尚崗楊遺址出土人骨髁狀突與下頜骨演化的相關(guān)性研究

□王光偉 顧萬發(fā) 李偉緒 張臨雪 陳淑芹 馬釗

一、前言

尚崗楊遺址位于鄭州市東南部管城區(qū)南曹鄉(xiāng)西楊村西的土崗上，是鄭州市區(qū)目前保存較為完好且面積較大的仰韶文化中晚期人類生產(chǎn)、生活的活動場所。2014年鄭州市文物考古研究院對遺址進(jìn)行了考古發(fā)掘。本次發(fā)掘在環(huán)壕內(nèi)西北方位墓葬區(qū)清理仰韶文化時期墓葬36 座，東北方位生活區(qū)清理仰韶文化時期墓葬3 座，灰坑133 處，房基5 處，甕棺葬2 個，灶2 個。

仰韶文化時期是中國新石器時代最重要的考古文化時期，分布甚廣，從1921年澠池仰韶村遺址發(fā)現(xiàn)到2000年，全國有統(tǒng)計(jì)的仰韶文化遺址達(dá)5000 余處。

仰韶文化時期以農(nóng)業(yè)為主，主要表現(xiàn)在仰韶文化的農(nóng)業(yè)定居村落發(fā)現(xiàn)多，面積大，內(nèi)涵豐富，出土的農(nóng)業(yè)勞動生產(chǎn)工具以及與農(nóng)業(yè)生活相適應(yīng)的用具相當(dāng)多，并且還有不少農(nóng)作物遺存發(fā)現(xiàn)。在陜西西安半坡遺址，發(fā)現(xiàn)有粟和菜種遺存，姜寨遺址發(fā)現(xiàn)有粟和黍遺存，河南大河村遺址發(fā)現(xiàn)有高粱遺存。上述發(fā)現(xiàn)說明，當(dāng)時的農(nóng)業(yè)定居村落已有很大發(fā)展，農(nóng)業(yè)耕作面積擴(kuò)大，生產(chǎn)水平亦有顯著的提高，而定居生活的穩(wěn)定，還必然促進(jìn)手工業(yè)和家畜飼養(yǎng)業(yè)的發(fā)展，推動社會的進(jìn)步。因此，仰韶文化農(nóng)業(yè)的發(fā)展就為古代文明的起源與形成奠定了堅(jiān)實(shí)的物質(zhì)基礎(chǔ)，并創(chuàng)造了良好的條件[1]。

人類從古猿演化到智人，是一個極其復(fù)雜的過程。古人骨上遺留下來的各種信息，使我們可以研究并推斷古人類在不同時期的生理結(jié)構(gòu)變化、社會發(fā)展形態(tài)及食物結(jié)構(gòu)變化等各種人類學(xué)特征等。在演化過程中，隨著人類從茹毛飲血到刀耕火種等生產(chǎn)、生活方式的改變，飲食結(jié)構(gòu)變得越來越精細(xì)，人類的咀嚼器官呈現(xiàn)出了一個逐漸退化的趨勢，其變化主要體現(xiàn)在頜骨上，而整個顱骨中，上頜骨較固定，變化不明顯，下頜骨作為唯一可運(yùn)動的顱骨，參與到食物咀嚼中，在咀嚼過程中受到食物性質(zhì)、生理結(jié)構(gòu)、肌肉牽拉、遺傳等眾多因素影響[2]，而在演化過程中不斷變化，而不同社會地位的人由于食物粗細(xì)程度的不同，下頜骨的磨損也會存在差異。因此，本次實(shí)驗(yàn)選取下頜骨作為研究對象，以髁狀突為著眼點(diǎn)進(jìn)行研究，從演化角度來研究下頜骨髁狀突的變化。通過對髁狀突內(nèi)外徑、前后徑、髁間寬、前斜面等數(shù)據(jù)分析，獲得古人類學(xué)資料，推測人類進(jìn)化特點(diǎn)，進(jìn)而推斷該遺址古人類的社會分層，以獲得社會人類學(xué)信息。

由于考古工作的特殊性，以及出土挖掘、運(yùn)輸、修復(fù)、保存等因素，從同一遺址獲得完整人骨較為困難。本次共出土37 副人骨架，我們從中選取12 例較完整下頜骨進(jìn)行測量，以獲得第一手珍貴的人類學(xué)測量和觀察資料數(shù)據(jù)。

二、髁狀突測量性形態(tài)特征的觀察及與現(xiàn)代人的分析比較

（一）材料

尚崗楊遺址仰韶文化晚期 （約6000年前）完整成人下頜骨標(biāo)本12 例。

（二）方法

本次測量參照《人體骨骼測量方法》[3]《體質(zhì)人類學(xué)》[4]所介紹的方法和標(biāo)準(zhǔn)，把下頜骨放在水平解剖臺上，手戴橡膠手套，用數(shù)顯游標(biāo)卡尺觀測下頜骨髁狀突的內(nèi)外徑、前后徑、髁間寬3 個指標(biāo)，用Adobe Photoshop 測量前斜面面積。為了減少誤差，髁狀突前后徑為小組5 人分別進(jìn)行測量。

測量指標(biāo)如下：

1.髁狀突內(nèi)外徑。髁狀突內(nèi)外兩極外形高點(diǎn)（a 點(diǎn)、b 點(diǎn)）的水平距離，用數(shù)顯游標(biāo)卡尺進(jìn)行測量（圖1）。

2.髁狀突前后徑。髁狀突前后兩面外形高點(diǎn)（c 點(diǎn)、d 點(diǎn)）的水平距離，用數(shù)顯游標(biāo)卡尺進(jìn)行測量（圖2）。

3.髁間寬。兩側(cè)髁狀突外側(cè)面外形高點(diǎn)（b1、b2）的水平距離（圖3）。

4.前斜面面積。橫嵴將髁狀突頂部分為前后兩個斜面，橫嵴前為前斜面，用筆勾勒出前斜面的輪廓，用柔軟透光的薄紙將髁狀突包起來，在紙上沿透出的痕跡勾勒前斜面的輪廓，將紙展平，用相機(jī)按一定比例拍照，進(jìn)行Adobe Photoshop 處理，計(jì)算其面積（圖4）。

5.本次計(jì)量資料采用t 檢驗(yàn)，n 表示樣本數(shù)量，x±s 數(shù)值表示計(jì)量資料平均值±標(biāo)準(zhǔn)差。由于樣本較小，t 檢驗(yàn)存在一定的不可靠性，對樣本數(shù)據(jù)均采用bootstrap 方法進(jìn)行處理，設(shè)定在小樣本中有放回地抽取1000 次，將樣本量放大至1000，求得x±s 數(shù)值。

古今男女對比，利用單樣本t 檢驗(yàn)，得出P值（即概率）。古代男女對比，利用兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，得出P 值，我們認(rèn)為，若雙側(cè)P＜0.05，則有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。

圖1 髁狀突內(nèi)外徑測量

圖2 髁狀突前后徑測量

圖3 髁間寬測量

圖4 前斜面面積測量

（三）結(jié)果

1.髁狀突相關(guān)數(shù)據(jù)見表1。

2.與現(xiàn)代人對比結(jié)果見表2、表3、表4。

3.尚崗楊遺址標(biāo)本男女對比結(jié)果見表5。

三、討論

人類的發(fā)展經(jīng)歷了漫長的時期，顱面形態(tài)也隨之發(fā)生了巨大的變化。下頜骨是人類顱面骨骼中唯一可隨意識運(yùn)動的骨，其形態(tài)受運(yùn)動影響變化亦最為常見。通過對下頜骨形態(tài)特點(diǎn)的研究，不僅有助于認(rèn)識頜骨在人類演化中的發(fā)展變化，而且也有助于了解在仰韶文化時期人的體質(zhì)、生理狀態(tài)、生活環(huán)境和文化特點(diǎn)。在人類進(jìn)化的早期階段，由于缺乏大農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能力，狩獵行為是食物的主要來源，必要的狩獵手段和武器，捕捉、殺死獵物以及采集食物等工作，主要依賴頜骨和牙齒的穿刺、切割和撕裂獵物，同時因?yàn)槭澄锝Y(jié)構(gòu)以動物為主[7]，咀嚼器官非常強(qiáng)壯；到了石器時代，各類武器和工具相繼出現(xiàn)，逐漸減少了對于咀嚼器官的依賴性；之后伴隨著火的使用，食物加工和烹飪技術(shù)的發(fā)展，人的咀嚼器官進(jìn)一步退化。雖然，在由動物向人進(jìn)化的百十萬年漫長歷程中，仰韶文化時期只是短短的一瞬間，但這一瞬間卻是人類進(jìn)化變化最為明顯的階段。因而比較仰韶文化時期與現(xiàn)代人的下頜骨髁狀突的變化，有助于推斷和驗(yàn)證古人的文明發(fā)展和人類的進(jìn)化。

表1 髁狀突相關(guān)數(shù)據(jù)

表2 男性t 檢驗(yàn)對比結(jié)果（單位：mm）

表3 女性t 檢驗(yàn)對比結(jié)果（單位：mm）

表4 前斜面面積對比結(jié)果（單位：mm2）

表5 尚崗楊遺址標(biāo)本男女對比結(jié)果

顱骨是人類進(jìn)化進(jìn)程中變化最大的部位。首先是顱腔容積的改變。研究認(rèn)為，早期能人的腦容量很小，隨著人類進(jìn)化進(jìn)程的發(fā)展，智人開始使用工具及語言，腦容量有了巨大的提升，人的面部特征也開始變化，顱的前后徑變小，顱頂抬高，眉弓變平，上下頜骨縮小，牙齒分化，磨牙數(shù)量減少，這些都是進(jìn)化的表現(xiàn)，是與人的活動息息相關(guān)的。

下頜骨是人顱骨中唯一一塊可以自由活動的骨，與人的進(jìn)食咀嚼、語言活動有密切關(guān)系。在由動物向人類進(jìn)化的歷程中，人類的食物結(jié)構(gòu)由未加工的動物組織及植物果實(shí)逐漸變化為經(jīng)過加工的熟制品及味美的漿果，這導(dǎo)致食物對頜骨的刺激減弱，頜骨開始退化變小。隨著農(nóng)業(yè)的發(fā)展，粟、麥等農(nóng)作物的種植，豬、牛、羊等動物的養(yǎng)殖[8]，人類的食物結(jié)構(gòu)趨于穩(wěn)定，下頜骨的退化亦趨于明顯，而變化最為明顯的應(yīng)該是參與顳下頜關(guān)節(jié)構(gòu)成的下頜骨髁狀突，食物結(jié)構(gòu)的變化導(dǎo)致咀嚼壓力的減小，下頜骨髁狀突生發(fā)中心因刺激的減弱而發(fā)育較慢，頜骨體積、髁狀突的高度、兩髁間距離亦變小，從而體現(xiàn)出現(xiàn)代人頜骨比石器時代的古人的頜骨形態(tài)變小而功能更加精細(xì)的特點(diǎn)。

1.6000年前人組男性與現(xiàn)代人組男性相比，在髁狀突的測量數(shù)據(jù)中，所有指標(biāo)統(tǒng)計(jì)結(jié)果均為6000年前人組大于現(xiàn)代人組，其中髁狀突前后徑雙側(cè)、髁狀突內(nèi)外徑雙側(cè)4 項(xiàng)指標(biāo)兩時期間不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＞0.05）。測量數(shù)據(jù)結(jié)果分析顯示，這4 項(xiàng)指標(biāo)均大于現(xiàn)代人，但由于樣本量太小，t 檢驗(yàn)不能完整地體現(xiàn)出統(tǒng)計(jì)結(jié)果。壯年男性前斜面雙側(cè)兩項(xiàng)仰韶文化時期與現(xiàn)代人之間的差異具有顯著性(P＜0.05)，與公認(rèn)的人的進(jìn)化觀點(diǎn)相符。需要說明的是，本實(shí)驗(yàn)使用的測量方法是用柔軟的薄紙覆蓋前斜面，畫出輪廓再展開，用Adobe Photoshop 測量面積。但因?yàn)椴荒鼙ＷC紙面與前斜面完全緊密貼合，會使前斜面面積略有擴(kuò)大。測量結(jié)果顯示，髁狀突前斜面整體呈縮小趨勢，可能與飲食方式和飲食結(jié)構(gòu)的改變密不可分，隨著人類進(jìn)化步伐的加快，農(nóng)業(yè)大生產(chǎn)的進(jìn)步，食物加工方式的改變，人類的飲食結(jié)構(gòu)發(fā)生了巨大的變化；食物結(jié)構(gòu)從生肉到熟加工，越來越精細(xì)，咀嚼時對髁狀突前斜面的磨損和壓力減少，直接影響了髁狀突的后天改建，現(xiàn)代人髁狀突前斜面面積與6000年前人組相比變小，與李潔實(shí)驗(yàn)結(jié)果相近；對于前斜面6000年前青年組與現(xiàn)代人對應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行的相關(guān)比較，由于6000年前人組樣本量較少，故本實(shí)驗(yàn)將只是翔實(shí)地報告數(shù)據(jù)，不做統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，我們認(rèn)為髁狀突的前斜面是功能面，它會受到咀嚼壓力的影響，咀嚼壓力的變化，在發(fā)生發(fā)育期會刺激骨的增生，而隨著發(fā)育的穩(wěn)定，咀嚼壓力的增大，會增加功能面的負(fù)擔(dān)，從而功能面加速磨損，會迅速變大[9]，實(shí)驗(yàn)中因?yàn)槲覀儷@得的標(biāo)本數(shù)量有限，這個指標(biāo)未描述中老年人的變化。但前后徑與內(nèi)外徑變化并不明顯，可能是由于頜骨在青少年時期發(fā)育完成，而受到的咀嚼壓力盡管比較大，但是時間較短（25 歲以前稱為青年），下頜骨髁狀突的摩擦改建還不明顯，因而對比結(jié)果變化并不大，也可能是樣本量太小，不能反映總體水平。6000年前人組髁間寬的樣本，男性古今對比差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P＜0.05)，而6000年前女性髁間寬的可用的數(shù)據(jù)與現(xiàn)代人數(shù)據(jù)對比后，雖然無顯著性差異，但是我們認(rèn)為，其明顯變小趨勢說明了下頜骨升支也在演化過程中退化變小，也就是說，古代人在進(jìn)化過程中，下頜骨的改變是三維立體的，并非只局限于下頜骨體，下頜骨升支的退化進(jìn)而影響了牙弓寬度，同時，咀嚼器官的退化呈現(xiàn)不平衡現(xiàn)象，以肌肉居先，頜骨次之，牙齒再次之，頜骨與牙齒退化程度不一致，使得牙量和骨量不調(diào)，進(jìn)而導(dǎo)致現(xiàn)代人牙齒錯合畸形如前牙擁擠的高發(fā)[10]。而這一結(jié)果也能夠得到李潔研究結(jié)果的支持。此與陶貴渝《頦孔與下頜骨演化的相關(guān)性研究》一文的結(jié)論中隨著下頜骨的退化，骨量減少，容納牙齒空間減少，導(dǎo)致現(xiàn)代人第三磨牙萌出率降低的結(jié)論相互印證。

2.6000年前人組女性與現(xiàn)代人組女性相比，由于6000年前人組女性樣本量較少，故本實(shí)驗(yàn)將只是翔實(shí)地報告數(shù)據(jù)，不做統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。髁狀突的測量數(shù)據(jù)中，所有指標(biāo)統(tǒng)計(jì)結(jié)果均為6000年前人組大于現(xiàn)代人組。分析認(rèn)為，6000年來，隨著人類生產(chǎn)方式由采集狩獵型向農(nóng)業(yè)型轉(zhuǎn)變，食物結(jié)構(gòu)由粗糙變?yōu)槿彳洠嬍辰Y(jié)構(gòu)的巨大改變減少了對咀嚼器官的功能刺激，其發(fā)育潛力受到削弱，導(dǎo)致了咀嚼器官形態(tài)與功能之間的矛盾，并且隨著外部因素改變的持續(xù)進(jìn)行而逐代加強(qiáng)，最終導(dǎo)致咀嚼器官的退化，這與男性結(jié)果的對比一致。

3.6000年前人組的男性和女性之間，雙側(cè)前斜面面積、雙側(cè)前后徑大小、內(nèi)外徑大小以及髁間寬等7 項(xiàng)指標(biāo)t 檢驗(yàn)顯示無明顯差異，但各項(xiàng)指標(biāo)男性稍大于女性，與李潔的研究結(jié)果“下頜骨顯示男性髁狀突磨損”更是明顯不一致。我們認(rèn)為這可能因仰韶文化時期男女在飲食結(jié)構(gòu)上差異不大，社會結(jié)構(gòu)由母系社會向父系社會轉(zhuǎn)化完成時間不長，社會性別分工不明顯等因素導(dǎo)致。且結(jié)果的差異性與研究的樣本量、年齡、飲食結(jié)構(gòu)等均有關(guān)系，尤其與牙合關(guān)系有關(guān)，錯頜畸形導(dǎo)致髁狀突發(fā)育不均衡、髁斜面磨損嚴(yán)重是被大家所公認(rèn)的。

四、結(jié)論

1.本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，與6000年前人類下頜骨相比，現(xiàn)代人髁狀突磨損程度變小，前斜面作為功能面面積明顯減小，髁間寬變小。我們認(rèn)為這可以證明由于現(xiàn)代飲食結(jié)構(gòu)、食物加工和烹飪技術(shù)的改變，現(xiàn)代人下頜骨較祖先發(fā)生了退化。

2.其他指標(biāo)雖然t 檢驗(yàn)無明顯差異，但在很大程度上是因?yàn)闃颖玖啃〉木壒剩瑔螐母黜?xiàng)指標(biāo)數(shù)值上看，現(xiàn)代人數(shù)值偏小。

3.在相同年齡組中，比較下頜骨磨損程度與食物精細(xì)程度和生活方式的不同，下頜骨髁狀突磨損大者，則食物結(jié)構(gòu)粗糙，社會地位低；磨損較小者，食物結(jié)構(gòu)精細(xì)，社會地位高。并且通過現(xiàn)今流行的骨微量元素分析，可進(jìn)一步推測該遺址當(dāng)時人的職業(yè)、生活方式等情況。