Nieniszcząca histomorfologiczna identyfikacja przypalonych fragmentów kości z późnego plejstocenu przy użyciu tomografii X synchrotronowej w SPring-8

Starożytne wskazówki w maleńkich przypalonych kościach

Na pierwszy rzut oka kilka szarych odłamków kostnych z jaskiniowej podłogi wydaje się mało porywających. Tymczasem te fragmenty z Fukui Cave w południowo‑zachodniej Japonii, przypalone dawno temu w paleolitycznym palenisku, kryją rzadkie ślady współistnienia ludzi i zwierząt sprzed około 16 000 lat. Ponieważ kości z tego okresu zwykle ulegają zniszczeniu przez kwaśne gleby i wilgotny klimat, każdy zachowany kawałek ma znaczenie dla rekonstrukcji tego, co ludzie polowali i które duże zwierzęta już wyginęły.

Jaskinia łącząca ludzi i czas

Fukui Cave to znane stanowisko archeologiczne z warstwami obejmującymi późny wiek lodowcowy aż do początków garncarstwa. W niewielkim obszarze warstwy datowanej na około 16 000 lat temu badacze odkryli siedem maleńkich fragmentów kości, każdy krótszy niż centymetr i mocno przypalony. W tej warstwie nie zachowały się żadne nieprzypalone kości, co sugeruje, że wysoka temperatura pomogła zachować te kawałki, podczas gdy większość innych szczątków zwierzęcych rozpuszczała się przez tysiąclecia. Ponieważ tylko garstka paleolitycznych stanowisk w Japonii w ogóle dostarczyła kości zwierzęcych, te zwęglone skrawki stanowią rzadkie okno na to, jakich istot używali ludzie pod koniec epoki lodowej.

Jak czytać kość bez jej niszczenia

Zwykle naukowcy identyfikują kości po ogólnym kształcie lub tną je cienko, by obejrzeć strukturę wewnętrzną pod mikroskopem. Żadna z tych metod nie sprawdza się dobrze w przypadku kruchych, maleńkich i kulturowo ważnych fragmentów, których muzea nie chcą uszkadzać. Zespół sięgnął zamiast tego po tomografię komputerową z użyciem promieniowania synchrotronowego, potężny rodzaj skanowania CT dostępny w ośrodku SPring‑8 w zachodniej Japonii. Metoda ta wykorzystuje niezwykle jasną, skupioną wiązkę promieni X do tworzenia trójwymiarowych obrazów o bardzo wysokiej rozdzielczości, ujawniając mikroskopową architekturę wewnątrz kości bez jej rozcinania.

Mikroskopowe wzory wskazujące na średniej wielkości zwierzynę

Wnętrza przypalonych fragmentów badacze poszukiwali wzorów maleńkich kanałów i warstw, które różnią się między grupami zwierząt. Trzy kawałki wykazywały gęste pola okrągłych struktur zwanych osteonami wtórnymi, z każdym ościennym kanalikem, podczas gdy czwarty pokazywał cegiełkowaty układ znany jako kość plexiformowa. Poprzez mierzenie pól przekrojów tych cech i uwzględnienie nieznacznego skurczu, jaki następuje przy ogrzaniu kości do około 500–700 stopni Celsjusza, mogli porównać fragmenty z obszernym zbiorem odniesieniowym współczesnych i kopalnych ssaków — od królików i małp po jelenie, dziki, niedźwiedzie, bydło i wymarłe słonie oraz olbrzymie jelenie.

Wykluczanie gigantów i zawężanie podejrzanych

Gdy pomiary z Fukui Cave zestawiono z danymi odniesieniowymi, wszystkie trzy mierzalne fragmenty znalazły się wyraźnie w zakresie średniej wielkości ssaków kopytnych, takich jak dzik, jeleń sika, renifer i serau japoński, a także blisko niektórych średnich drapieżników. W kontrastie ich wartości różniły się wyraźnie od wartości ludzi, słoni i ogromnych jeleni plejstocenu, które kiedyś przemierzały Japonię. Obecność kości plexiformowej, cechy charakterystycznej dla wielu kopytnych, dodatkowo wspierała pogląd, że fragmenty pochodziły od średniej wielkości parzystokopytnego, a nie od ludzi czy bardzo dużej zwierzyny. Choć metoda na razie nie pozwala dokładnie wskazać gatunku jelenia czy dzika, z dużą pewnością wyklucza spektakularne giganty często wyobrażane w polowaniach epoki lodowcowej.

Przemyślenie polowań epoki lodowcowej w Japonii

Przez dekady popularne wyobrażenia paleolitycznej Japonii przedstawiały myśliwych ścigających olbrzymie słonie i ogromne jelenie. Jednak nowsze znaleziska w całym archipelagu sugerują, że ludzie częściej polegali na zwierzynie średniej i małej, takiej jak jelenie, dziki i zające. Fragmenty z Fukui Cave, datowane na czas, gdy największe ssaki prawdopodobnie już zniknęły, wzmacniają ten bardziej stonowany obraz. Wskazują, że 16 000 lat temu ludzie na tym stanowisku przypalali i prawdopodobnie spożywali średniej wielkości kopytne, zamiast polować na ostatnie okazy megafauny.

Co mówią nam te maleńkie fragmenty

Dla laika badanie pokazuje, jak zaawansowane obrazowanie potrafi wydobyć informacje nawet z najbardziej niepozornych pozostałości. Dzięki nieniszczącemu skanowaniu CT o wysokiej rozdzielczości badacze zachowali cenne zabytki, jednocześnie uzyskując dowody, których używali ludzie i które już wymarły. Wyniki wskazują na koncentrację na zwierzynie średniej wielkości i oddalenie od olbrzymich bestii epoki lodowcowej w tej części Japonii. W miarę badania kolejnych takich fragmentów podejście to może pomóc wyjaśnić, jak zmiany klimatu i polowania ludzi razem wpłynęły na utratę dużych ssaków oraz zmieniające się relacje między ludźmi a zwierzętami pod koniec plejstocenu.

Cytowanie: 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

Słowa kluczowe: Jaskinia Fukui, przypalona kość, CT synchrotronowe, Plejstocen Japonia, eksploatacja zwierząt