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有机残留物分析是国际科技考古领域的热点研究，近年来亦逐渐成为我国科技考古研究的重要组成部分。顾名思义，有机残留物指：古代先民在加工利用生物资源的过程中，沉积或残留于相关器物、土壤或其他遗迹与遗物中，历经长期埋藏保留下来的有机物统称为有机残留物，主要由有机分子，如DNA、蛋白质、糖类、脂类以及一些有机小分子组成。一般分为可见残留物和不可见残留物两大类[1]。有机残留物分析，即从残留物载体中提取有机物，利用科学检测手段进行定性或定量分析，以判断有机物组成及来源，从而了解古代动植物的加工、利用和相关载体的功能等[2]。目前，国内外考古研究中开展的有机残留物分析研究工作主要涉及生物标记物、脂质、蛋白质和植物微体化石等。 在西方，气相色谱（Gas Chromatography）及气相色谱-质谱联用（Gas Chromatography Mass Spectrometry）技术的研发与广泛利用有力推动了有机残留物分析方法在人类学和考古学研究中的应用。20世纪70年代初，瑞士学者首次利用气相色谱-质谱联用分析了亚马逊盆地印第安部落制作的一种致幻性饮料“Ayahuasca”（死藤水），通过生物碱含量的测定结合植物生物标记物，明确了该种饮料为茄科、曼陀罗以及烟草等多种植物混合制剂饮料[3]。20世纪70年代末，法国学者利用气相色谱（Gas Chromatography）分析了地中海盆地出土双耳陶罐（amphora）内壁吸附的脂质残留，确认了该类陶器可能用于存放橄榄油。通过与外壁附着土壤的对比分析，该项研究首次指出，陶罐外壁附着土壤的脂质浓度远低于内壁吸附的脂质浓度，外源潜在的污染对陶器吸附残留物的影响甚微[4]。随后，英国学者进一步研究了陶片及其附着土壤中有机物的含量和组成，发现陶器内壁吸附的有机物含量远多于器表附着土壤的有机物含量，并且陶器内外壁的脂质构成与组合也不尽相同，由此证明土壤有机物对陶片吸附有机物的影响可忽略不计[5]。以上研究成果极大地促进了陶器残留物分析在考古研究中的应用，很大程度上影响了学界对有机残留物研究的认识。 20世纪90年代至今，英国布里斯托大学Richard P. Evershed、Stephanie N. Dudd和Julie Dunne等学者，约克大学Alexandre Lucquina和Manon Bondettia等学者，先后对地中海地区、西伯利亚地区以及日本和非洲等地，更新世晚期至全新世早期的陶器残留物进行了大量分子与测年研究[6-10]，为以上地区早期陶器的功能与年代提供了直接的科学依据，启发了学界关于陶器起源的新认识。除陶器残留物外，研究对象还包括酒、茶、焦油、树脂、蜂蜡、香料、烟草及大麻等多种可见和不可见残留物[11]，这些研究内容主要反映了古代先民的生活智慧与生产方式，极大地丰富了考古资料背后的潜藏信息。 中国有机残留物分析的首例研究报道发表于20世纪70年代末，该项研究利用显微观察和薄层色谱技术成功鉴定出泉州湾宋代沉船中具有特异性香气的固体残留物为乳香[12]，随后漆器、酒器等研究个案亦有零散报道。90年代至本世纪初，我国考古学者已有意识地以个案或研究综述的形式向国内学界介绍、推广和应用该方法，如1998年《中国文物报》报道了陈星灿先生介绍残留物概念及意义的文章《遗留物分析能告诉我们什么》；2002年，吕烈丹先生在《考古器物的残余物分析》一文中，详细介绍了血液和淀粉类残留物对于探讨古代先民生计方式的潜在应用与研究意义；2008年，杨益民先生发表了有机残留物分析的研究综述《古代残留物分析在考古中的应用》，从分析方法、研究现状与不足等方面阐述了我国有机残留物分析的研究历程并呼吁学界加强重视。此后，该方法逐渐被国内学者运用。 迄今为止，我国有机残留物研究工作虽已开展40余年，但实际上该方法直至2010年前后才在部分高校和科研院所正式开展，并作为前沿研究收录进专家学者的著述中，如2013年王昌燧教授编撰的《科技考古进展》和2018年袁靖教授编撰的《中国科技考古导论》等，皆以章节的形式对该方法的应用及进展进行了系统论述。近十余年来，有机残留物分析在我国考古研究中的应用显著增加，取得了一系列标志性成果，其中不乏国际亮点研究，如2012年《PNAS》报道了我国北方粟黍植物的最早利用[13]；2014年小河墓地出土奶制品残留物的蛋白质组学研究被《Nature》选为亮点研究[14]；2016年《PNAS》刊发了仰韶文化先民最早制作谷芽酒的直接证据[15]；2019年我国学者对古代大麻吸食起源的工作发表于《Science Advances》[16]，同时《Science》进行了点评和深度报道；2022年唐代香料研究以《PNAS》封面文章发表[17]等，以上研究成果充分展示了我国学者在国际有机残留物领域内已占据了重要地位。 然而，也应看到相较于国际一流水平，我们仍存一定差距。目前国内相关工作主要集中在可见残留物的研究，对不可见残留物的关注较少，尤其是作为载体的出土陶器，对其开展吸附残留物的分析研究较少。而我国拥有庞大且丰富的陶器资料，探索陶器的年代、分类、制作技术以及功能与属性，深入揭示陶器蕴含的古代社会发展脉络，建立多学科交叉的陶器研究方法体系已是大势所趋。更重要的是，作为欧亚大陆的陶器起源地之一，尽管我国陶器起源及其功能一直是国内外学界探讨的焦点话题，然而针对陶器，尤其是早期陶器（或原始陶器）进行的有机残留物分析工作更是寥若晨星。进一步发展有机残留物分析方法，不仅能够为我国陶器的出现及利用方式能提供直接证据，更可为理解欧亚大陆不同地区陶器起源的背景和动机提供独特的中国视角。 此外，国内学者已基本建立古蛋白质分析的研究方法，如骨骼和牙结石中的蛋白质组学分析[18-19]等，但研究深度和广度尚有待提高。总体而言，未来在广泛开展有机残留物分析的研究过程中，一方面，需严格控制取样、实验室分析等操作流程，保证样品分析数据的真实性和可靠性。另一方面，进行陶器残留物分析的同时，尤其涉及早期陶器的分析，应结合现代模拟实验，探索古代陶器吸附脂类化合物的分布与组合特点，寻找不同的生物标志性化合物（biomarkers），着重利用生物标志性化合物及单体碳同位素比值建立有机分子或组合与古代动物、植物（尤其是经济、粮食作物以及药用与精神活性植物）之间的对应关系，以上方法的逐步深化将会大大拓展有机残留物分析在考古研究中的应用，更为精确地重建古代先民对动植物资源利用的历史，复原鲜活的古代社会。 参考文献： [1] Evershed R P. Organic residue analysis in archaeology: the archaeological biomarker revolution[J]. Archaeometry, 2008, 50(6): 895-924. [2] 杨益民.中国有机残留物分析的研究进展及展望[J].人类学学报,2021,40(03):535-545. [3] Rivier L, Lindgren J E. “Ayahuasca,” the South American hallucinogenic drink: An ethnobotanical and chemical investigation[J]. Economic Botany, 1972, 26(2): 101-129. [4] Condamin J, Formenti F, Metais M O, et al. The application of gas chromatography to the tracing of oil in ancient amphorae[J]. Archaeometry, 1976, 18(2): 195-201. [5] Heron C, Evershed R P, Goad L J. Effects of migration of soil lipids on organic residues associated with buried potsherds[J]. Journal of Archaeological Science, 1991, 18(6): 641-659. [6] Evershed R P. Experimental approaches to the interpretation of absorbed organic residues in archaeological ceramics[J]. World Archaeology, 2008, 40(1): 26-47. [7] Dudd S N, Evershed R P, Gibson A M. Evidence for varying patterns of exploitation of animal products in different prehistoric pottery traditions based on lipids preserved in surface and absorbed residues[J]. Journal of Archaeological Science, 1999, 26(12): 1473-1482. [8] Dunne J, Mercuri A M, Evershed R P, et al. Earliest direct evidence of plant processing in prehistoric Saharan pottery[J]. Nature plants, 2016, 3(1): 1-6. [9] Lucquin A, Gibbs K, Uchiyama J, et al. Ancient lipids document continuity in the use of early hunter–gatherer pottery through 9,000 years of Japanese prehistory[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2016, 113(15): 3991-3996. [10] Bondetti M, Lucquin A, Savel'ev N A, et al. Resource processing, early pottery and the emergence of Kitoi culture in Cis-Baikal: Insights from lipid residue analysis of an Early Neolithic ceramic assemblage from the Gorelyi Les habitation site, Eastern Siberia[J]. Archaeological Research in Asia, 2020, 24: 100225. [11] Roffet-Salque M, Dunne J, Altoft D T, et al. From the inside out: Upscaling organic residue analyses of archaeological ceramics[J]. Journal of Archaeological Science: Reports, 2017, 16: 627-640. [12] 福建师范大学化学系高分子研究室．泉州湾宋代沉船中乳香的薄层色谱鉴定[J]．福建师范大学学报（自然科学版），1976, 1: 71-75 [13] Yang X, Wan Z, Perry L, et al. Early millet use in northern China[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2012, 109(10): 3726-3730. [14] Yang Y, Shevchenko A, Knaust A, et al. Proteomics evidence for kefir dairy in Early Bronze Age China[J]. Journal of Archaeological Science, 2014, 45: 178-186. [15] Wang J, Liu L, Ball T, et al. Revealing a 5,000-y-old beer recipe in China[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2016, 113(23): 6444-6448. [16] Ren M, Tang Z, Wu X, et al. The origins of cannabis smoking: Chemical residue evidence from the first millennium BCE in the Pamirs[J]. Science advances, 2019, 5(6): eaaw1391. [17] Ren M, Ren X, Wang X, et al. Characterization of the incense sacrificed to the sarira of Sakyamuni from Famen Royal Temple during the ninth century in China[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2022, 119(21): e2112724119. [18] Rao H, Li B, Yang Y, et al. Proteomic identification of organic additives in the mortars of ancient Chinese wooden buildings[J]. Analytical Methods, 2015, 7(1): 143-149. [19] Rao HY, Yang YM, Abuduresule I, et al. Proteomic identification of adhesive on a bone sculpture-inlaid wooden artifact from the Xiaohe Cemetery, Xinjiang, China[J]. Journal of Archaeological Science, 2015, 53: 148-155. （作者系中国社会科学院考古研究所博士后） 顶一下
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