人类长骨初级层状骨保留生长时期同位素记录：骨横截面 anthropogenic radiocarbon (14 C) 测定揭示个体生命史

本研究针对骨骼重塑过程中同位素信息平均化的问题，通过分析股骨和胫骨中未重塑的初级层状骨(primary lamellar bone)的 anthropogenic radiocarbon (14 C)浓度梯度，证实该组织可保留数十年前的生长时期同位素特征。日本研究团队采用微米级连续切片技术，首次在法医样本中发现骨骼中存在早于死亡时间数十年的"时间胶囊"，为人类学个体生命史重建提供了新方法。

　　

骨骼作为生命的"时间记录仪"，一直吸引着考古学家和人类学家的目光。传统观点认为，骨骼通过持续重塑（remodeling）使同位素信号均质化，仅能反映死亡前10年左右的平均信息。然而，近年研究发现某些长骨中的初级层状骨（primary lamellar bone）可能逃过了这种重塑过程——这种在生长时期形成的特殊组织，就像树木的年轮一样，或许能保存个体发育关键时期的原始记录。这一发现为破解"如何从单一个体骨骼中获取跨时间维度的生命史信息"这一难题提供了全新思路。

日本新潟大学等机构的研究人员独辟蹊径，选择了两具已知出生年份的法医解剖样本（1969年出生男性和1942年出生女性），对其股骨和胫骨横截面进行100-360μm精度的连续切片，通过测量 anthropogenic radiocarbon (¹⁴
C)浓度梯度，首次证实人类长骨中的初级层状骨确实保留了青少年时期的同位素特征。这项发表在《Journal of Archaeological Science》的研究，不仅验证了骨骼中存在"时间胶囊"的假说，更建立了通过骨微结构定位和同位素分析重建个体发育史的新方法。

研究团队运用三大关键技术：1) 法医样本的骨组织学定位（确定富含初级层状骨的endosteal区域）；2) 微米级连续切片技术（沿骨生长方向100-360μm间隔取样）；3) 高精度accelerator mass spectrometry (AMS)测定¹⁴
C浓度。通过比对大气¹⁴
C bomb peak历史数据，实现了骨组织形成时间的精确反演。

【Bone samples】
法医样本的独特价值在于精确的出生-死亡时间记录：Case A（1969-2021）的股骨和Case B（1942-1985）的胫骨，其同位素梯度变化可对应特定历史时期的大气¹⁴
C浓度曲线。

【Variation of isotope ratio within bone】
Case A的¹⁴
C浓度呈单峰分布：从髓腔附近的F¹⁴
C 1.1874±0.0062升至0.4mm处的峰值1.2504±0.0067，后逐渐下降。该模式完美对应1969-1985年间的大气¹⁴
C变化，证明0.2-0.7mm区间的骨组织形成于其12-16岁期间。

【Change of ¹⁴
C concentration in bone samples】
Case B的检测更为惊人：最内层骨组织的F¹⁴
C仅0.9763±0.0053，低于1953年后任何时期的大气值，证实这部分组织形成于1953年前（即个体11岁前），且53年未被重塑。

【Conclusion】
研究证实：1) 初级层状骨可逃过骨重塑（bone remodeling）而保存数十年；2) 其¹⁴
C浓度梯度精确对应个体生长发育期；3) 人类长骨可能携带比死亡时间早50年的生命信息。这一发现突破了传统骨同位素分析的时间分辨率极限，为考古学、法医学中个体迁徙史、营养变迁研究提供了革命性工具。

该研究的创新性在于将法医样本的精确年代信息与骨微区分析技术结合，首次在人类骨骼中验证了"时间胶囊"的存在。正如作者Fumina Minamitani所述，这种方法有望解开考古遗骸中"童年期骨组织保存之谜"，特别是对研究古代人口迁徙模式（如婚姻迁移）具有突破性意义。未来，结合稳定同位素（δ¹³
C、δ¹⁵
N）的微区分析，或将实现从单根骨骼中读取个体从童年到成年的完整生命史诗。