朱鑫海

每天清晨，迎著陽光，我們起床吃飯，穿衣打扮——新的一天開始了。不知大家可曾想過，如今的我們過著如此這般的生活，那古時的人們呢？他們又穿著怎樣的衣服，吃著怎樣的食物，過著怎樣的日子？這個問題正是考古學(xué)家們的心之所想，一代又一代的考古人窮盡一生，只為揭示古人的生活面貌，探求他們與我們之間的聯(lián)系。但無情的時間總會將許多重要的信息抹去——我們生活中許多重要的場景都充斥著各色有機(jī)物，信息的記錄、衣食住行，幾乎人類所有的活動都直接與有機(jī)物相關(guān)，連我們身體的絕大部分都是由有機(jī)物構(gòu)成的。與當(dāng)今的塑料、橡膠等難以降解的有機(jī)污染物不同，石油工業(yè)誕生之前的有機(jī)物大多都極難保存，在動物、氧氣、微生物等各種外力的共同作用下，古人遺留下來的食物、衣物、工具，甚至是高大的木構(gòu)建筑在短時間內(nèi)便會損壞、消失，這給考古工作帶來了許多困擾。

幸運(yùn)的是，作為物質(zhì)分解的罪魁禍?zhǔn)?，氧氣和微生物二者缺其一便有可能將有機(jī)物較好地保留。于是，在某些極端情況下，如干旱的沙漠、飽水而封閉的淤泥等環(huán)境中，或許能發(fā)現(xiàn)保存良好的有機(jī)制品，這便有了我們現(xiàn)在看到的馬王堆素紗禪衣、吐魯番阿斯塔納的唐代點(diǎn)心、余姚井頭山的木質(zhì)斧柄等等。但是，保存成如此完好的樣貌往往需要遺存周邊的大環(huán)境整體維持一個較好的穩(wěn)定性，而這終究是較為困難的，因此，有機(jī)質(zhì)文物少之又少。但雁過留痕，埋藏微環(huán)境的局部良好使得我們有時候還是能發(fā)現(xiàn)小部分構(gòu)成這些東西的分子片段、分解產(chǎn)物，甚至是微小顆粒等等。通過對這些有機(jī)物微遺存的分析，便有可能推測出這里原本保存著什么樣的物體，從而還原古人的生活場景。

目前，考古學(xué)家關(guān)注的有機(jī)微遺存主要有三類：植物微遺存、動物微遺存和某些人工制品的分子遺存。不同類型的微遺存在分析方法和成本上往往存在一定的區(qū)別，有時互通，但都有著較廣的應(yīng)用和較高的價值。

植物微遺存研究

植物微遺存研究主要集中于植硅體和淀粉粒，其操作相對簡單，只需將提取出的土樣清洗，去除土壤雜質(zhì)和干擾離子后加入重液離心便可提取。由于淀粉粒和植硅體顆粒的比重與土壤中其他成分不同，在不同比重的重液中，較輕的顆粒上浮，離心則可以加速這一過程。離心后吸取最上層重液并將其稀釋，分離其中的固體成分便可得到特定比重的顆粒。依靠生物顯微鏡、偏光顯微鏡、掃描電子顯微鏡等設(shè)備進(jìn)行觀察，將鏡下看到的形態(tài)特征明顯的顆粒與現(xiàn)代植物的淀粉粒和植硅體數(shù)據(jù)庫進(jìn)行對比，便可以判斷其所屬的植物種類或者馴化程度。借助植硅體研究，考古學(xué)家們在距今8000～10000年的浙江浦江上山遺址發(fā)現(xiàn)了具有早期馴化特征的水稻植硅體，它是目前所發(fā)現(xiàn)的世界上最早的稻作農(nóng)業(yè)遺存，對研究我國乃至世界農(nóng)業(yè)文明的起源和演化有著重要的意義與價值。

動物微遺存研究

而動物遺存分析起來的成本則要高出許多。由于動物體不存在淀粉粒、植硅體這樣特征明顯且易于保存的微顆粒，動物微遺存研究主要以脂肪酸、蛋白片段、核酸片段等生物大分子遺存為主，且由于氧化水解，這些大分子大多呈現(xiàn)出高度的片段化，給提取和判斷歸屬造成了非常大的困難。脂肪酸和蛋白（氨基酸）片段判斷通常以電泳或色譜法分離，再結(jié)合質(zhì)譜或光譜等譜學(xué)分析成分。色譜法根據(jù)不同分子在流動相、固定相中的溶解度和吸附性不同，可以將各類有機(jī)成分從成分復(fù)雜的提取物中分離，再用質(zhì)譜分析，根據(jù)其組成原子的荷質(zhì)比的不同，判斷物質(zhì)的原子組成，從而推知分子的具體組成成分，進(jìn)一步判斷其所屬的有機(jī)遺存特征。

美國考古學(xué)家托馬斯·洛伊是該領(lǐng)域極為重要的奠基人，他發(fā)現(xiàn)古人將石器用于加工動物制品后，動物的血跡會浸潤石器表面，部分滲入石器表面的縫隙中，在理想情況下至少可以保存10萬年。他在伊拉克北部一處遺址距今7500～12500年的地層中發(fā)現(xiàn)了3件帶有哺乳動物血液的石器，在加拿大出土的距今1000～6000年的石器中鑒定出了麋鹿、馴鹿、灰熊和海獅的血液，甚至曾在一件距今2180年左右的石器上同時發(fā)現(xiàn)了北美馴鹿和人類的血液。從而，考古學(xué)家知道了古人類使用什么樣的工具加工什么樣的動物，為我們還原古人類的生活環(huán)境、工具使用和生業(yè)模式提供了極其重要的線索。

吐魯番阿斯塔納古墓群出土的唐代面點(diǎn)（左）和余姚井頭山出土的木斧柄（右）

除此之外，動物還有一類極其重要的分子遺存——核酸。核酸有2種類型，我們常說的DNA便是其中的一類，它是較為穩(wěn)定的脫氧核糖核酸。而另一類即核糖核酸，由于其不穩(wěn)定性，在考古學(xué)上難以展開應(yīng)用。核酸是生命遺傳信息的物質(zhì)載體，由4種不同的核苷酸排列組合而成，幾乎所有生命的遺傳信息都被記錄在這些排列組合之中，而幾乎每一個動物體細(xì)胞中都包含有生物體全部的遺傳信息。由于DNA相對穩(wěn)定的超螺旋結(jié)構(gòu)，得以在復(fù)雜的埋藏環(huán)境下保存，部分情況下可以保存數(shù)十萬年之久。這些飽經(jīng)風(fēng)霜的DNA通常會不可避免地呈現(xiàn)出高度的片段化，但由于核苷酸的組合實(shí)在是千變?nèi)f化，小至幾十、大至十幾個核酸的片段便可能指示一定的生物信息，而通常在提取的時候只要實(shí)驗(yàn)成功，便會發(fā)現(xiàn)大量這樣的短核酸片段，科學(xué)家們便可以借助這些小片段拼湊出生物體部分的遺傳圖景。目前，國內(nèi)在該領(lǐng)域研究最為系統(tǒng)的是中國科學(xué)院古脊椎動物與古人類研究所付巧妹研究員帶領(lǐng)的科研團(tuán)隊(duì)，他們與來自蘭州大學(xué)的團(tuán)隊(duì)合作，在甘南藏區(qū)青藏高原白石崖溶洞中的土樣里發(fā)現(xiàn)了距今10萬年、6萬年的丹尼索瓦人基因，為青藏高原人群對高寒缺氧環(huán)境的適應(yīng)性基因的來源找到了極其重要的證據(jù)。

水稻植硅體的馴化特征（左）和浙江浦江上山遺址出土陶片中發(fā)現(xiàn)的水稻植硅體（右）

河南滎陽汪溝遺址（左）和四川三星堆遺址（右）出土的碳化絲織品遺存

人工制品的分子遺存研究

有機(jī)遺存除了以動植物體本身的形式存在之外，還有一類也非常重要并且與人類活動高度相關(guān)，那便是人工制品。古人利用身邊各類物質(zhì)的優(yōu)良特性，制作出為己所用的各色器具或食物，這些人工制品凝結(jié)了先民們的偉大智慧，也是支撐著人類一步步走到今天的物質(zhì)支柱和絕佳物證。遺憾的是，這些人工制品中存在著大量利用動植物材料制成的有機(jī)制品，它們正如其他有機(jī)遺存一樣，“世間好物不堅(jiān)牢”，好在現(xiàn)代科技可以幫助我們從遺存周圍的土樣或者器物中提取出部分反映原有物質(zhì)成分的信息。

例如，中國科學(xué)院大學(xué)楊益民教授的研究團(tuán)隊(duì)近期在山西北白鵝墓地出土的青銅壺中用前文提及的色譜-質(zhì)譜聯(lián)用等方法，鑒定出了乙酸乙酯、酒石酸、丁香酸等指示酒類遺存的有機(jī)化合物，其中丁香酸的檢出意味著該液體應(yīng)為果酒，填補(bǔ)了先秦時期果酒類研究的空白。而美國斯坦福大學(xué)東亞考古系教授劉莉的研究團(tuán)隊(duì)則在西安米家崖楊官寨、偃師灰嘴、澠池仰韶村等仰韶時期遺址出土的小口尖底瓶、鼓腹罐和濾器中檢測出了距今5000～6000年的酒類遺存，并用前文所述的植硅體、淀粉粒的方法判斷出其釀酒方法是以發(fā)芽的黍、稻谷和野生小麥族作為糖化劑來釀造谷芽酒，最主要的原料是黍，同時也包括粟、薏苡、水稻、小麥族、野豌豆、栝樓根、芡實(shí)及姜，還加入一些植物莖葉及花序作為輔料。同時，他們根據(jù)小口尖底瓶口部的微痕判斷出仰韶先民飲酒的方式可能是用葦管嗍酒，生動地還原了仰韶先民群聚釀造并飲用酒精制品的生活圖景，為我們解讀仰韶時期的社會結(jié)構(gòu)提供了重要的信息。

絲綢也是我國考古中不可避免的一類重要有機(jī)遺存。絲綢是我國的一項(xiàng)重要發(fā)明，更是古時對外貿(mào)易的主要商品之一，已經(jīng)深深地融入了我國的文化長河之中。倘若用前文所述的質(zhì)色譜的方法對每一處遺址發(fā)現(xiàn)的可能為絲綢的樣品進(jìn)行檢測，則耗費(fèi)時間過長，成本過高，難以普及。對此，中國絲綢博物館的研究人員發(fā)明了針對纖維紡織物遺存的免疫學(xué)檢測方法——以羊毛和3種不同來源的絲蛋白為抗原制作相應(yīng)的特異性單克隆抗體（第一抗體），抗體上結(jié)合有可以被識別的特異性酶標(biāo)記，在考古現(xiàn)場提取到樣本后將其與第一抗體混合，若樣品中存在相應(yīng)的抗原，便會吸附對應(yīng)抗體，未吸附的抗體則會被洗脫，再用酶標(biāo)記的第二抗體檢測是否存在被吸附的第一抗體。這種方法特異性高，除了區(qū)別棉麻絲外，還可判斷絲蛋白的來源為桑蠶、柞蠶還是蓖麻蠶等，敏感性強(qiáng)且成本相對較低，操作簡便，非常適宜在考古現(xiàn)場中使用。

憑借此方法，中國絲綢博物館的研究員們在河南滎陽汪溝仰韶文化遺址發(fā)現(xiàn)了經(jīng)檢測確認(rèn)的我國最早的絲織品遺物，并且判斷其為家蠶（桑蠶）絲。早年三星堆出土的部分青銅器表面、2021年三星堆遺址發(fā)掘中祭祀坑的土樣和疑似紡織品殘骸中先后確認(rèn)了桑蠶絲蛋白的存在。這是四川境內(nèi)第一次發(fā)現(xiàn)古代絲綢的遺存，為研究古蜀人的祭祀行為、古蜀國的絲綢生產(chǎn)與傳播提供了不可多得的物質(zhì)證據(jù)。

由此可見，探究各類微遺存的方法都不絕對，例如研究酒類遺物，可以用質(zhì)色譜，也可以用淀粉粒、植硅體，還可以用免疫法制作特異性抗體。各類方法互為補(bǔ)充，共同發(fā)展，才能更為全面而系統(tǒng)地揭示那些正在不斷離我們遠(yuǎn)去的遺存。

考古永遠(yuǎn)不是一門封閉的學(xué)科，各個領(lǐng)域先進(jìn)技術(shù)的不斷引入，各種不同物質(zhì)研究方法的靈活運(yùn)用，正在持續(xù)地為考古研究提供新鮮的血液和堅(jiān)實(shí)的支柱。不久的未來，在越來越多高新技術(shù)的助力下，我們對古人社會生活場景的研究定會越發(fā)深入，我們與古人之間那扇虛掩著的大門終有一天將會徹底打開。

（指導(dǎo)老師：陳虹 郭怡）

名詞卡片

植硅體：又名“植物硅酸體”，是土壤中的可溶性硅元素被高等植物吸收后，隨著水分被運(yùn)送到了植物體內(nèi)各處，水分蒸發(fā)后二氧化硅溶出，形成的一類非晶質(zhì)的二氧化硅顆粒。二氧化硅為無機(jī)物，且具有耐高溫、耐腐蝕的特性，較易保存，考古工作中常發(fā)現(xiàn)在器物或土樣中存有大量的植硅體。同一植物的不同部位、不同種屬的植硅體形態(tài)通常具有一定區(qū)別，因此可用于區(qū)分不同的植物來源。

淀粉粒：作為絕大多數(shù)生命體的能量來源，葡萄糖分子在細(xì)胞中通常以聚合物狀態(tài)儲存，植物體中便是淀粉，淀粉在植物細(xì)胞中常呈顆粒狀，即為淀粉粒。不同的植物淀粉粒存在一定區(qū)別，故可用于鑒定種屬。由于淀粉具有一定的旋光性，在正交偏光（光線通過振動方向互相垂直的兩個偏光片后觀察到的場景）下呈現(xiàn)出特殊的“十字消光”現(xiàn)象，常用于淀粉粒的確認(rèn)。

荷質(zhì)比：又稱“比荷”，是帶電物體的電荷與質(zhì)量的比值。所有物質(zhì)都是由一個個原子組成的，而原子核是由帶電的質(zhì)子和不帶電的中子共同構(gòu)成，二者質(zhì)量相近，各類原子的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)多有不同，因此可以用電荷與質(zhì)量之比來指示某一類特定原子。

丹尼索瓦人：最早發(fā)現(xiàn)于俄羅斯丹尼索瓦洞穴中的一種古人類種群，與現(xiàn)代智人和歐洲地區(qū)曾廣泛存在的尼安德特人同源，但也存在很大的差異。其個體高大且具有抗寒、抗缺氧環(huán)境的特征，據(jù)推測曾廣泛分布于北亞-東亞地區(qū)，但目前發(fā)現(xiàn)的線索大多集中于丹尼索瓦洞穴，白石崖溶洞發(fā)現(xiàn)的丹尼索瓦人基因系第一例丹尼索瓦洞穴以外的丹人基因案例。