尚岗杨遗址出土人骨髁状突与下颌骨演化的相关性研究

□王光伟 顾万发 李伟绪 张临雪 陈淑芹 马钊

一、前言

尚岗杨遗址位于郑州市东南部管城区南曹乡西杨村西的土岗上，是郑州市区目前保存较为完好且面积较大的仰韶文化中晚期人类生产、生活的活动场所。2014年郑州市文物考古研究院对遗址进行了考古发掘。本次发掘在环壕内西北方位墓葬区清理仰韶文化时期墓葬36 座，东北方位生活区清理仰韶文化时期墓葬3 座，灰坑133 处，房基5 处，瓮棺葬2 个，灶2 个。

仰韶文化时期是中国新石器时代最重要的考古文化时期，分布甚广，从1921年渑池仰韶村遗址发现到2000年，全国有统计的仰韶文化遗址达5000 余处。

仰韶文化时期以农业为主，主要表现在仰韶文化的农业定居村落发现多，面积大，内涵丰富，出土的农业劳动生产工具以及与农业生活相适应的用具相当多，并且还有不少农作物遗存发现。在陕西西安半坡遗址，发现有粟和菜种遗存，姜寨遗址发现有粟和黍遗存，河南大河村遗址发现有高粱遗存。上述发现说明，当时的农业定居村落已有很大发展，农业耕作面积扩大，生产水平亦有显著的提高，而定居生活的稳定，还必然促进手工业和家畜饲养业的发展，推动社会的进步。因此，仰韶文化农业的发展就为古代文明的起源与形成奠定了坚实的物质基础，并创造了良好的条件[1]。

人类从古猿演化到智人，是一个极其复杂的过程。古人骨上遗留下来的各种信息，使我们可以研究并推断古人类在不同时期的生理结构变化、社会发展形态及食物结构变化等各种人类学特征等。在演化过程中，随着人类从茹毛饮血到刀耕火种等生产、生活方式的改变，饮食结构变得越来越精细，人类的咀嚼器官呈现出了一个逐渐退化的趋势，其变化主要体现在颌骨上，而整个颅骨中，上颌骨较固定，变化不明显，下颌骨作为唯一可运动的颅骨，参与到食物咀嚼中，在咀嚼过程中受到食物性质、生理结构、肌肉牵拉、遗传等众多因素影响[2]，而在演化过程中不断变化，而不同社会地位的人由于食物粗细程度的不同，下颌骨的磨损也会存在差异。因此，本次实验选取下颌骨作为研究对象，以髁状突为着眼点进行研究，从演化角度来研究下颌骨髁状突的变化。通过对髁状突内外径、前后径、髁间宽、前斜面等数据分析，获得古人类学资料，推测人类进化特点，进而推断该遗址古人类的社会分层，以获得社会人类学信息。

由于考古工作的特殊性，以及出土挖掘、运输、修复、保存等因素，从同一遗址获得完整人骨较为困难。本次共出土37 副人骨架，我们从中选取12 例较完整下颌骨进行测量，以获得第一手珍贵的人类学测量和观察资料数据。

二、髁状突测量性形态特征的观察及与现代人的分析比较

（一）材料

尚岗杨遗址仰韶文化晚期 （约6000年前）完整成人下颌骨标本12 例。

（二）方法

本次测量参照《人体骨骼测量方法》[3]《体质人类学》[4]所介绍的方法和标准，把下颌骨放在水平解剖台上，手戴橡胶手套，用数显游标卡尺观测下颌骨髁状突的内外径、前后径、髁间宽3 个指标，用Adobe Photoshop 测量前斜面面积。为了减少误差，髁状突前后径为小组5 人分别进行测量。

测量指标如下：

1.髁状突内外径。髁状突内外两极外形高点（a 点、b 点）的水平距离，用数显游标卡尺进行测量（图1）。

2.髁状突前后径。髁状突前后两面外形高点（c 点、d 点）的水平距离，用数显游标卡尺进行测量（图2）。

3.髁间宽。两侧髁状突外侧面外形高点（b1、b2）的水平距离（图3）。

4.前斜面面积。横嵴将髁状突顶部分为前后两个斜面，横嵴前为前斜面，用笔勾勒出前斜面的轮廓，用柔软透光的薄纸将髁状突包起来，在纸上沿透出的痕迹勾勒前斜面的轮廓，将纸展平，用相机按一定比例拍照，进行Adobe Photoshop 处理，计算其面积（图4）。

5.本次计量资料采用t 检验，n 表示样本数量，x±s 数值表示计量资料平均值±标准差。由于样本较小，t 检验存在一定的不可靠性，对样本数据均采用bootstrap 方法进行处理，设定在小样本中有放回地抽取1000 次，将样本量放大至1000，求得x±s 数值。

古今男女对比，利用单样本t 检验，得出P值（即概率）。古代男女对比，利用两独立样本t检验，得出P 值，我们认为，若双侧P＜0.05，则有统计学差异。

图1 髁状突内外径测量

图2 髁状突前后径测量

图3 髁间宽测量

图4 前斜面面积测量

（三）结果

1.髁状突相关数据见表1。

2.与现代人对比结果见表2、表3、表4。

3.尚岗杨遗址标本男女对比结果见表5。

三、讨论

人类的发展经历了漫长的时期，颅面形态也随之发生了巨大的变化。下颌骨是人类颅面骨骼中唯一可随意识运动的骨，其形态受运动影响变化亦最为常见。通过对下颌骨形态特点的研究，不仅有助于认识颌骨在人类演化中的发展变化，而且也有助于了解在仰韶文化时期人的体质、生理状态、生活环境和文化特点。在人类进化的早期阶段，由于缺乏大农业生产能力，狩猎行为是食物的主要来源，必要的狩猎手段和武器，捕捉、杀死猎物以及采集食物等工作，主要依赖颌骨和牙齿的穿刺、切割和撕裂猎物，同时因为食物结构以动物为主[7]，咀嚼器官非常强壮；到了石器时代，各类武器和工具相继出现，逐渐减少了对于咀嚼器官的依赖性；之后伴随着火的使用，食物加工和烹饪技术的发展，人的咀嚼器官进一步退化。虽然，在由动物向人进化的百十万年漫长历程中，仰韶文化时期只是短短的一瞬间，但这一瞬间却是人类进化变化最为明显的阶段。因而比较仰韶文化时期与现代人的下颌骨髁状突的变化，有助于推断和验证古人的文明发展和人类的进化。

表1 髁状突相关数据

表2 男性t 检验对比结果（单位：mm）

表3 女性t 检验对比结果（单位：mm）

表4 前斜面面积对比结果（单位：mm2）

表5 尚岗杨遗址标本男女对比结果

颅骨是人类进化进程中变化最大的部位。首先是颅腔容积的改变。研究认为，早期能人的脑容量很小，随着人类进化进程的发展，智人开始使用工具及语言，脑容量有了巨大的提升，人的面部特征也开始变化，颅的前后径变小，颅顶抬高，眉弓变平，上下颌骨缩小，牙齿分化，磨牙数量减少，这些都是进化的表现，是与人的活动息息相关的。

下颌骨是人颅骨中唯一一块可以自由活动的骨，与人的进食咀嚼、语言活动有密切关系。在由动物向人类进化的历程中，人类的食物结构由未加工的动物组织及植物果实逐渐变化为经过加工的熟制品及味美的浆果，这导致食物对颌骨的刺激减弱，颌骨开始退化变小。随着农业的发展，粟、麦等农作物的种植，猪、牛、羊等动物的养殖[8]，人类的食物结构趋于稳定，下颌骨的退化亦趋于明显，而变化最为明显的应该是参与颞下颌关节构成的下颌骨髁状突，食物结构的变化导致咀嚼压力的减小，下颌骨髁状突生发中心因刺激的减弱而发育较慢，颌骨体积、髁状突的高度、两髁间距离亦变小，从而体现出现代人颌骨比石器时代的古人的颌骨形态变小而功能更加精细的特点。

1.6000年前人组男性与现代人组男性相比，在髁状突的测量数据中，所有指标统计结果均为6000年前人组大于现代人组，其中髁状突前后径双侧、髁状突内外径双侧4 项指标两时期间不具有统计学差异（P＞0.05）。测量数据结果分析显示，这4 项指标均大于现代人，但由于样本量太小，t 检验不能完整地体现出统计结果。壮年男性前斜面双侧两项仰韶文化时期与现代人之间的差异具有显著性(P＜0.05)，与公认的人的进化观点相符。需要说明的是，本实验使用的测量方法是用柔软的薄纸覆盖前斜面，画出轮廓再展开，用Adobe Photoshop 测量面积。但因为不能保证纸面与前斜面完全紧密贴合，会使前斜面面积略有扩大。测量结果显示，髁状突前斜面整体呈缩小趋势，可能与饮食方式和饮食结构的改变密不可分，随着人类进化步伐的加快，农业大生产的进步，食物加工方式的改变，人类的饮食结构发生了巨大的变化；食物结构从生肉到熟加工，越来越精细，咀嚼时对髁状突前斜面的磨损和压力减少，直接影响了髁状突的后天改建，现代人髁状突前斜面面积与6000年前人组相比变小，与李洁实验结果相近；对于前斜面6000年前青年组与现代人对应数据进行的相关比较，由于6000年前人组样本量较少，故本实验将只是翔实地报告数据，不做统计学分析，我们认为髁状突的前斜面是功能面，它会受到咀嚼压力的影响，咀嚼压力的变化，在发生发育期会刺激骨的增生，而随着发育的稳定，咀嚼压力的增大，会增加功能面的负担，从而功能面加速磨损，会迅速变大[9]，实验中因为我们获得的标本数量有限，这个指标未描述中老年人的变化。但前后径与内外径变化并不明显，可能是由于颌骨在青少年时期发育完成，而受到的咀嚼压力尽管比较大，但是时间较短（25 岁以前称为青年），下颌骨髁状突的摩擦改建还不明显，因而对比结果变化并不大，也可能是样本量太小，不能反映总体水平。6000年前人组髁间宽的样本，男性古今对比差异有统计学差异(P＜0.05)，而6000年前女性髁间宽的可用的数据与现代人数据对比后，虽然无显著性差异，但是我们认为，其明显变小趋势说明了下颌骨升支也在演化过程中退化变小，也就是说，古代人在进化过程中，下颌骨的改变是三维立体的，并非只局限于下颌骨体，下颌骨升支的退化进而影响了牙弓宽度，同时，咀嚼器官的退化呈现不平衡现象，以肌肉居先，颌骨次之，牙齿再次之，颌骨与牙齿退化程度不一致，使得牙量和骨量不调，进而导致现代人牙齿错合畸形如前牙拥挤的高发[10]。而这一结果也能够得到李洁研究结果的支持。此与陶贵渝《颏孔与下颌骨演化的相关性研究》一文的结论中随着下颌骨的退化，骨量减少，容纳牙齿空间减少，导致现代人第三磨牙萌出率降低的结论相互印证。

2.6000年前人组女性与现代人组女性相比，由于6000年前人组女性样本量较少，故本实验将只是翔实地报告数据，不做统计学分析。髁状突的测量数据中，所有指标统计结果均为6000年前人组大于现代人组。分析认为，6000年来，随着人类生产方式由采集狩猎型向农业型转变，食物结构由粗糙变为柔软，饮食结构的巨大改变减少了对咀嚼器官的功能刺激，其发育潜力受到削弱，导致了咀嚼器官形态与功能之间的矛盾，并且随着外部因素改变的持续进行而逐代加强，最终导致咀嚼器官的退化，这与男性结果的对比一致。

3.6000年前人组的男性和女性之间，双侧前斜面面积、双侧前后径大小、内外径大小以及髁间宽等7 项指标t 检验显示无明显差异，但各项指标男性稍大于女性，与李洁的研究结果“下颌骨显示男性髁状突磨损”更是明显不一致。我们认为这可能因仰韶文化时期男女在饮食结构上差异不大，社会结构由母系社会向父系社会转化完成时间不长，社会性别分工不明显等因素导致。且结果的差异性与研究的样本量、年龄、饮食结构等均有关系，尤其与牙合关系有关，错颌畸形导致髁状突发育不均衡、髁斜面磨损严重是被大家所公认的。

四、结论

1.本实验结果表明，与6000年前人类下颌骨相比，现代人髁状突磨损程度变小，前斜面作为功能面面积明显减小，髁间宽变小。我们认为这可以证明由于现代饮食结构、食物加工和烹饪技术的改变，现代人下颌骨较祖先发生了退化。

2.其他指标虽然t 检验无明显差异，但在很大程度上是因为样本量小的缘故，单从各项指标数值上看，现代人数值偏小。

3.在相同年龄组中，比较下颌骨磨损程度与食物精细程度和生活方式的不同，下颌骨髁状突磨损大者，则食物结构粗糙，社会地位低；磨损较小者，食物结构精细，社会地位高。并且通过现今流行的骨微量元素分析，可进一步推测该遗址当时人的职业、生活方式等情况。