基于μ-CT的犬科动物牙骨质面积百分比分析：一种用于考古犬狼遗存死亡年龄估算的新方法

《Journal of Archaeological Science》：Ageing dogs and wolves using x-ray micro-computed tomography (μ-CT): an application to canid remains from the Junction Site, Alberta, Canada

本研究针对考古犬科动物遗存年龄鉴定方法有限且多具破坏性的问题，开发了一种基于X射线微计算机断层扫描（μ-CT）的非破坏性年龄估算技术。通过分析现代犬和狼下颌第一臼齿牙骨质横截面积占比（%C），建立了与年龄的高相关性回归模型（误差范围±1.65年），并成功应用于加拿大Junction遗址的考古样本。该方法为探讨人-犬-狼关系演化提供了重要技术支撑，对动物考古学与生物人类学具有创新意义。

　　

在漫长的人类历史中，犬（Canis familiaris）与狼（Canis lupus）始终与人类社会发展紧密交织。考古记录表明，犬曾扮演狩猎伙伴、守护者、驮畜乃至食物来源等多重角色，而狼与人类则存在竞争猎物、威胁牲畜等复杂互动。准确重建这些关系的演变过程，亟需对考古遗存中犬科动物的死亡年龄进行可靠估算。然而，现有年龄鉴定方法存在明显局限：骨骼融合鉴定仅适用于幼年个体，牙齿磨损分析易受饮食与环境因素干扰，而最准确的牙骨质年轮计数法需对牙齿进行破坏性切片，对珍贵考古标本不可行。

为突破这一技术瓶颈，研究团队创新性地将X射线微计算机断层扫描（micro-computed tomography, μ-CT）技术引入犬科动物年龄鉴定领域。不同于传统牙骨质年轮计数法，本研究通过量化牙根横截面上牙骨质（cementum）面积占比（%C）与年龄的关联性，建立了一种非破坏性年龄估算模型。研究选取13头经传统牙骨质年轮法鉴定年龄的现代狼和11头已知准确年龄的现代犬，对其下颌第一臼齿进行μ-CT扫描，在齿根近顶端髓腔缩窄处测量牙骨质、牙本质（dentine）及髓腔（pulp cavity）的横截面积比例。

关键技术方法

研究采用Zeiss Xradia Versa 620 X射线显微镜对样本进行扫描，狼与犬因骨骼密度差异采用不同参数（狼：120 kV/17.5W；犬：110 kV/15.5W）。通过Dragonfly 3D World软件重构图像并计算牙骨质面积百分比（%C）。对加拿大Junction遗址（DkPi-2）出土的9件带第一臼齿的犬科动物下颌骨应用相同方法，结合齿冠长度与髓腔形态（狼呈U形，犬呈O形）进行物种鉴定。

研究结果

3.1. 横截面积与死亡年龄的相关性

牙骨质面积占比（%C）与年龄呈现最强相关性：犬样本r=0.92，狼样本r=0.81，合并样本r=0.87（p=2.61×10^?8）。合并回归模型年龄估算误差为±1.65年，物种特异性模型误差分别为犬±1.68年、狼±1.45年。μ-CT扫描意外揭示犬与狼的髓腔形态差异：所有狼样本髓腔呈U形，而犬样本呈O形。

3.2. Junction遗址案例研究

遗址出土的9件下颌骨中，2件被鉴定为犬（年龄1.17-1.64岁），4件为狼（1.78-4.11岁），3件因齿冠长度重叠列为"大型犬科"（7.00-9.71岁）。年龄分布显示遗址同时存在幼年/青年、壮年及老年个体，推测其死亡与野牛围猎活动中的意外死亡、人为淘汰或人狼冲突相关。

结论与意义

本研究首次证实基于μ-CT的牙骨质面积百分比分析可作为考古犬科动物年龄估算的有效手段。该方法具备三大优势：①非破坏性，可对齿槽内牙齿直接分析；②规避了牙骨质年轮辨识难题；③误差范围（<2年）优于传统形态学方法。对Junction遗址的分析揭示了该地区古人类与犬、狼互动的多样性，为探索动物驯化史、人犬协同演化提供了新技术路径。未来可通过扩大样本量验证方法的普适性，而髓腔形态差异或成为犬狼鉴别的新形态学指标。

（论文发表于《Journal of Archaeological Science》，作者：Megan Bieraugle、Brian Vivian、Abbey E. Wilson、Naima Jutha、H. Dean Cluff、Robert J. Losey）