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考古探索

南關里東史前人體質特徵初探

文/林秀嫚‧圖提供/陳慧美

基於南科考古館「發現第一人」巡迴展籌備過程的需求,筆者針對關於臺南南關里東遺址、馬祖亮島遺址與臺中安和遺址的出土人骨進行了一系列形態研究。本文即奠基於這批資料,進一步分析位於臺南市善化區南科園區南關里東遺址出土人骨的性別、年齡、病理、身高、牙齒形態,以期深化對南科大坌坑文化史前人及其生活樣貌的認識。

一、研究方法

基本的人骨記錄包括了對個別人骨性別、年齡與病理現象進行觀察。年齡與性別的判斷多依頭骨和骨盆的特徵,而未成年個體的長骨長度(肱骨、尺骨、橈骨、股骨、脛骨和腓骨)也可以做為辨別年齡的輔佐工具。另外,肱骨頭和股骨頭的最長直徑都可成為判別性別的依據。

其次,觀察記錄各個個體之病理現象,如是否有骨折、骨刺等現象,以了解史前人類之健康情形,並可資討論個人間之衝突行為,如爭鬥衝突(戰爭等)導致的斬首或是儀式性的獵首行為。

人骨形態測量方面則對人骨各部位(含牙齒)進行測量。其中,頭骨測量分析可能因變形而有不同程度的困難。運用長骨長度來推算身高的公式頗多,如Trotter 與Gleser(1958)運用蒙古人種統計出來的個人身高公式(表1)、王永豪等(1979)的漢人男性身高公式(表2)與張繼宗(2002)的漢人女性身高公式(表3)。

身高公式 1 1.68*(肱骨+尺骨) 長度(cm) + 71.18
身高公式2 1.67*(肱骨+橈骨) 長度(cm)+ 77.83v
身高公式3 2.67*肱骨長度(cm)+ 83.19
身高公式 4 3.54*橈骨長度(cm)+ 82.00
身高公式 5 3.48*尺骨長度(cm)+ 77.45
身高公式 6 1.22 *(股骨+腓骨) 長度(cm) + 70.24
身高公式 7 2.40*腓骨長度(cm)+ 80.56
身高公式 8 2.15*股骨長度(cm)+ 72.57

表1、Trotter and Gleser (1958)的身高公式(以公分計算)。

身高 1 3.48*肱骨長度(cm)+55.54±4.01
身高 2 3.58*橈骨長度(cm)+78.89±4.30
身高 3 3.38*尺骨長度(cm)+78.39±4.40
身高 4 2.52*股骨長度(cm)+54.69±3.59
身高 5 2.80*脛骨長度(cm)+64.33±3.58
身高 6 2.68*腓骨長度(cm)+69.85±3.64

表2、王永豪等(1979)的漢人男性身高公式(以公分計算)。

身高 1 3.24*肱骨長度(cm)+63.84±5.02
身高 2 4.72*橈骨長度(cm)+56.57±5.33
身高 3 3.53*尺骨長度(cm)+74.29±5.46
身高 4 2.75*股骨長度(cm)+45.92±5.00
身高 5 2.90*脛骨長度(cm)+60.30±5.14
身高 6 3.22*腓骨長度(cm)+52.40±5.20

表3、張繼宗(2002)的漢人女性身高公式(以公分計算)。

因牙齒發展與形態受強烈的遺傳控制(Scott & Turner II 1997),所以牙齒的測量可以表現族群間的差異(如箕形門齒),或是告知一個族群於時間變遷史中的變化(如牙寬)。本研究進行的牙齒測量包括牙寬、牙長與牙高(圖1),但因牙齒耗損與蛀牙等病理現象的影響,牙齒測量結果以牙寬測量結果的可信度最高,因此本文研究僅限於牙寬比較(表4)。

牙寬測量方式(取自Mayhall 1922)。

圖1、牙寬測量方式(取自Mayhall 1922)。

其次,基於測量可能產生的誤差,每顆可見的牙齒都進行2次測量(註1),並進行個人測量偏差控制(intra-observer error control)(註2)。因考古遺址出土人骨的成人並非每1具都有28-32顆牙, 為增加樣本數量與統計強度,本文同時取左側牙齒、或右側牙齒、或左右側牙齒的平均值。再者,剔除個體異常值(outlier)(註3),以確保進行牙寬比較的牙齒屬於群體中的正常值。最後,運用分布圖來計算3個大坌坑史前人的牙寬差異,來了解大坌坑時期不同區域間的史前人是否存在差異。

牙齒的非測量特徵如牙齒齒峰的所在或是牙齒的形狀差異,也具強烈遺傳資訊,可以提供我們判定牙齒所屬族群,因此本文也進行一系列非測量性特徵的觀察記錄,如門齒舌面內凹而形成的箕形門齒(shoveling,出現在門齒舌面)、頰面箕形門齒(double shoveling)、Carabelli’s cusp(卡拉貝利牙尖、或稱卡氏結節,出現在上顎第一臼齒舌近端的一個齒峰)、齲齒等。

二、結果

(一)基本形態研究成果

南關里東遺址5具個體的基本資料如下(表4-1)。

墓葬號 性別 年齡 病理
D3B2 30多歲 可見骨贅(圖2)、右鎖骨有穿孔 (新?)、左肩胛與股骨有骨質疏鬆的現象、左眼有眶篩、枕骨大孔前緣節結(圖3)、鼻上縫
E3B6 約18歲 可見拔牙與琺瑯質發育不全、右脛骨有蹲距面、骨骼(股骨、鎖骨、肩胛骨、肱骨及局部少數肋骨)上可見燒過痕跡
F3B3 約35歲 可見蹲距面(圖4)、拔牙、右肩胛上可見一穿孔骨鏃
F3B4 無法判斷 10.5-11.5歲 可見鼻上縫(圖5)、琺瑯質發育不全
F6B1 無法判斷 7.5-12.5歲 (未見)

表4-1、大坌坑時期5具出土人骨的基本資料。

圖2、NKLE-D3B2第5節腰椎椎體上前緣可見骨贅的出現。

圖2、NKLE-D3B2第5節腰椎椎體上前緣可見骨贅的出現。

圖3、NKLE-D3B2枕骨大孔前緣節結。

圖3、NKLE-D3B2枕骨大孔前緣節結。

圖4、NKLE-F3B3脛骨末端之蹲距面。

圖4、NKLE-F3B3脛骨末端之蹲距面。

圖5、NKLE-F3B4可見鼻上縫(類似未癒合之額縫)。

圖5、NKLE-F3B4可見鼻上縫(類似未癒合之額縫)。

(二)大坌坑史前人的身高

長骨(即肱骨、橈骨、尺骨、股骨、脛骨、腓骨)保持完整而得以測量該骨骼最長長度的有3具,但F6B1因屬於未成年個體而無法判斷性別,且因其第二骨化中心(epiphyses)未與第一骨化中心(俗稱骨幹,即diaphysis或shaft)癒合(fusion),故無法計算其身高。另2具可得性別與身高估算值的,分別是男性的D3B2與女性的F3B3。

利用Trotter等(1958)、王永豪等(1979)與張繼宗(2002)的身高公式,可得D3B2的身高為161.22-177.77公分、F3B3的身高為153.59-169.5公分(表4-2)。由二者的身高估算值可知,大坌坑史前人的兩性身高確實有些微的差異(約8公分),且以Trotter等(1958)計算出的身高約在王永豪等(1979)與張繼宗(2002)的身高值的中位數。

墓葬號 性別 年齡 可測得骨骼最長長度之部位 身高估算值(以公分為單位)
Trotter et al. 王永豪等 1979 張繼宗 2001
D3B2 30多歲 右橈骨、左右尺骨、左右股骨、左脛骨 166.53-176.87 161.22-177.77  
F3B3 約35歲 右肱骨、左右股骨 161.29-161.58   153.59-169.5
F6B1 無法判斷 7.5-12.5歲 右肱骨、左尺骨、左股骨 (未成年而無法計算)

表4-2、南關里東遺址5具人骨中,男、女各有1具可估算身高。

(三)牙寬比較

本文用來比較的遺址與牙寬個體數,包括南關里東30具(27具來自Lin 2009與3具來自本研究)、馬祖亮島2具、臺中安和2具(表5)。而在所有南關里東遺址預定進行牙寬比較牙齒中,僅有F3B15的上顎第一臼齒與F4B1的上顎第二臼齒屬於個體異常值,故從數據叢中剔除,其各顆牙齒的總年數如表6-1(上顎)與表6-2(下顎)。

  Lin 2009 本研究
南關里東 D3B1、D3B3、D3B5、D4B1、D4B2、E3B2、E4B4、E5B1、E5B3、E5B4、E5B6、E6B1、F3B1、F3B2、F3B4、F4B1、F5B4、F5B11、F5B12、F5B13、F5B13、F5B27、F5B29、F5B31、F5B32、F5B33、F6B1 D3B2、E3B6、F3B3
亮島 . LD-M1、LD-M2
安和 . AH-M1、AH-M5

表5、本文牙寬比較之牙齒出處。

上顎件數 UI1 UI2 UC UPM1 UPM2 UM1 UM2 UM3
南關里東 6 1 2 16 17 15 18 10
亮島 2 2 2 2 0 1 1 1
安和 1 0 0 0 0 1 1 0

表6-1、上顎牙齒牙寬比較件數。

下顎件數 LI1 LI2 LC LPM1 LPM2 LM1 LM2 LM3
南關里東 6 9 14 18 19 22 17 2
亮島 1 1 1 1 2 1 2 2

安和

0 1 2 1 1 2 1 1

表6-2、下顎牙齒牙寬比較件數。

依其分散圖(圖6),僅下顎犬齒(LC,即Lower Canine)於3個組別顯示出顯著差異,可見亮島的數值仍在南關里東的範圍之內,但安和史前人的2顆下顎犬齒已稍大於所有南關里東史前人的下顎犬齒。

再者,安和遺址的2具人骨分別為M1與M5,其中,M1為25-30歲的男性、M5為25-30歲的成人(另有學者判定為女性,即安和遺址有名的「安和媽媽」)。如以M5為女性來論,安和史前人的下顎犬齒(不論男女)則普遍大於南關里東史前人與亮島人。

圖6、下顎犬齒分散圖。

圖6、下顎犬齒分散圖。

(四)南關里東史前人的牙齒非測量性特徵

上顎側門齒與犬齒的拔牙常見於史前遺址中。以卑南遺址為例,雖然拔牙的比例於卑南史前人當中並不高,但皆見於女性或疑為女性(林秀嫚 2023)。本文研究的5具人骨中,F3B4與F6B1年齡偏低而無法判斷性別,但其他3具成年個體皆可見拔牙現象(表7-1),特別是其中的D3B2判定為男性。

箕形門齒方面,舌面箕形門齒可見於D3B2以外的個體,頰面箕形門齒可見於D3B2與F3B4以外的個體。若依比例而言,南關里人的箕形門齒比例甚高(60%-80%),特別是女性個體佔了100%。完全未見卡拉貝利牙尖(表7-2)。臼齒齒峰數則以4個齒峰數的比例最高。

墓葬號 性別 拔牙 頰面箕形門齒 舌面箕形門齒 臼齒齒峰數
D3B2 V X X 3-4
E3B6 V V V 4-6
F3B3 V V V 4-6
F3B4 未成年 (缺側門齒,但有犬齒) X V 4-5
F6B1 未成年 X V V 4-5

表7-1、牙齒非測量特徵(拔牙、箕形門齒與臼齒齒峰數)。

墓葬號 性別 拔牙 卡拉貝利牙尖 齲齒 X型牙槽
D3B2 X X 第3臼齒咀嚼面 下顎 R.M2
E3B6 V X X 下顎 M2 & M3
F3B3 V X X 下顎 L.M3
F3B4 未成年 無法觀察 X 第2臼齒咀嚼面? (M3未發)
F6B1 未成年 V X X (M3未發)

表7-2、牙齒非測量特徵(琺瑯質延展、卡拉貝利牙尖、齲齒、X型牙槽)。

琺瑯質延展(enamel extension)又稱為牙釉質延伸,是指牙釉質(牙齒琺瑯質)沿著齒頸線進入根叉處(furaction)。此一現象也常見於考古遺址出土人骨,主要發生於臼齒牙根。於5具南關里東人骨中,可見於E3B6、F3B4與F6B1。齲齒發生率很低且多發生於咀嚼面(occlusal surface),確定個例為D3B2的第3臼齒。

牙槽模式(groove pattern)則以Y型牙槽為主,少數個體(表7-2)始見X型牙槽,僅見1例+型牙槽(F3B4左側第2臼齒)。其中,Y型牙槽以頰遠端的牙峰與舌近端的牙峰相接(圖7:第1臼齒)、X型牙槽以頰近端的牙峰與舌遠端的牙峰相接、+型牙槽(圖7:第2臼齒)。

圖7、F3B4之Y型與+型牙槽

圖7、F3B4之Y型與+型牙槽。

三、小結

首先,不論男女身高、遺址間牙寬比較(註4)、牙齒非測量性特徵的描述,本文所使用的標本量都偏低,所以可能影響了總體而言的代表性。舉例來說,雖然可見南關里東史前人的兩性身高存在差異(約8公分),但其代表性標本只有各1具。

於各顆牙齒分散圖的表現之中,可以得知安和史前人的下顎犬齒與南關里東史前人、亮島人的下顎犬齒有明顯的不同(p<0.05)。換言之,前者大於後二者。最後,箕形門齒與拔牙(左加兩側上顎側門齒與犬齒)的情形也見於南關里東史前人,特別的是後者可見於男女兩性之中。

註釋

註1:本文比較研究對象只有安和遺址的2具人骨牙齒未進行2次測量。

註2:以卡方檢定(chi-square test)來評估,p-value大於0.05的代表其測量值有偏差,將從分析數據中刪除。

註3:以標準分數(z-scores)+2.5來計算。z-scores大於2.5或是小於-2.5者,代表其數值距離平均值太遠,故將被從資料叢中刪除。

註4:亮島與安和史前人僅各有2個個體。

參考書目

王永豪、翁嘉穎、胡濱成(王永豪;翁嘉颖;胡滨成)

1979    中國西南地區男性成年由長骨推算身高之回歸方程。解剖學報(解剖学报)01: 3-8。

林秀嫚

2023    卑南史前人初探─由人骨體質特性分析為例。考古人類學刊 99:75-112。

張繼宗

2002    中國漢族女性長骨碎片的身高推斷。人類學學報2002年第3期。

Lin, Hsiu-Man

2009    The Biological Evidence of the San-Pau-Chu People and Their Affinities. University of New Mexico PhD dissertation.

Mayhall, J.

1992    Techniques for the Study of Dental Morphology. In Skeletal Biology of Past Peoples: Research Methods. E. R. Saunders and M. A. Karzenberg eds. Pp. 59-78. New York: Wiley-Liss.

Scott, G. Richard and Christy G. Turner II,

1997    The Anthropology of Modern Human Teeth: Dental Morphology and Its Variation in Recent Human Populations. Cambridge University Press.

Trotter, M. and Gleser, G. C.

1958 A re-evaluation of estimation of stature based on measurements of stature taken during life and of long bones after death. American Journal of Physical Anthropology 16: 79-123.

(本文作者為史前館南科館管理中心副研究員)