假设实际上是在抹杀其他可能性的存在,不能促进本学科领域的进步”[36]。已有研究的结论虽然并不完全一致,但总体结论指向年龄是起止点改变最主要的影响因素[9,32-34,37],且在体型和体质量较大的男性个体中表现更为显著[9,38]。另有研究认为纤维型起止点的形态与各种形式的人体活动之间并不存在关联性,研究人类的行为应该基于纤维软骨型起止点[7]。
本文对双槐树遗址和万花遗址人群肱骨上五处起止点患病率和三处起止点形态改变得分进行统计,结果显示双槐树女性的四处起止点患病率高于男性,表明女性上肢活动频繁,可能承担了更多的日常劳动。双槐树人群肢骨测量结果也显示男性肱骨在同一时空范围内各遗址中发育水平最低,而女性肱骨发育相较其他各组最强壮,且男性肱骨发育整体弱于女性[3],这可能代表了一种独特的性别分工模式。双槐树遗址和万花遗址人群的生业模式代表了农业的不同发展阶段,双槐树遗址人群属于以粟、黍种植业为主,养畜业为辅,兼有渔猎的原始旱作农业类型,农业种植已经比较普遍,农业经济已有较大规模的发展,中原文明开始进入新的发展局面[39]。万花遗址位于河南省武陟县,地处黄河中下游平原腹地,在明清时期已经是农业生产重地,属于传统旱作农业的成熟阶段[21,22]。仰韶文化中晚期聚落以大家庭或家族公社为社会生产的基本组成单位,但这一时期郑州地区各聚落的农业仍为自给自足[40],即个人要从事多种劳动,根据大量考古学资料可以推测出包括耕种、渔猎、喂养家畜、处理农产品、背负提拉重物、伐木、制作陶石骨器等行为,预期上肢活动强度较大,肩关节活动频繁。这一时期社会阶层分化加剧,聚落范围不断扩张,在生产力水平较低的条件下,双槐树先民必须承担更多的劳动强度来供养可能存在的较高阶层人群[1,20,35],这也会导致人群上肢承受机械应力负荷较重。万花遗址先民的日常行为模式更符合现代“农民”这一职业的特点,旱作农业的日常活动包括垦荒、播种、灌溉、采割、加工等农业活动以及棉纺织等手工业活动[19,23,24],相比较而言,这一时期万花遗址的铁犁牛耕等农业技术发达、农业工具先进、农业生产规范化,先民可借助畜力、水力和风力等进行农业活动[41],因而上肢活动模式单一,受机械负荷较轻。这两种日常行为模式的差异可能反映在肱骨起止点改变的统计结果上,即双槐树遗址人群上肢整体负荷较重、运动模式较复杂,肩部起止点改变更普遍,万花遗址人群上肢负荷较轻,运动模式较单一,肘部的起止点改变得分更高可能是由于棉纺织等手工业活动引发。
何嘉宁对军都山和君子村遗址居民下肢三处纤维软骨型起止点变化进行研究,通过广义线性模型的方法检验了几种潜在因素对起止点改变的影响,结果显示仅年龄对部分起止点产生显著影响[13];侯侃对榆次高校先秦墓葬人骨的起止点改变与年龄和体型指标进行了Spearman相关性分析,结果显示影响起止点改变的主要因素是年龄[4]。双槐树人群中两个年龄组的个体在三处起止点的患病率和改变得分上均存在显著性差异,这符合大部分研究中 年龄是起止点改变最主要因素之一的结论[7,42,43],同时也反映出当时人群内部存在年龄分工的可能。但不能忽略的是,相比于双槐树遗址,万花遗址可观察个体的年龄分布并不均匀,缺少老年个体,且青年个体很少,大量观察个体的年龄集中在壮年期,这同样可能会对研究结果造成影响。
本项研究表明,双槐树遗址内女性上肢活动较男性更频繁,可能承担了更多的日常劳动,暗示了一种独特的性别分工现象,肱骨上纤维软骨型起止点的形态改变与年龄相关。不论是生产水平较低的原始农业时期,还是精耕细作的传统农业时期,农业人群内部必然形成了一个完整的生产体系,即个体在日常活动中会出现形式复杂多样的肌肉骨骼运动模式,故重建某一人群的行为无疑是困难的。样本保存状况不佳、人群的年龄结构失衡以及详实考古学背景的缺失都会对此类研究造成一定影响,因此起止点形态改变如何与人群可能存在的日常行为模式相联系,还需要有其他的证据链以及对更多样本的研究来提供参考。
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