西班牙内战石灰墓遗骸骨组织生物侵蚀的非侵入性影像学研究

《Scientific Reports》：Non-invasive image study of bone bioerosion in Spanish Civil War lime graves

本研究针对石灰能否抑制遗骸分解及细菌生物侵蚀这一法医考古学关键问题，研究人员通过整合光学显微镜、扫描电镜(SEM)和微型计算机断层扫描(microCT)等非侵入性影像学技术，对西班牙内战时期石灰墓中四具遗骸的肋骨进行组织埋藏学(Histotaphonomy)分析。结果表明石灰虽导致骨骼脱水开裂，但未抑制内生性细菌(Endogenous Bacteria)通过哈弗斯管(Haversian Canal)引发的骨微结构生物侵蚀(Bioerosion)，且microCT技术可全面识别传统切片易遗漏的侵蚀区域。该研究为冲突墓葬的遗体保存状况评估提供了新的技术范式。

　　

在历史的长河中，战争不仅带来生命的消逝，也留下了无数亟待解读的墓葬密码。西班牙内战（1936-1939）期间，大量遇难者被匆忙埋葬于乱葬岗中，并覆盖石灰——这种物质被普遍认为能够加速尸体分解或防止疾病传播。然而，石灰在真实埋葬环境中对骨骼组织的实际影响，尤其是对微生物侵蚀过程的作用，始终是法医考古学和埋藏学领域争议的焦点。传统观点与实际情况之间存在巨大鸿沟：石灰真的能让尸体快速消失吗？它是否能有效抑制细菌活动，从而保存遗骸？这些问题的答案，对于正确解读历史遗存、还原真相至关重要。

针对这些疑问，由Aida Gutiérrez、Yolanda Fernandez-Jalvo等研究人员组成的团队在《Scientific Reports》上发表了最新研究。他们以西班牙巴塞罗那发现的两处石灰墓葬（共四具个体）为研究对象，开展了一项跨学科的综合性分析。这项研究的意义在于，它首次系统地将先进的非侵入性成像技术应用于此类特殊遗骸的微观结构分析，揭示了石灰环境下骨骼生物侵蚀的真实图景，挑战了传统认知。

研究人员采用了一套严谨的技术方法体系。首先，对遗骸进行人类学分析，确定个体的性别、年龄、病理特征等。接着，运用光学显微镜和扫描电子显微镜（SEM）对肋骨样本的皮质表面和 histological 切片进行微观形态观察，评估牛津组织学指数（OHI）、细菌攻击指数（BAI）等组织埋藏学指标。最关键的是，研究引入了微型计算机断层扫描（microCT）技术，对部分肋骨进行三维扫描，以实现对骨骼内部微生物侵蚀模式的无损可视化分析。样本来源于2019年在巴塞罗那一住宅区建筑工地发现的四具西班牙内战时期石灰墓葬遗骸。

2. 结果

2.1. 骨皮质表面光学显微镜分析

肋骨皮质表面观察到多种埋藏学改变：真菌菌落、昆虫蛹壳残留、土壤矿物导致的黑色污渍、植物根系线性痕迹、清理过程中产生的平行线性划痕，以及由石灰碱性环境引起的深层开裂和表面剥落。这些改变均与石灰埋葬环境、分解过程及遗骸发掘后处理相关。

SEM分析进一步揭示了皮质表面下方存在强烈的细菌攻击，尤其在外部皮质层下方。同时观察到尺寸大于细菌侵蚀的沟槽和穿孔，符合真菌引起的Wedl隧道特征。

2.2. 切片组织学SEM分析

肋骨腹侧和背侧边缘的切片肉眼可见异常的颗粒状白色改变。SEM分析证实这些改变由细菌侵蚀造成。大多数样本的牛津组织学指数（OHI）介于0（少于5%完整骨组织）至2（少于33%完整骨组织）之间，表明广泛的细菌攻击。哈弗斯管周围重叠的菌落表明存在不同世代的细菌活动。骨组织在细菌攻击后发生断裂。值得注意的是，RAF01d和RAF02i的切片在SEM下未观察到细菌生物侵蚀（OHI=5，>95%完整骨组织）。

2.3. 显微CT分析

对SEM分析显示保存良好的两根肋骨（RAF01d和RAF02i）进行microCT扫描，结果显示整个肋骨都存在与细菌修改相关的低密度暗区（OHI microCT = 3）。3D模型清晰展示了细菌侵蚀形成的细管状结构及其与哈弗斯管在不同层面的连接。这表明microCT能更全面地识别生物侵蚀区域，避免了单一组织切片取样的局限性。

<>

编码 OHI(SEM/显微CT扫描)

GHI

BAI

WT

CAI

CRI

RAF01d

5/3

3

5

5

5

3

RAF01i

1

4

1

5

5

4

RAF02d

2

4

2

5

5

4

RAF02i

5/3

4

5

5

5

4

RAF03d

1

4

1

5

5

4

RAF03i

0

4

0

5

5

4

RAF04d

1

4

1

5

5

4

RAF04i

1

4

1

5

5

4

3. 讨论与结论

本研究证实，尽管石灰能延缓分解初期阶段，但经过80多年的埋葬，遗体仍会完全白骨化。石灰导致骨组织脱水，表现为皮质表面深层开裂，这一特征可作为识别石灰埋葬实践的标志。微生物侵蚀分析显示，所有肋骨均存在细菌生物侵蚀，证明石灰并未抑制微生物活动。细菌侵蚀模式（微破坏灶MFDs围绕哈弗斯管分布）以及接触土壤的肋骨细菌侵蚀程度较低、而尸体间接触区域侵蚀程度最高的现象，均支持细菌来源于肠道菌群（内生性起源）的假说。

研究方法学上，本研究凸显了microCT技术在组织埋藏学研究中的巨大优势。作为一种非破坏性方法，它能全面扫描骨骼，避免传统切片取样的片面性。研究发现，仅依靠SEM分析部分切片会错误判断生物侵蚀的存在与否，而microCT揭示了更完整的图景。这表明未来组织埋葬学研究应倾向于使用microCT或纳米CT（nanoCT）等无损成像技术。

综上所述，这项研究深化了我们对西班牙内战石灰墓葬的理解。石灰并未保存尸体，但通过形成石灰铸型维持了骨骼的解剖学连接。骨骼组织学上的细菌损伤表明微生物起源于内生性。组织埋藏学方法学的进步使得利用microCT分析骨骼微生物活动成为可能。通过非破坏性方法对肋骨进行完整扫描，确认所有肋骨均受到细菌生物侵蚀。这些发现揭示了石灰在埋葬环境中的复杂作用，并强调了在法医和考古调查中整合先进成像技术的价值。