Sensofar共聚焦白光干涉儀 | 史*工具的使用與景觀演變:3D 微磨損視角
1-.Scott RS, Ungar P S, Bergstrom T S, Brown C A, Grine F E, Teaford M F & Walker A (2005).牙齒微磨損質(zhì)地分析顯示,人化石中人種的飲食差異。Nature 436 693-695. 2-. Evans AA, Donahue RE (2008).激光掃描共聚焦顯微鏡:研究石器時(shí)代微磨損的潛在技術(shù)J. Archaeol.Sci. 35, 2223-2230. 3-. Gill PG, Purnell MA, Crumpton N, Brown KR, Gostling NJ, Stampanoni M and Rayfield EJ (2014).最早的干哺乳動(dòng)物覓食生態(tài)學(xué)中的飲食專長(zhǎng)和多樣性。Nature 512 (7514) 303-5. 該分析通常是基于對(duì)在已知條件下使用的實(shí)驗(yàn)工具以及飲食結(jié)構(gòu)已知的人和動(dòng)物牙齒上的磨損進(jìn)行比較。然后將這些磨損方式參考與在考古工具和牙齒上觀察到的磨損進(jìn)行比較。磨損特性可以告訴我們有關(guān)工具使用方式以及動(dòng)物是在何種牧場(chǎng)條件下被放牧
(例如自由放養(yǎng)或密集、森林、開(kāi)放或退化的環(huán)境)的信息。傳統(tǒng)上,研究人員會(huì)使用定性或半定量方法來(lái)比較實(shí)驗(yàn)和考古磨損痕跡。在過(guò)去的十年中,通過(guò)共聚焦顯微鏡獲得的 3D 形貌紋理分析為測(cè)量磨損特性的高精度差異提供了良好的結(jié)果這提供了有關(guān)人類在史*時(shí)期的行為方式,以及畜牧業(yè)飼養(yǎng)方式是如何隨著時(shí)間的推移而演變的獨(dú)*信息。
在至少 23,000 年前,人類使用火石刀片收割自然生長(zhǎng)的野生谷物(小麥和大麥)。3D 共聚焦顯微鏡研究表明,幾萬(wàn)年后,人類開(kāi)始種植野生谷物。這種年復(fù)一年的操縱造成遺傳改性。 并解釋了距今 10,500 年前第一個(gè)有記錄的家養(yǎng)物種的出現(xiàn)。4 4-.Ibáñez JJ, Anderson PC, González Urquijo JE, and Gibaja J (2016).通過(guò)共聚焦顯微鏡對(duì)鐮刀光澤進(jìn)行的顯微組織分析表明谷物的種植和馴化。Journal of Archaeological Science 73, 62-81.對(duì)家畜的 3D 紋理分析揭示了與畜牧業(yè)制度(例如集約化飼養(yǎng)、自由放牧牧場(chǎng))以及牧場(chǎng)壓力程度有關(guān)的飲食結(jié)構(gòu)變化。到目前為止,我們?cè)谠囼?yàn)研究中測(cè)量了現(xiàn)代和考古牙齒上的磨損紋理。我們選擇了兩組已知飲食結(jié)構(gòu)的現(xiàn)代山羊的牙齒:一組在牧場(chǎng)中飼喂,另一組在森林中飼喂。測(cè)量?jī)山M的牙齒紋理可以使我們獲得區(qū)分它們的算法?,F(xiàn)在,我們將利用這種能力來(lái)了解在不同的考古遺跡,從青銅時(shí)代晚期到古典時(shí)代晚期的山羊管理是如何變化的。
使用具有 20 倍明場(chǎng)物鏡的 Sensofar PLu neox 獲得的一些磨損圖像(圖 2-5)。這些圖像的樣本都已通過(guò)進(jìn)階數(shù)據(jù)分析 SensoMAP 軟件進(jìn)行了處理和測(cè)量。在對(duì)表面進(jìn)行平整之后,我們使用空間濾波器來(lái)將磨損紋理與可被視為背景噪聲的火石表面的不規(guī)則性區(qū)分開(kāi)。當(dāng)測(cè)量牙齒紋理時(shí),則不需要此濾波器。為了測(cè)量紋理,我們選擇了能通過(guò)判別函數(shù)分析提供更好辨別能力的參數(shù)組合。我們使用二次判別函數(shù)分析來(lái)建立群體成員身份預(yù)測(cè)模型(圖 6),而預(yù)測(cè)分析的分類規(guī)則則是基于 貝葉斯定理。55-. Gelman A, Carlin JB, Stern HS & Rubin DB (2003).Bayesian Data Analysis.Second Edition, CRC Press.
圖 1.在 Jebel Druze(敘利亞斯威達(dá))收割自然生長(zhǎng)的野生谷物
Figure 3. Gloss through incident light microscope from harvesting cultiv*ted wild cereals in Jalès (Ardeche, France)
圖 3.在入射光顯微鏡下,因在賈勒斯(法國(guó)阿德什)收割栽種的野生谷物而留下的磨損痕跡的光澤
Figure 5. 3D image through Plu neox profilometer from harvesting domestic cereals (T. Spelta) in Z
共聚焦模式下的 3D 光學(xué)輪廓儀 PLu neox 是一種非常有用的分析方法,可對(duì)考古物體進(jìn)行精確、快速且無(wú)創(chuàng)的分析。利用 PLu neox 可以獲得有關(guān)考古材料表面磨損(加工活動(dòng)、使用、飲食、埋葬學(xué)改變……)的過(guò)程的性質(zhì)和特征的相關(guān)信息。對(duì)從近東遺址發(fā)現(xiàn)的史*鐮刀的研究可追溯距今 13,000 至 9,000 年之前,這表明在距今 13,000 年前,幼發(fā)拉底河中段便已種植了野生谷物。
我們的數(shù)據(jù)還表明野生谷物的種植持續(xù)了兩千年,這也表明該地區(qū)是谷物馴化的發(fā)展地區(qū)。我們的研究還表明,人類直到距今 10,000 年前還在收割未成熟的谷物(綠色,圖 6), 對(duì)此最有可能的解釋是在農(nóng)作物歉收時(shí)偶爾收割野生生長(zhǎng)的谷物。4 4-. Ibáñez JJ, Anderson PC, González Urquijo JE, and Gibaja J (2016).通過(guò)共聚焦顯微鏡對(duì)鐮刀光澤進(jìn)行的顯微組織分析表明谷物的種植和馴化。Journal of Archaeological Science 73, 62-81.人類直到距今 10,000 年前還在收割未成熟的谷物,對(duì)此最有可能的解釋是在農(nóng)作物歉收時(shí)偶爾會(huì)收割野生生長(zhǎng)的谷物。4 在山羊管理方面,我們目前正在分析數(shù)據(jù),并將很快發(fā)表結(jié)果。
圖 6.可追溯至距今 12,500 至 9,000 年的史*鐮刀上留下收割未成熟、半成熟和成熟谷物的痕跡比例。結(jié)果的演變表明了人類向收割更成熟的谷物的方向持續(xù)轉(zhuǎn)變,這與中幼發(fā)拉底地區(qū)(敘利亞)發(fā)現(xiàn)的谷物馴化過(guò)程相對(duì)應(yīng)
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