Ny tilgang måler tidlig menneskelig slagtningspraksis

Forskere, ledet af en antropologiprofessor ved Purdue University, har fundet ud af, at statistiske metoder og 3D-billeddannelse kan bruges til nøjagtigt at måle dyreknogleskæremærker lavet af forhistorisk menneskelig slagteri, og for at hjælpe med at besvare presserende spørgsmål om menneskelig evolution.

Arkæolog og biostatistiker Erik Otárola-Castillo leder forskerholdet, der brugte 3-D-billeddannelse, formanalyse og Bayesianske statistikker for at identificere slagteriske snitmærker med en succesrate på 88 procent i klassificering af slagteradfærd. 3-D billeddannelsesteknologien ligner den, ingeniører bruger til at måle ridser på mikrochips og kirurgisk knivskarphed.

"Denne tilgang repræsenterer en stor forbedring af nøjagtigheden sammenlignet med mange arkæologiske metoder, og at forbedre denne teknik vil hjælpe os med at få den menneskelige udviklingshistorie korrekt, " sagde Otárola-Castillo. "Ved at styrke kvantitative metoder til at evaluere arkæologiske beviser, vi vil være i stand til at lære mere om tidlige mennesker meget hurtigere."

Resultaterne er offentliggjort i Tidsskrift for arkæologisk videnskab . Otárola-Castillo er adjunkt ved Institut for Antropologi.

"I arkæologi, slagtermærker på dyreknogler er et vigtigt bevis, der bruges til at besvare spørgsmål om fødeindsamling i forhistoriske jæger- og samlerpopulationer, " sagde Otárola-Castillo, der studerer jægere-samleres kostvaner for at besvare spørgsmål om menneskets evolution. Hans ekspertise spænder over nordamerikansk jæger-samlers arkæologi, evolutionær biologi, statistik og beregningsmodellering.

Menneskeskabte stenværktøjer efterlader skæremærker på dyreknogler, såsom får, rådyr eller bison, gennem slagteri. Disse snitmærker kan variere i størrelse fra 1 til 5 centimeter, men dybden af ​​snittene er ofte lille, måler ved cirka 1/15 af en millimeter. Arkæologer forsøger ofte at skelne mellem skæremærker lavet af et menneskes stenværktøj, som efterlader en "V"-form, og anden skade, såsom at trampe af et hovdyr, som kan efterlade mærker med mere af en "U"-form.

Arkæologer har forsøgt at identificere slagtemærker siden 1800-tallet. Mens metoderne til at analysere knoglemærker er blevet forbedret gennem årtierne, der er stadig ret meget usikkerhed og manglende konsensus om, hvordan de bedst måles. Nuværende måleteknikker spænder fra kvalitative vurderinger med det blotte øje til kraftig mikroskopi, såsom scanningselektronmikroskopi eller mikrofotogrammetri.

Otárola-Castillo og forskningsteamkammerater Emma James fra University of Queensland; Curtis W. Marean fra Arizona State University; og Jessica C. Thompson fra Emory University, specialiseret sig i at vurdere snitmærker på knogler.

Der er tilfælde, hvor mærker kan være tvetydige. I 2010 et par forskerhold publicerede modstridende resultater vedrørende knoglemærker fra et forhistorisk sted, Dikika i Etiopien. Resultaterne fra deres analyser varierede så meget, at de var uenige om, hvorvidt mærkerne var lavet af menneskers redskaber eller dyrs klove, eller måske ridset af sandpartikler eller andre klippekanter. Ny debat hævder nu, at nogle af disse mærker kunne være blevet lavet ved at fodre krokodiller.

"Spændingen over denne debat har været stor, fordi kilden til nedskæringerne betyder væsentligt. Hvis det er lavet af stenværktøj, så er dette et eksempel på brug af stenværktøj af nogle af de tidligste menneskelige forfædre, " sagde Otárola-Castillo. "For nylig, forskere sendte knogler med snitmærker til forskellige eksperter til analyse. Målet var at evaluere konvergensen mellem forskellige eksperters vurderinger af knoglemærkernes karakteristika ved hjælp af traditionelle metoder. Alarmerende, resultaterne viste, at de kvalitative vurderinger var inkonsekvente mellem alle eksperter. Lignende bekymringer vedrører også moderne retsmedicinske beviser, så vores arbejde er et fund, der også kan være af interesse for det felt."

Otárola-Castillo, Marean, Thompson, og Shannon P. McPherron fra Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology, begyndte at arbejde på metodiske forbedringer til knoglemærkeanalyse i 2010. Andre teammedlemmer er Jacob A. Harris fra Arizona State University, Purdue kandidatstuderende Melissa G. Torquato og Purdue bachelorstuderende Hannah C. Hawkins. McPherron og Marean var medlemmer af et af de hold, der evaluerede knogler fra Dikika-stedet i Etiopien.

I deres nye undersøgelse, Otárola-Castillo og teamet brugte mere end 40 udskæringer og skiver lavet af frivillige slagtere på fårben ved hjælp af stenværktøjer. Et "snit" repræsenterer en 90-graders indsnitsvinkel, og en "skive" repræsenterer en 45-graders indsnitsvinkel. Forskerne målte derefter nedskæringerne med et profilometer, et 3-D mikroskop, der måler topografi, ruhed og lagtykkelse i mikro- og nanometerområdet. Efter at have målt dem, forskerne foretog en 3D-form- og størrelsesanalyse af kurverne og overfladerne for at sammenligne snitmærkerne.

"Når de digitale data blev sammenlignet, vi brugte Bayesiansk statistik, som giver et kvantitativt mål for videnskabelig troværdighed. For eksempel, givet beviserne, sandsynligheden for nøjagtigt at bestemme identiteten af ​​et mærke på en knogle er 88 procent i dette tilfælde, " sagde Otárola-Castillo.