Niet-destructieve histomorfologische identificatie van verbrijzelde botfragmenten uit het Laat-Pleistoceen met synchrotronstraal X-ray CT bij SPring-8

Oude aanwijzingen in piepkleine verbrande botten

Op het eerste gezicht lijken een paar grijze botkrullen van een groenvloer weinig spectaculair. Toch bevatten deze fragmenten uit Fukui Cave in het zuidwesten van Japan, lang geleden verbrand in een paleolithische haard, zeldzame aanwijzingen over hoe mensen en dieren ongeveer 16.000 jaar geleden het Japanse landschap deelden. Omdat botten uit deze periode meestal worden afgebroken door zure bodems en een vochtig klimaat, telt elk overgebleven stukje bij de reconstructie van wat mensen jaagden en welke grote dieren al verdwenen waren.

Een grot die mensen en tijd verbindt

Fukui Cave is een befaamde archeologische vindplaats met lagen die zich uitstrekken van het Laatste IJstijd tot het begin van het pottenbakken. In een klein deel van een laag die dateert van ongeveer 16.000 jaar geleden, vonden onderzoekers zeven piepkleine botfragmenten, elk minder dan een centimeter lang en sterk verbrand. Er overleefden geen onbepernde botten in deze laag, wat suggereert dat hoge temperaturen hielpen deze stukjes te conserveren terwijl de meeste andere dierlijke resten over duizenden jaren oplosten. Omdat slechts een handvol paleolithische vindplaatsen in Japan überhaupt dierlijke botten heeft opgeleverd, vormen deze verkoolde scherven een zeldzaam venster op welke dieren mensen aan het eind van de ijstijd gebruikten.

Hoe je bot kunt lezen zonder het te breken

Gewoonlijk identificeren wetenschappers dierlijke botten aan de hand van hun totale vorm, of door ze dun te snijden om hun interne structuur onder een microscoop te bestuderen. Geen van beide methoden werkt goed voor fragiele, piepkleine en cultureel belangrijke fragmenten die musea niet willen beschadigen. Het team wendde zich daarom tot synchrotronstraling X-ray-computertomografie, een krachtige vorm van CT-scanning beschikbaar bij de SPring-8-faciliteit in westelijk Japan. Deze methode gebruikt een extreem heldere, gefocusseerde röntgenbundel om driedimensionale beelden met zeer fijne resolutie te maken, waardoor de microscopische architectuur in het bot zichtbaar wordt zonder het open te snijden.

Microscopische patronen die wijzen op middelgrote prooien

In de verbrande fragmenten zochten de onderzoekers naar patronen van kleine kanaaltjes en lagen die verschillen tussen diergroepen. Drie stukken toonden dichte velden van cirkelvormige structuren die secundaire osteonen worden genoemd, elk met een centraal kanaal, terwijl een vierde een metselsteenachtig patroon vertoonde dat bekendstaat als plexiform bot. Door de doorsnede-oppervlakten van deze kenmerken te meten en rekening te houden met de lichte krimp die optreedt wanneer bot tot ongeveer 500–700 graden Celsius wordt verhit, konden ze de fragmenten vergelijken met een grote referentieset van moderne en fossiele zoogdieren, van konijnen en apen tot herten, zwijnen, beren, runderen en uitgestorven olifanten en reuzenherten.

Reuzen uitsluiten en verdachten verkleinen

Toen de metingen uit Fukui Cave tegen de referentiegegevens werden uitgezet, vielen alle drie meetbare fragmenten duidelijk binnen het bereik van middelgrote hoeveneters zoals wild zwijn, sikahert, rendier en Japanse serow, en dicht bij sommige middelgrote carnivoren. Daarentegen verschilden hun waarden sterk van die van mensen, olifanten en de enorme Pleistoceen-herten die ooit in Japan rondzwierven. De aanwezigheid van plexiform bot, een kenmerk van veel hoefdieren, ondersteunde bovendien het idee dat deze fragmenten afkomstig waren van een middelgrote evenhoevige in plaats van van mensen of zeer grote prooien. Hoewel de methode nog niet precies kan aantonen welke soort hert of zwijn betrokken was, kan ze met vertrouwen de spectaculaire reuzen uitsluiten die vaak in beelden van ijstijdjachten voorkomen.

Het jagen in het ijstijd-Japan herdenken

Decennialang toonden populaire beelden van het paleolithische Japan jagers die enorme olifanten en reuzenherten achterna zaten. Nieuwere vondsten verspreid over de archipel suggereren echter dat mensen vaker afhankelijk waren van middelgrote en kleine dieren zoals herten, zwijnen en hazen. De fragmenten uit Fukui Cave, daterend uit een tijd waarin de grootste zoogdieren waarschijnlijk al verdwenen waren, ondersteunen dit meer ingetogen beeld. Ze suggereren dat mensen op de vindplaats 16.000 jaar geleden middelgrote hoeveneters verbrandden en waarschijnlijk consumeerden, in plaats van de laatste resten van de megafauna.

Wat deze piepkleine fragmenten ons vertellen

Voor niet-specialisten laat de studie zien hoe geavanceerde beeldvorming informatie kan winnen uit zelfs de minst veelbelovende resten. Door niet-destructieve, hoge-resolutie CT-scans te gebruiken, behielden onderzoekers waardevolle artefacten en haalden toch bewijs naar boven over welke dieren mensen gebruikten en welke al waren uitgestorven. De resultaten wijzen op een focus op middelgrote prooien en niet op reusachtige ijstijdbeesten in dit deel van Japan. Naarmate meer dergelijke fragmenten bestudeerd worden, kan deze aanpak helpen verduidelijken hoe klimaatschommelingen en menselijke jacht samen het verlies van grote zoogdieren en de veranderende relatie tussen mensen en dieren aan het einde van het Pleistoceen vormgaven.

Bronvermelding: 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

Trefwoorden: Fukui Cave, verbrand bot, synchrotron CT, Pleistoceen Japan, dierlijke exploitatie