Nicht‑destruktive histomorphologische Identifizierung von verbrannten Knochenfragmenten aus dem Spätpleistozän mithilfe von Synchrotron‑Röntgen‑CT am SPring‑8

Uralte Hinweise in winzigen verbrannten Knochen

Auf den ersten Blick wirken einige graue Knochensplitter vom Höhlenboden kaum aufregend. Doch diese Fragmente aus der Fukui‑Höhle im Südwesten Japans, die einst in einem paläolithischen Herd verbrannten, enthalten seltene Hinweise darauf, wie Menschen und Tiere die japanische Landschaft vor etwa 16.000 Jahren teilten. Da Knochen aus dieser Zeit in der Regel durch saure Böden und feuchtes Klima zerstört werden, zählt jedes erhaltene Stück bei der Rekonstruktion dessen, was Menschen jagten und welche großen Tiere bereits verschwunden waren.

Eine Höhle, die Menschen und Zeit verbindet

Die Fukui‑Höhle ist ein bedeutender archäologischer Fundort mit Schichten, die vom späten Eiszeitalter bis zum Beginn der Keramikproduktion reichen. In einem kleinen Bereich einer Schicht, die auf etwa 16.000 Jahre datiert wird, fanden Forschende sieben winzige Knochenfragmente, jedes weniger als einen Zentimeter lang und stark verbrannt. Keine unverbrannten Knochen überlebten in dieser Schicht, was darauf hindeutet, dass hohe Hitze diese Stücke bewahrte, während die meisten anderen Tierreste über Tausende von Jahren aufgelöst wurden. Da nur eine Handvoll paläolithischer Fundstellen in Japan überhaupt Tierknochen geliefert hat, sind diese verkohlten Bruchstücke ein seltener Einblick, welche Tiere Menschen am Ende der Eiszeit nutzten.

Wie man Knochen liest, ohne sie zu zerstören

Normalerweise identifizieren Wissenschaftler Knochen anhand ihrer Gesamtform oder indem sie sie in dünne Scheiben schneiden, um ihre innere Struktur unter dem Mikroskop zu untersuchen. Keiner dieser Ansätze eignet sich gut für fragile, winzige und kulturhistorisch wertvolle Fragmente, die Museen nicht beschädigen wollen. Das Team wandte stattdessen Synchrotron‑Röntgen‑Computertomographie an, eine leistungsstarke CT‑Methode, die am SPring‑8‑Zentrum im Westen Japans verfügbar ist. Dieses Verfahren nutzt einen extrem hellen, fokussierten Röntgenstrahl, um dreidimensionale Bilder mit sehr feiner Auflösung zu erzeugen und so die mikroskopische Architektur im Inneren des Knochens zu zeigen, ohne ihn aufzuschneiden.

Mikroskopische Muster, die auf mittelgroßes Wild hindeuten

Im Inneren der verbrannten Fragmente suchten die Forschenden nach Mustern winziger Kanäle und Schichten, die sich zwischen Tiergruppen unterscheiden. Drei Stücke zeigten dichte Felder kreisförmiger Strukturen, sogenannter sekundärer Osteone, jeweils mit einem zentralen Kanal, während ein viertes ein ziegelartiges Muster aufwies, bekannt als plexiformer Knochen. Durch Messung der Querschnittsflächen dieser Merkmale und Berücksichtigung der leichten Schrumpfung, die auftritt, wenn Knochen auf etwa 500 bis 700 °C erhitzt werden, konnten sie die Fragmente mit einer großen Referenzdatenbank moderner und fossiler Säugetiere vergleichen — von Kaninchen und Affen bis zu Hirschen, Wildschweinen, Bären, Rindern sowie ausgestorbenen Elefanten und Riesenhirschen.

Riesen ausschließen und die Verdächtigen eingrenzen

Als die Messwerte aus der Fukui‑Höhle gegen die Referenzdaten geplottet wurden, fielen alle drei messbaren Fragmente klar in den Bereich mittelgroßer Paarhufer wie Wildschwein, Sikahirsch, Rentier und Japanische Serau und lagen zudem nahe bei einigen mittelgroßen Fleischfressern. Dagegen unterschieden sie sich deutlich von Werten von Menschen, Elefanten und den riesigen pleistozänen Hirschen, die einst Japan durchstreiften. Das Vorkommen von plexiformem Knochen, ein Merkmal vieler Paarhufer, stützte zusätzlich die Annahme, dass diese Fragmente von einem mittelgroßen Paarhufer und nicht von Menschen oder sehr großem Wild stammen. Zwar kann die Methode derzeit noch nicht genau die Art des Hirsches oder Wildschweins bestimmen, doch lässt sie mit hoher Sicherheit die spektakulären Riesen ausschließen, die man sich oft bei Eiszeitjagden vorstellt.

Die Jagd im Eiszeitalter Japans neu denken

Jahrzehntelang dominierten populäre Bilder des paläolithischen Japans Jäger, die riesigen Elefanten und Riesenhirsche nachstellten. Neuere Funde in der gesamten Inselgruppe deuten jedoch darauf hin, dass Menschen häufiger auf mittel‑ und kleintierige Beute wie Hirsche, Wildschweine und Hasen angewiesen waren. Die Fragmente aus der Fukui‑Höhle, datiert in eine Zeit, in der die größten Säugetiere wahrscheinlich bereits verschwunden waren, stützen dieses zurückhaltendere Bild. Sie legen nahe, dass die Menschen am Fundort vor 16.000 Jahren mittelgroße Paarhufer verbrannten und vermutlich verzehrten, statt die letzten Reste der Megafauna zu erbeuten.

Was diese winzigen Fragmente uns sagen

Für Nicht‑Spezialisten zeigt die Studie, wie ausgefeilte Bildgebung selbst aus wenig viel Information pressen kann. Durch den Einsatz nicht‑destruktiver, hochauflösender CT‑Scans bewahrten die Forschenden wertvolle Artefakte und gewannen gleichzeitig Hinweise darauf, welche Tiere Menschen nutzten und welche bereits ausgestorben waren. Die Ergebnisse deuten auf eine Fokussierung auf mittelgroße Beute und weg von den riesigen Eiszeitbestien in diesem Teil Japans. Je mehr solcher Fragmente untersucht werden, desto stärker kann dieser Ansatz dazu beitragen, zu klären, wie Klimaänderungen und menschliche Jagd gemeinsam den Verlust großer Säugetiere und die veränderte Beziehung zwischen Menschen und Tieren am Ende des Pleistozäns formten.

Zitation: Sawada, J., Yoneda, M., Uesugi, K. et al. Non-destructive histomorphological identification of Late Pleistocene burned bone fragments using synchrotron radiation X-ray CT at SPring-8. Sci Rep 16, 13908 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-50208-8

Schlüsselwörter: Fukui‑Höhle, verbrannter Knochen, Synchrotron‑CT, Pleistozän Japan, Tiernutzung