Стоматологический анализ в археологии

Анализ зубных останков является ценным инструментом для археологов . Зубы твердые, высокоминерализованные и химически стабильные, поэтому хорошо сохраняются и являются одними из наиболее часто встречающихся останков животных. Анализ этих останков также дает богатую информацию. Его можно использовать не только для определения пола. и возраст человека чьи остатки нижней челюсти или зубов были найдены, но также могут пролить свет на их диету, патологию, и даже их географическое происхождение посредством изотопного анализа.

В результате стоматологический анализ применяется как к недавно умершим , так и к давно умершим. Это важнейшая часть судебной антропологии с точки зрения идентификации умершего. и может применяться к археологическим находкам, чтобы узнать о человеке из захоронения или отслеживать более крупные изменения в рационе населения, если доступно больше данных.

Определение возраста

Методы оценки возраста по зубному ряду разделены на две группы; методы, основанные на развитии и росте зубов, применяемые у младенцев, детей и подростков, и методы, основанные на изменениях зубного ряда после формирования, которые используются для оценки возраста взрослых.

Возраст человека легче оценить по остаткам его зубов в младенчестве и детстве, чем во взрослом возрасте, поскольку появление зубов и их развитие у молодых людей являются хорошими и относительно надежными индикаторами возраста. Поскольку прорезывание зубов происходит по определенной схеме: прорезывание молочных зубов происходит после рождения и до конца младенчества в возрасте двух лет, а постоянные зубы прорезываются в возрасте от пяти до четырнадцати лет, наблюдение за тем, какие зубы прорезываются и развиваются на нижней челюсти или является ли зуб временным или постоянным в отдельных останках, может определить возраст человека. Оценку прорезывания зубов можно провести путем просмотра изображений остатков зубов с помощью рентгенограмм , МРТ и компьютерной томографии .

Среди взрослых с полностью развитым зубным рядом были разработаны многочисленные методы оценки возраста с учетом различных характеристик, включая пародонтоз , аппозицию цемента , прозрачность корней зубов , резорбция корня , вторичное отложение дентина и истирание окклюзионной поверхности . Метод полупрозрачности корня зуба был впервые применен в 1990-х годах и включает в себя два измерения зуба при просмотре его под светом, а затем помещение значений в формулу для оценки возраста. Другой распространенный метод включает подсчет количества чередующихся светлых и темных полос в цементе . Такие методы, основанные на постформационных изменениях, больше полагаются на микроскопические наблюдения. можно применить и более целостный подход Для оценки общего износа зубов , например, используя таблицу Бротуэлла 1963 года. Такая оценка износа зубов является обычным явлением, поскольку это более надежный индикатор возраста, чем признаки износа костей.

Определение пола

Простейшие методы определения пола особи основаны на общих различиях в размерах зубов особей мужского и женского пола. Измеряемые размеры представляют собой мезиодистальный и щечно-язычный размеры и обычно применяются к клыкам нижней челюсти , которые демонстрируют наибольший половой диморфизм , но премоляры, некоторые моляры и резцы верхней челюсти также имеют различия в размерах между самцами и самками. Другие морфологические различия могут быть использованы для оценки пола, например, путем сравнения частот отдельных признаков, таких как отклоняющая морщина нижних первых коренных зубов и дистальный добавочный гребень клыков. Одной из потенциальных проблем с этими формами морфологической идентификации, помимо того факта, что изменение зубов является непрерывным, является то, что вероятность ошибок увеличивается в тех случаях, когда морфология зубов была изменена тафономическими процессами .

Более продвинутые методы определения пола включают анализ ДНК , при котором ДНК, выделенную из пульпы зуба, можно амплифицировать с помощью полимеразной цепной реакции , а затем проанализировать. Однако это разрушительный процесс, который имеет тенденцию разрушать образец либо посредством криогенного измельчения , либо путем открытия корневых каналов для извлечения пульпы. Анализ белков эмали — еще один молекулярный метод, в котором различные характеристики амелогенина у мужчин и женщин служат основой для определения пола.

Диета и болезни

Поскольку зубной аппарат вступает в прямой контакт с потребляемой пищей, зубы служат прямым и одним из лучших доказательств того, какую диету человек ел в жизни. Анализ особенностей зубов и челюстей, таких как кариес, гипоплазия и исчерченность, может выявить виды потребляемой пищи.

Начиная с кариеса, который обычно является результатом диеты с высоким содержанием сахара и углеводов , поэтому распространенность кариеса в остатках зубов предполагает наличие таких продуктов в рационе. Например, стоматологический анализ останков скелетов охотников-собирателей в Марокко возрастом 15 000–13 700 лет назад показал, что диета с высоким содержанием крахмалистых продуктов могла быть причиной высокого уровня разрушения зубов, наблюдаемого у населения. При выводе о диете с высоким содержанием углеводов и сахара из распространенности кариеса необходимо учитывать другие факторы, которые могут увеличить тяжесть стоматологических заболеваний, такие как иммунная система человека. Если он уже поврежден другими инфекциями, кариес и признаки стоматологических заболеваний будут более распространены, и, таким образом, такие особенности не следует автоматически объяснять просто увеличением потребления сахара.

Гипоплазия эмали является результатом нарушений в эмали и может проявляться в виде истончения или отсутствия участков эмали, линий, борозд и ямок. Большинство гипоплазий эмали являются результатом внешних, негативных условий окружающей среды, таких как неправильное питание и болезни, и в результате они могут рассказать нам об образе жизни человека. Метаболические нарушения, возникающие в результате неправильного питания или заболеваний, оказывают особенно существенное влияние на эмаль, а причиной этого явления может быть ряд других неспецифических заболеваний, таких как корь, дифтерия и дефицит витаминов А, D и С. Выявление гипоплазии эмали лучше всего проводить с помощью микроскопического анализа тонких срезов зубов. Положение гипоплазии на зубе также может сказать вам, когда произошел детский стресс, вызвавший нарушение зубной эмали, путем измерения расстояния от гипоплазии до цементно-эмалевого соединения. поскольку эмаль не реконструируется после образования.

При большом размере выборки отслеживание изменений зубного ряда на протяжении многих поколений может показать, как менялись рацион питания и образ жизни, и во многих случаях это направление исследований было успешным. Пример исследования гипоплазии эмали был проведен Старлингом и Сток, которые изучили гипоплазию пяти популяций в долине Нила в разные периоды времени. У населения 13 000–15 000 гг. до н. э. было меньше гипоплазий, чем у протоземледельческого населения 5 000–4 000 гг. до н. э., что показывает, что период возникновения раннего сельского хозяйства был периодом с высоким уровнем стресса. Аналогичным образом были проанализированы остатки зубов популяции из римских Сибал и выявили значительно более высокую частоту гипоплазий эмали у женщин, чем у мужчин. Это было истолковано как свидетельство того, что женщины в этом районе были в худшем положении с точки зрения питания и болезней.

Некоторые гипоплазии также связаны с наследственными заболеваниями. Стресс – не единственная причина. Кроме того, когда гипоплазия действительно возникает, тяжесть гипоплазии не коррелирует напрямую с тяжестью стресса - такие характеристики, как морфология зубов, структура эмали, а также время и скорость развития, также являются факторами. В результате необходимо использовать несколько типов зубов, чтобы сделать вывод о стрессе, который мог испытать человек.

Износ зубов — еще одна ключевая особенность останков зубов, которую можно проанализировать, чтобы сделать вывод о прошлом рационе питания. Износ, который является результатом естественного контакта между верхними и нижними зубами, называется истиранием, а износ, который является результатом контакта внешних объектов, таких как пища, с зубами, называется истиранием. Износ подразделяется на тот, который изучается и виден невооруженным глазом (макроизнос), и тот, который изучается и виден под микроскопом (микроизнос). Это микроизнос представляет собой ямки и царапины, видимые на поверхности эмали, а в результате разного питания могут возникать различные узоры микроизноса.

Некоторые из наиболее заметных макроизносов представляют собой сколы на зубах , которые видны на неровных поверхностях, в отличие от износа коронки, который является более постепенным и постепенным. Сколы обычно возникают, когда эмаль не выдерживает силы, оказываемой челюстями, в результате чего может возникнуть перелом зубов, особенно при попадании инородного элемента между зубами. Таким образом, причины включают в себя включения в пище, например, немного песка или костей, или, что чаще встречается сегодня, такие действия, как кусание ногтей или жевание ручки. Травмы и применение силы также могут вызвать подобную травму зубов. Что касается диеты, сколы могут указывать на наличие включений в еде, возможно, кусочки рыхлого точильного камня попадают в готовые хлопья, а исследования также показали, что у охотников-собирателей больше сколов на коренных зубах, в то время как в сельскохозяйственных сообществах наблюдается самая высокая частота. сколов на резцах.

Переходя к микроизносу, ямки — это микроскопические трещины в структуре эмали, возникающие в результате попадания твердых частиц на поверхность зуба, что приводит к отколу крошечных кусочков эмали. Более твердые продукты требуют большего усилия при пережевывании, чтобы измельчить их, и в результате на эмали образуется больше ямок, в то время как потребление более мягких продуктов создает больше царапин на эмали. Твердые, но мягкие продукты также оставляют царапины, поскольку противоположные поверхности скользят друг по другу во время жевания. При анализе микроизделий наиболее распространенный метод раньше включал использование электронного микроскопа, но в наши дни для наблюдения за эмалью на поверхности зуба можно использовать конфокальные микроскопы белого света.

На стоянке Абу-Хурейра в Сирии с помощью сканирующего электронного микроскопа были сделаны фотографии зубов из слоев мезолита и неолита образцы микроизноса и проанализированы . Это показало, что пища, которую употребляли в эпоху неолита, была более твердой и грубой, что отражает переход от мелкозернистых семян, употреблявшихся в пищу в эпоху мезолита, к крупнозернистым злакам , которые доминировали в неолите, а также переход от корней и диких зерен к одомашненным. крупы. Существует также изменение между слоями неолита 2a и 2b в Абу-Хурейре: зубы из более поздних слоев изнашиваются меньше, возможно, из-за изменения в приготовлении пищи или, возможно, из-за перехода к потреблению более домашнего мяса.

Анализ стабильных изотопов - это последняя категория стоматологического анализа диеты, которую можно рассматривать, поскольку обычные методы изотопного анализа, применяемые к костям для определения диеты, также могут применяться к зубам. Наиболее часто изучаются углерод, азот, кислород и стронций. Распространенный метод состоит в том, чтобы отличить диету, основанную на C3, от диеты, основанной на C4, на основе соотношения изотопов углерода. ¹³ С и ¹² C, которые содержатся в гидроксиапатите . Потребление растений, которые используют путь C3 в фотосинтезе, как и большинство растений умеренной зоны, включает меньше ¹³ C в их ткани поступает больше, чем растения, которые используют пути C4, включая многие тропические травы и травы саванны . Использование этих стабильных изотопов показало растущее значение проса и риса на стоянке эпохи неолита в Шаньдуне , Китай. Изотопы азота также часто изучаются, поскольку они могут указывать на сельскохозяйственную или морскую диету, поскольку соотношение ¹⁵ Н к ¹⁴ N увеличивается выше по пищевой цепи.

стронция и Соотношения изотопов кислорода в гидроксиапатите также использовались для изучения географического происхождения и передвижения древних людей. Соотношения изотопов стронция различаются в разных типах горных пород и почв, поэтому в результате существуют различия в соотношениях изотопов у растений и животных, живущих в регионах с разной геологией.

Возможности использования зубного камня для анализа получают все большее признание, и его можно использовать как для анализа стабильных изотопов, так и для анализа ДНК. Одним из его основных преимуществ является то, что это вторичный материал, а не неотъемлемая часть останков скелета, и в результате люди могут с меньшими сомнениями использовать его для такого анализа, поскольку эти методы разрушают и повреждают образец. Кроме того, вы можете получить как макроископаемые, так и микроископаемые, попавшие в исчисление; фрагменты злаков, волокна и даже фитолиты можно найти в исчислении, что делает его полезным инструментом для реконструкции прошлых диет.

Ссылки

• Адсериас-Гаррига, Джо (2019). «Эволюция методов и современное состояние оценки стоматологического возраста». Оценка возраста: междисциплинарный подход : 77–87. дои : 10.1016/B978-0-12-814491-6.00006-6 . ISBN  9780128144916 . S2CID   155330977 .
• Бротуэлл, Д.Р. и Поллард, А.М. (ред.) (2005) Справочник по археологическим наукам. Джон Уайли и сыновья
• Диркмаат, Д. (редактор) (2012) Товарищ по судебной антропологии. John Wiley & Sons, Incorporated, Хобокен. Доступно на: ProQuest Ebook Central. [2 марта 2023 г.].
• Форшоу, Роджер (9 декабря 2022 г.). «Зубной камень – здоровье полости рта, судебно-медицинская экспертиза и археология: обзор» . Британский стоматологический журнал . 233 (11): 961–967. дои : 10.1038/s41415-022-5266-7 . ПМЦ   9734501 . ПМИД   36494546 .
• Форшоу, Роджер (июль 2015 г.). «Открытие прошлого: роль стоматологического анализа в археологии» . Историк стоматологии . 60 (2): 51–62. ISSN   0958-6687 . ПМИД   26399147 .
• Кришан, Кевал; Канчан, Танудж; Гарг, Арун К. (31 июля 2015 г.). «Стоматологические доказательства в судебно-медицинской экспертизе – обзор, методология и текущий статус» . Открытый стоматологический журнал . 9 (1): 250–256. дои : 10.2174/1874210601509010250 . ПМЦ   4541412 . ПМИД   26312096 .
• Лилли, Малкольм К.; Ричардс, Майк (октябрь 2000 г.). «Анализ стабильных изотопов и стоматологические данные о диете в период перехода от мезолита к неолиту на Украине». Журнал археологической науки . 27 (10): 965–972. дои : 10.1006/jasc.1999.0544 .
• Махаджан, Сангита (23 октября 2019 г.). «Роль анализа износа человеческих зубов в археологии: обзор» . Древняя Азия . 10 . дои : 10.5334/aa.181 .
• Мэйс, С.; Закшевский, С.; Филд, С. (декабрь 2022 г.). «Взаимосвязь между износом зубов и возрастом на момент смерти в британских археологических останках человеческого скелета: переоценка «диаграммы Бротуэлла» » . Журнал археологической науки: отчеты . 46 : 103707. дои : 10.1016/j.jasrep.2022.103707 . S2CID   253377100 .
• Моллесон, Тейя; Джонс, Карен (сентябрь 1991 г.). «Стоматологические доказательства изменения диеты в Абу-Хурейре». Журнал археологической науки . 18 (5): 525–539. дои : 10.1016/0305-4403(91)90052-Q .
• Нагаре С.П., Чаудри Р.С., Бирангейн Р.С. и Паркарвар П.К. (2018) «Определение пола при судебно-медицинской экспертизе, обзор» Журнал судебной стоматологии. Май-Ауд; 10 (2)
• Никита, Э., (2017) Остеоархеология: Руководство по макроскопическому исследованию останков человеческого скелета. Академическая пресса
• Пирсон Н. (2014) Диета древних охотников-собирателей вызывала у них зубную боль. Музей естественной истории. Доступно по адресу: Диета древних охотников-собирателей вызывала у них зубную боль.
• Пеко, Д. (2013)Анализ гипоплазии эмали на зубах скелетной популяции из Романа Винковци-Чибалае, Хорватия. Бюллетень Международной ассоциации палеодонтологии. 7 (1)
• Рамаркришнан К., Шарма С., Шриджа К., Пратима Д. Б., Аеша И. и Виджаябану Б. (2015) Определение пола в судебной стоматологии: обзор. Журнал фармации и биосмежных наук. 7 (Приложение 2).
• Ренфрю К. и Бан П. (2016) Археология: теории, методы и практика. (7-е изд.) Темза и Гудзон: Лондон
• Скотт, Г. Р. и Винн, Дж. Р. (2011), Сколы на зубах: контрастирующие модели микротравм у инуитов и европейского населения. Международный журнал остеоархеологии. 21.
• Таул И. и Айриш Дж.Д. (2020) Запись и интерпретация гипоплазии эмали в образцах из археологического и палеоантропологического контекста. Журнал археологической науки. 114.
• Упекс Б., Баласс М., Трессет А., Арбакл Б. и Добни К. (2012) Протокол регистрации гипоплазии эмали в современных и археологических популяциях коз. Международный журнал остеоархеологии.
• Воданович М., Демо З., Немировский В. Керос Дж. и Бркич Х. (2007) Одонтометрия: полезный метод определения пола в археологической популяции скелетов? Журнал археологической науки. 34 (5)