通过稳定同位素分析重建婴儿喂养方式：将骨内采样技术应用于中世纪至近代早期的爱沙尼亚数据集

《Journal of Archaeological Science: Reports》：Reconstructing infant feeding practices through stable isotope analysis: applying intrabone sampling to a medieval–early modern Estonian dataset

稳定同位素分析结合内骨骼采样方法，研究13-17世纪爱沙尼亚南部的40名6岁以下儿童骨骼样本，揭示母乳喂养持续至10个月，断奶年龄多在2.5-4.5岁之间，支持之前bulk分析结论，同时证实内骨骼采样能有效区分哺乳与断奶阶段。

　　这项研究聚焦于通过骨骼元素的差异取样方法，探索过去人口中的婴儿喂养实践。这种研究方法在理解儿童养育、饮食变化以及疾病趋势方面具有重要意义，同时考虑了骨骼更新的动态过程。通过对南方爱沙尼亚（13至17世纪）九个城乡墓地出土的40名六岁以下个体的120个骨骼样本进行碳和氮稳定同位素分析，研究揭示了可能的哺乳和断奶状态。在整个数据集中，有19名个体表现出与喂养相关的生理过程的同位素证据：其中5名显示出哺乳迹象，6名显示出断奶迹象，而8名则无法确定。哺乳的个体年龄从足月或新生儿到大约10个月，而断奶的儿童年龄在2.5至4.5岁之间。这些结果支持了整体同位素估计，确认哺乳持续时间可达一年，断奶过程可能持续超过三年，甚至有时超过四年。研究还发现，城乡个体在死亡年龄或骨骼病理方面没有显著差异，这可能表明在这些不同背景中，年龄相似的个体在喂养习惯和健康状况方面具有相对一致的模式。

在生物考古学领域，婴儿喂养策略的研究日益受到关注，因为其有助于揭示复杂的社会、文化和生物层面的日常生活家庭动态。婴儿的哺乳期长度以及随后的过渡期，即引入固体食物的过程，是多种持续实践、群体或家庭内的传统以及整个社会的普遍知识共同作用的结果。这些社会文化因素对婴儿的生命历程及其代际间的营养和生理健康产生深远影响。通过稳定同位素分析骨和牙胶原的方法，已经广泛用于研究不同人群的喂养差异。这些方法包括横向（整体）方法，也包括更高分辨率的增量取样技术。研究中采用的分析方法，最初由Andrea Waters-Rist及其同事提出，已被用于重建西伯利亚新石器时代猎人-采集者的喂养实践。该方法通过比较非成年人不同骨骼部位的同位素数据，显著提高了对婴儿及年长非成年人喂养状态的判断精度。

该方法的基础在于，骨骼胶原会随着时间推移整合饮食信号，这一过程受到组织生长和更新的影响。活跃生长的婴儿的骨骺部位应该包含比骨干部位更晚且更快速形成的组织，具体取决于更新速率。因此，骨干部位的同位素值会反映婴儿早期的饮食和健康状况，而骨骺部位的值则反映其后期的状态。通过比较同一个体骨骺和骨干部位的碳和氮同位素值，可以追踪相对较短的饮食和行为变化，推测婴儿在死亡时是否仍在哺乳。例如，如果婴儿在骨骺和骨干部位的氮同位素值都较高，则可解释为在死亡前不久仍在完全哺乳；而从骨干到骨骺氮值的下降则可能表明与断奶相关的饮食变化。因此，比较处于哺乳和断奶年龄段的儿童的这些数据点，可以提供关于其死亡时喂养状态的重要信息。

尽管该方法在某些方面提供了有价值的补充信息，但也存在一些局限性。首先，年龄估算技术本身存在固有的不精确性，尤其是在基于牙齿发育或骨骼成熟度的判断中。误差范围可能从几周到几个月不等，具体取决于年龄组和所用方法。这种低估或高估可能对断奶过程的持续时间判断产生重大影响。其次，使用整体胶原样本比较主要和次要生长的骨骺，可能会导致无法准确分离出最新形成的组织，或者在时间上无法捕捉到有意义的骨组织变化。这些挑战在患有持续病理状态的个体中可能更加严重，因为这些状态可能导致生长异常或发育迟缓。最后，个体在每个骨骺部位（或骨骼元素）上胶原形成的速度和程度存在差异，这也成为该方法的一个限制。虽然可以定性地理解不同骨骼区域捕捉不同时间段的饮食输入，但定量数据仍然有限。此外，饮食变化与骨骼胶原稳定同位素比值之间的精确时间滞后仍然不明确。因此，跨越几个月生长的胶原样本中的氮值可能无法准确反映整个时期骨骺生长的总体差异。这些变量在不同的生命阶段由于更新速率的变化而波动，而我们对骨骼重塑的有限理解进一步增加了这种判断的复杂性，同时也可能影响生理压力对氮同位素值的影响。

本研究的目标是通过碳和氮稳定同位素分析，结合个体内部取样方法，提高中世纪和早期现代爱沙尼亚非成年人婴儿喂养实践的重建精度。首先，研究利用了来自九个城乡墓地的222名非成年人（从胎儿期到15岁）的广泛整体稳定同位素数据集，扩展了之前的同位素数据。其次，研究对这些墓地中40名六岁以下个体的120个骨骼样本进行了分析，测试了Waters-Rist等人提出的方法，以回答以下研究问题：是否存在通过骨骼内部取样可以观察到的喂养模式？这些模式是否与整体分析中检测到的哺乳和断奶信号不同？城乡社会背景之间是否存在差异？最重要的是，骨骼内部取样是否提供了比整体分析更多的信息和更高的精度？该方法是否可以替代增量牙本质取样？

研究获得的数据对于回答这些问题非常有用，尤其是在该骨骼材料的优良保存状态下。此外，这些数据还提供了关于中世纪和早期现代爱沙尼亚人口中哺乳和断奶过渡年龄的新见解，补充了之前的整体分析。通过这种方法，研究者能够更细致地了解婴儿喂养的模式和生理压力在特定时空背景下的影响。

在研究过程中，选择的样本包括三个位于塔尔图市的城乡墓地，以及六个邻近县的农村村庄墓地。塔尔图是中世纪和早期现代时期利沃尼亚地区第三大城市，据估计在16世纪中期人口约为5000至6000人。这些墓地中的骨骼材料被选用于研究，其中包含了不同年龄阶段的非成年人个体。通过对这些样本的分析，研究者能够比较城乡背景下的喂养模式，并评估骨骼内部取样方法的有效性。

此外，研究还关注了胶原质量的问题。在所有120个样本中，有113个（占94.17%）符合标准的质量控制方法，表明胶原保存良好。这些样本的碳和氮含量在特定范围内，表明其适合用于同位素分析。胶原质量的评估对于确保研究结果的可靠性至关重要，因为低质量的胶原样本可能导致不准确的同位素数据。

在哺乳婴儿的分析中，有五名个体显示出与哺乳相关的同位素信号。其中两名（JAK-531和JAK-510）满足了哺乳的所有诊断标准，被解释为完全哺乳。另外三名个体（LOH-89、MAK-21和JAK-50）表现出更复杂的同位素模式，可能反映了代谢疾病、较短的哺乳期或母体饮食的多样性。这些个体的同位素数据表明，婴儿在哺乳期可能经历了不同的饮食变化，这些变化可能受到多种因素的影响，如健康状况、母体营养状况以及环境因素。

本研究的结论表明，通过骨骼元素的差异取样方法，可以在考古背景下提供关于过去人口婴儿喂养动态的重要信息。该研究在中世纪和早期现代爱沙尼亚非成年人的稳定同位素分析中应用了骨骼内部取样方法，提高了对喂养实践和生理压力的理解。未来的研究将涉及扩展这一方法的应用范围，以探索更多不同人群的喂养模式。同时，还需要进一步评估该方法是否可以有效地用于仅使用两个数据点的分析，以实现更经济但信息丰富的采样策略。此外，研究还强调了在分析过程中对数据质量的严格控制，以确保研究结果的准确性和可靠性。

在研究过程中，研究人员还特别关注了数据的平衡问题。整体分析方法受到墓地样本中非成年人数量和年龄分布的影响，尤其是在样本保存状况不佳的情况下，可能导致某些关键年龄段的样本缺失。因此，这些研究通常只能在大型且保存良好的墓地中进行，以确保所有年龄段的样本都能被合理代表，从而减少统计偏差。此外，研究还指出，将整体分析数据与增量取样技术相结合，可以进一步提高同位素数据的分辨率，克服整体分析方法的局限性。

总体而言，这项研究为理解过去人口的婴儿喂养实践提供了新的视角和方法。通过骨骼内部取样，研究人员能够更精确地识别哺乳和断奶的关键趋势，特别是在样本混杂或缺乏头骨和牙齿的情况下。这种方法不仅适用于考古研究，还可能为现代医学和营养学提供参考，帮助理解婴儿喂养对健康和发育的影响。此外，研究还强调了在不同社会背景下的喂养差异，这些差异可能受到经济、文化和社会结构的影响。例如，城乡之间的喂养模式可能有所不同，城市居民可能有更多的食物选择，包括进口的海产品，而农村居民的饮食可能更加单一。这些差异可能反映了当时社会的资源分配和经济状况。

通过本研究，研究人员能够更深入地了解婴儿喂养对婴儿生命历程和代际健康的影响。哺乳期的长短可能影响婴儿的营养状况和生理发展，进而影响其生存率和寿命。此外，断奶过程的持续时间也可能影响婴儿的健康状况，尤其是在资源有限的环境中。因此，研究结果不仅有助于理解过去人口的喂养实践，还可能为现代婴儿喂养策略提供参考。

最后，研究还指出，这种方法的应用需要进一步的优化和验证。例如，在不同的社会背景下，骨骼内部取样方法的效果可能有所不同，因此需要更多的研究来评估其适用性和准确性。此外，研究还强调了在不同个体之间存在差异的重要性，这些差异可能受到多种因素的影响，如遗传、环境、社会地位和健康状况。因此，研究结果需要结合这些因素进行综合分析，以确保对婴儿喂养模式的准确理解。