铜器时代婴儿遗骸多学科重建：意大利法恩扎遗址生物人类学突破研究

针对考古骨骼保存差导致婴幼儿群体信息缺失的难题，本研究通过牙体组织学(URdm1/LRM1)、LA-ICPMS地球化学分析、古蛋白质组学和古基因组学(aDNA)等多技术联用，成功重建意大利法恩扎铜器时代婴儿的精确死亡年龄(约17个月)、性别(男性)及罕见mtDNA单倍型(V+@72)，为高度降解遗骸研究建立新范式。

　　

考古遗址中的人类骨骼遗存是研究古代人群生活史的重要窗口，但骨骼保存状况往往制约着传统骨学分析的开展。婴幼儿遗骸因其骨骼发育未成熟、结构脆弱，在考古记录中常呈现严重降解状态，导致学界对古代婴幼儿群体的生长发育、饮食结构和遗传背景等关键信息知之甚少。意大利法恩扎遗址发现的铜器时代婴儿遗骸正是典型代表——仅存牙冠和无法辨识的骨碎片，传统方法仅能给出1.5-2.5岁的粗略年龄估计。面对这一挑战，由国内多所高校和研究机构组成的团队在《Journal of Archaeological Science》发表创新研究，通过多学科技术联用成功突破保存极限，为"骨碎无声"的考古遗存重建生命史。

研究团队采用四大关键技术：牙体组织学分析选取上颌右乳第一磨牙(URdm¹)和下颌右第一恒磨牙(LRM₁)进行显微结构观察；激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICPMS)开展高分辨率微量元素分析；基于20mg釉质碎片的古蛋白质组学检测AMELX/Y肽段；从<1cm骨碎片中提取古DNA进行基因组测序。样本来自意大利法恩扎Via Romagnoli遗址的铜器时代(约公元前3600-2300年)婴儿墓葬。

【3.1 人类学分析】
通过牙列发育阶段评估，初步判定死亡年龄为1.5-2.5岁。完整保存的牙冠包括上颌乳牙列(除左乳侧切牙)及正在形成的恒切牙和第一磨牙，下颌则保留全部乳牙及形成中的恒切牙与右第一磨牙。

【3.2 组织学分析】
URdm¹的牙釉质日分泌速率(DSR)显示：近釉牙本质界(EDJ)内层釉质平均分泌速率为3.13±0.17 μm/d(paracone)和3.21±0.21 μm/d(protocone)。新生儿线(NNL)位置表明出生时牙冠已完成3/4形成，显著早于现代欧洲标准。LRM₁的protoconid平均DSR为2.97±0.12 μm/d，通过未完成牙冠的505天形成期推算精确死亡年龄为17个月(74周)。两牙均未发现应激标记线(AL)，提示母婴健康状况良好。

【3.3 微量元素分析】
LA-ICPMS显示URdm¹的釉质遭受严重成岩作用改造：铀(U)在出生前釉质中高达23.36 μg/g，锰(Mn)在出生后50天开始异常升高。锶钙比(Sr/Ca)和钡钙比(Ba/Ca)与成岩元素高度相关，表明原始生物信号已被掩盖。

【3.4 基因组分析】
从骨碎片中成功获取1779条线粒体DNA特异性读数，覆盖96%基因组，鉴定出罕见的V+@72单倍型——目前仅见于撒丁岛铜器时代样本。核基因组虽覆盖率仅0.008%，但通过X染色体/常染色体读数比(0.563)确认个体为男性。

【3.5 蛋白质组学分析】
釉质肽段检测同时检出AMELX(雌性标记)和AMELY(雄性标记)特征肽段，其中AMELY信号强度达4.5×10⁶，与基因组结果共同验证男性性别。

这项研究通过"显微结构计时器"解译牙釉质生长线，将年龄估计误差从传统方法的±1年缩小至±14天；在胶原蛋白完全降解的情况下，首次实现铜器时代婴儿的蛋白质-基因组双验证性别鉴定；更发现意大利半岛铜器时代罕见的母系遗传谱系，为印欧语系人群南迁假说提供新证据。研究团队建立的"牙体组织学-地球化学-古蛋白质组-古基因组"四维分析框架，成功将考古遗存的信息提取极限推进到仅剩牙冠和骨碎片的极端案例，为全球范围内大量"无研究价值"的残损遗骸开辟了新的分析范式。特别是对婴幼儿考古学这一长期空白领域，该研究展示如何通过多学科交叉将零碎材料转化为高信息密度的生物考古档案，为重建古代人口结构、迁徙模式和健康史提供全新途径。