第四纪研究  2017, Vol.37 Issue (4): 735-746   PDF    
新郑天利两周墓地居民牙齿磨耗及口腔健康状况研究
孙蕾 , 樊温泉 , 周立刚 , 朱泓     
(① 河南省文物考古研究院, 郑州 450000;
② 吉林大学边疆考古研究中心, 长春 130012)
摘要:本文对新郑市天利两周墓地居民的牙齿磨耗及口腔疾病进行了统计和分析,试图从古病理学的角度揭示当时居民的食物构成、饮食行为习惯及社会经济生活方式等。研究显示,天利两周墓地居民除了在牙釉质发育不良方面存在显著的两性差异,即男性明显高于女性外,在牙齿磨耗水平、牙齿生前脱落和龋病的患齿率上虽不存在明显的两性差异,但均表现为女性略高于男性。同时,与先秦时期不同地区、不同经济形态的古代居民相比,天利居民在前部牙齿,尤其是上颌前部的牙齿上表现出了较后部牙齿更为严重的磨耗。产生这些现象的原因一方面是天利墓地地处中原地区,旱作农业的谷类食物成为居民的主要食物来源,女性在牙齿生前脱落和龋病的患齿率及牙齿磨耗程度上略高于男性,说明两性在食物结构大致相同的情况下还存在少许差异,不同的劳动分工使得男性可能获得更多的动物性蛋白质和脂肪;对相关骨骼进行的稳定同位素分析显示,男性应该获取了比谷类食物更多的肉食,相对的,女性食物结构中的谷类比重则较大。另一方面,男性在牙釉质发育不良的患齿率上明显高于女性,说明该墓地的男性居民(尤其在幼年时期)普遍具有高于女性的生存压力;在牙釉质硬度降低、多用前部牙齿做工具使用及与女性相比,获取较多肉食的情况下,天利墓地男性居民相对于其他地区较明显的前部牙齿磨耗。
主题词新郑     天利两周墓地     牙齿磨耗     口腔健康    
中图分类号     Q983+.8;K878.8;K871.3+41                     文献标识码    A

1 引言

人类牙齿的主要功能是咀嚼食物,所以在摄取、切割、粉碎和研磨的过程中,牙齿的磨耗程度直接反映了牙齿咬合面用于不同质地食物留下的痕迹[1]。从病因学上来讲,影响牙齿磨耗的因素多种多样,比如牙齿与牙齿的接触、外部因素的机械摩擦,或者是酸性物质对牙齿的腐蚀都会增加牙齿的磨耗,其发生可以由于单一的因素引发,也可以是多种因素一起作用的结果。同时,大量的研究说明牙齿的磨耗与年龄有着明显的相关性,即牙齿磨耗会呈现出一种增龄性变化[2]。在考古学研究中,研究牙齿磨耗以探讨不同历史时期或不同区域不同人群古代居民的食物结构及与之密切相关的社会经济模式是阐述人类社会文明发展的一个重要方面[3]。国内外已有很多针对牙齿磨耗的研究,为了解古人的生存状况、咀嚼功能、食物结构以及口颌系统的进化等提供了很多有益探讨[4~8]

由于牙齿组织结构坚硬而牢固,通常能够在长时间的埋葬中保存下来,所以,牙齿疾病作为古病理学研究中非常重要的一个方面,同样可以为研究者提供大量关于饮食、口腔卫生及生前生存状况等信息,若是与考古发掘中其他的证据相结合,甚至可成为研究先民的生存压力、文化行为、生业模式等较为复杂课题的可靠信息来源[5, 9~11]。对考古遗址所出牙齿的病理特征进行观察和统计,有助于考察古代居民身体健康水平的变化状况,进而反映该考古遗址中社会经济和文化变迁关系的深层次问题。

天利两周墓地位于河南省新郑市梨河镇韩城路东段北、郜楼村南。2013年3月~2014年6月,为配合郑州天利食品厂的基本建设,河南省文物考古研究院对该墓地进行了考古发掘。这次发掘共清理古墓葬313座,依据对出土有陶器的墓葬进行综合分析,其中西周晚期3座,春秋早期14座,春秋中期42座,春秋晚期38座,战国早期14座,战国中期3座,战国晚期1座;其余198座墓葬, 根据与上述能够进行年代断定的墓葬进行多项研究,其方向较为一致且少打破关系,同时结合对出土小件器物的侧面比对,这些墓葬的年代应不超出西周晚期到战国晚期的年代范围(墓葬领队提供的考古背景资料)。天利两周墓地是近年来在郑韩故城外发现的一处规模较大且保存完好的公族墓地,该墓地出土了丰富的人类牙齿标本,为了解两周时期郑韩故城古代居民的饮食结构和生存状况提供了重要材料。本文主要从牙齿磨耗、牙齿疾病及其相互关系来探讨新郑天利两周墓地古代两性居民在食物构成、饮食行为习惯及社会经济生活方式的特征及差异等问题。

2 材料与方法

在天利两周墓地的313座墓葬中,共收集95例人骨标本,在其中保留有牙齿并可知性别的全年龄段个体中,观察的牙齿共1302颗,属于80例个体,分别为男性51例(869颗牙齿),女性29例(433颗牙齿)。表 1详细列出了上、下颌各类别牙齿的数量情况。

表 1 牙齿磨耗研究使用的牙齿标本 Table 1 Dental specimens used in this dental attrition study

本文采用美国学者Smith[12]制定的8级标准,对所研究的全部牙齿的磨耗状态进行观察。所得的牙齿磨耗数据,按性别及牙齿类别分别统计各磨耗等级的百分比出现率。采用Mann-Whitney U检验检测同一性别内上、下颌分组之间及全部牙齿性别分组之间在各类别牙齿磨耗差异的显著性水平,以P<0.05作为确定差异显著的标准[13]。为了更直观的反映各牙齿的平均磨耗状态及方便与其他遗址对比分析,本文采用加权平均的方法[5]计算牙齿的平均磨耗等级:

牙齿的平均磨耗等级=∑(各磨耗等级级别百分比的出现率×相对应的磨耗级别)

同时,统计上、下颌中门齿与第一臼齿的磨耗差别(I1/M1),及上、下颌前部3个牙齿与后部3个牙齿的磨耗差别(I1~C)/(M1~M3)。这两个指数的计算方法为相应牙齿的平均磨耗级别之比。I1~C表示中门齿、侧门齿、犬齿3个牙齿平均磨耗级别的相加值;M1~M3表示3个臼齿平均磨耗级别的相加值。

对新郑天利两周墓葬居民口腔健康状况的初步了解,主要通过对该墓地保留有牙齿并可知性别个体(80例个体)的3项病理特征(牙齿生前脱落、牙釉质发育不良和龋齿)的观察与统计。

牙釉质发育不良被认为是一种非特异性的“生存压力指标”,并定义为“釉质发育缺陷”,它表现为釉质表面呈线状、沟状凹陷,最常见于门齿和犬齿的颊侧面;这些缺陷发生在牙齿发育期间,并且作为永久的记录保留至成年阶段;很多因素都和釉质缺陷的病因有关,大致分几个方面:遗传异常、局部创伤及系统的新陈代谢压力[14]。牙釉质发育不良是检验古代社会人群非特异性生存压力和推理出其健康水平的有效手段。

判断生前牙齿脱落的依据是齿槽愈合情况。保持了锐利边缘和显示轻微愈合的空齿槽,应是后埋葬因素而非生前牙齿脱落造成的[15]。因为牙齿生前脱落属于一种非特异性病理指标,所以出现该现象的具体原因还不能确定[16];牙齿生前脱落可能由多方面的原因引起,包括饮食结构、营养缺乏类疾病、口腔健康状况、外伤及文化行为[17]

龋齿是由大量的成酸菌,尤其是变形链球菌和一些乳酸杆菌引起的,当这些成酸菌和碳水化合物在牙齿上发酵时,会生成乳酸[18]。乳酸会导致牙釉质软化,并对牙齿表面造成不可逆转的破坏[19]。所以,在以碳水化合物为主要饮食结构的农业社会中,龋齿具有较高的出现率[20]

采用卡方检验(X2)比较同一牙病的两性患病率、患齿率的差异,当P值<0.05时,确定差异有显著性意义[21]

3 结果 3.1 牙齿磨耗的总体情况

表 2可知,天利两周墓地全部牙齿的平均磨耗度为4.38°,除了第三臼齿的3.55°,其余牙齿的平均磨耗度皆为4°以上,磨耗最严重的是第一臼齿,为4.75°。上、下颌同名牙齿的平均磨耗度大小排比依次为M1>I1>C>P1>I2>P2>M2>M3。牙齿磨耗度分布的百分比从大到小依次为4°(24.35)>5°(24.19)>3°(22.27)>6°(11.44)>2°(7.83)>8°(4.99)>7°(4.53)>1°(0.38)。

表 2 天利墓地牙齿磨耗级别的分布情况 Table 2 Distribution of dental attrition scores of Tianli population
3.2 上、下颌牙齿磨耗对比

分别对天利两周墓地同一性别内,上、下颌牙齿的平均磨耗进行对比。由图 1可知,男性前部牙齿(I1、I2和C)和后部牙齿(P2和M1) 的磨耗级别均为上颌略大于下颌,但第二臼齿(M2) 平均磨耗则是下颌重于上颌。采用U检验检查上、下颌牙齿磨耗级别的差异,结果显示,P=0.721,>0.05,上、下颌组牙齿平均磨耗不存在显著性差异。

图 1 天利墓地男性上、下颌牙齿平均磨耗级别折线图 Fig. 1 Polygon on average dental attrition between upper and lower jaw of males in Tianli cemetery
3.3 不同性别牙齿磨耗情况

图 3显示,任何牙位的平均磨耗度均为女性较男性严重;两性的牙齿磨耗程度在各个牙位上的分布大致相同,同时有少许差异。男性组中,各个牙位牙齿的磨耗程度由重到轻依次为:M1>C>I1>I2>P1>P2>M2>M3;女性组中,各个牙位牙齿磨耗程度由重到轻依次为:I1>P1>M1>C>I2>P2>M2>M3。采用U检验检测两性牙齿平均磨耗的区别,P=0.161,男、女牙齿的平均磨耗不具有显著性差异。

图 3 天利墓地男女两性牙齿平均磨耗级别折线图 Fig. 3 Polygon on average dental attrition of all teeth between males and females in Tianli cemetery
3.4 与先秦各古代组的对比

为了对天利两周居民牙齿磨耗水平有客观的了解,将其与国内已发表的史前、青铜和铁器时代等先秦不同考古遗址出土的牙齿磨耗数据对比。对比组牙齿磨耗程度的观察皆采用同一标准。所选用古代人群对比组的情况见表 3。对比组上、下颌相同牙位牙齿平均磨耗见表 4

表 3 先秦古代对比样本中的情况 Table 3 Samples of Pre-Qin period used in this study

表 4 与其他先秦古代对比样本组牙齿平均磨耗级别 Table 4 Summary of dental attrtition scores of Tianli cemetery with comparative samples of Pre-Qin period

计算天利两周墓葬人骨的前、后部牙齿磨耗的差别指数,分别得出上、下颌I1/M1的比值与(I1~C)/(M1~M3) 的比值,并将这两种比值与其他古代人群对比。虽然除天利组、双楼组和磨沟组以外,其他古代组牙齿磨耗的统计均剔除了老年个体,但这两项前、后牙齿磨耗的差别指数比较应该不受样本年龄段的影响。图 4是天利组在内的9个先秦居民上、下颌的I1/M1比值与(I1~C)/(M1~M3) 比值的二维散点图。在对比组中,天利组的中门齿与第一臼齿的磨耗比值最大(图 4a);除了西北齐家文化的磨沟组,天利组在上颌的前部牙齿与后部牙齿磨耗比值最大,在下颌的前部牙齿与后部牙齿磨耗比值也较高,但低于史前时期的湖北青龙泉组和时代较晚的东周时期的双楼组(图 4b)。

图 4 反映前部与后部牙齿磨耗差别的指数分布 (a)I1/M1的比值(Ratios of I1/M1);(b)(I1~C)/(M1~M3) 的比值(Ratios of (I1~C)/(M1~M3)) Fig. 4 The indices representing dental attrition differences between frontal and rear teeth
3.5 口腔健康状况

表 5中,男、女两性在牙釉质发育不良上的患病率分别为33.3和13.8、牙齿生前脱落的患病率分别为37.3和51.7、龋病的患病率为29.4和37.9。卡方检验结果显示,3种牙病的两性患病率均不存在显著性差异;牙齿生前脱落和龋病的女性患病率均大于男性,但是两性差异较小;在牙釉质发育不良的患病率上,女性小于男性,且两性差异较大,P值为0.0562,但仍大于0.05的界值。

表 5 天利墓地两性牙病患病率卡方检验比较结果 Table 5 Results of Chi-squared tests about percentage of dental disease in individuals between males and females in Tianli cemetery

表 6统计了天利两性牙病的上、下颌患齿率,卡方检验比较在同一性别中,上、下颌患齿率是否具有显著性差异。男性在上、下颌牙釉质发育不良患齿率的比较(P值为0.0069),及上、下颌的牙齿生前脱落患齿率的比较(P值为0.0255),P值皆小于0.05;女性在上、下颌牙齿生前脱落患齿率比较的P值为0.0132,小于0.05。在上、下颌牙病患齿率存在显著性差异的是男性的牙釉质发育不良和牙齿生前脱落以及女性的牙齿生前脱落。

表 6 天利墓地两性牙病上、下颌患齿率卡方检验比较结果 Table 6 Results of Chi-squared tests about percentage of dental disease in dentals between upper and lower jaw of males and females in Tianli cemetery

表 7表 9分别统计了牙釉质发育不良、牙齿生前脱落及龋病在各个牙齿上患齿率的两性比较。

表 7 天利墓地牙釉质发育不良不同类别恒齿患齿率的两性比较 Table 7 Frequency of enamel hypoplasia on different types of dentals in Tianli cemetery, by sex

表 8 天利墓地牙齿生前脱落不同类别恒齿患齿率的两性比较 Table 8 Frequency of antemortem tooth loss on different types of dentals in Tianli cemetery, by sex

表 9 天利墓地龋病不同类别恒齿患齿率的两性比较 Table 9 Frequency of caries on different types of dentals in Tianli cemetery, by sex

表 7中,牙釉质发育不良基本出现于两性上、下颌的I1、I2、C和P1,其中女性上颌的I2未见该病。两性在上颌的I1(P=0.0355)、I2(P=0.0110),下颌的C(P=0.0065) 上的患齿率存在显著性差异;同时,两性在上颌牙齿的总患齿率(P=0.0000)、下颌牙齿的总患齿率(P=0.0132) 上均存在显著性差异。图 56可知,男性的牙釉质发育不良患齿率明显高于女性。

图 5 牙釉质发育不良不同类别恒齿患齿率的上、下颌及两性比较柱状图 Fig. 5 Bar chart on percentage of enamel hypoplasia on different types of dentals by jaw

图 6 牙釉质发育不良不同类别恒齿患齿率的两性比较折线图 Fig. 6 Polygon on frequency of enamel hypoplasia on different types of dentals by sex

图 78中,女性在上颌牙齿生前脱落的患齿率均高于男性,在下颌门齿、犬齿和前臼齿的患齿率低于男性,但臼齿患齿率高于男性。表 8中,上颌P2(P=0.0005),M1(P=0.0192),下颌M2(P=0.0128) 存在显著的两性差异,但仅上颌牙齿的总患齿率具有显著性差异,下颌牙齿的总患齿率则无明显差异。

图 7 牙齿生前脱落不同类别恒齿患齿率的上、下颌及两性比较柱状图 Fig. 7 Bar chart on percentage of antemortem tooth loss on different types of dentals by jaw

图 8 牙齿生前脱落不同类别恒齿患齿率的两性比较折线图 Fig. 8 Polygon on frequency of antemortem tooth loss on different types of dentals by sex

在龋病方面,两性上、下颌患齿率差异不大,女性多发于下颌臼齿、上颌前臼齿和臼齿,以及少量的下颌中门齿,男性多发于上颌前臼齿和下颌臼齿。但是,女性在上颌M3和下颌M1有极高的患齿率(图 910)。由表 9可知,两性在上、下颌各类牙齿上的龋病患齿率均不存在显著性差异(P值均>0.05)。

图 9 龋病不同类别恒齿患齿率的上、下颌及两性比较柱状图 Fig. 9 Bar chart on percentage of caries on different types of dentals by jaw

图 10 龋病不同类别恒齿患齿率的两性比较折线图 Fig. 10 Polygon on frequency of caries on different types of dentals by sex
4 讨论 4.1 牙齿磨耗

多年来,对许多古代人群食物结构、经济模式,以及相关生存活动的分析多是通过对牙齿磨耗和健康状况的研究实现的。因而,这方面的研究对丰富考古学和体质人类学研究发挥了重要作用,在很大程度上补充了考古学资料的不足,成为生物考古学的重要组成部分[6]

影响人类牙齿磨耗程度或磨耗速率的因素颇为复杂,就人群的生存时代、生活环境、文化行为特征等方面而言,主要包括食物构成、食物制作技术、牙齿及整个咀嚼器官的健康状态,上、下颌咬合关系以及饮食习惯等因素[23, 24]

图 1图 2可知,天利组的同一性别内,上、下颌牙齿的平均磨耗程度通过U检验,均不存在显著性差异。但是,男性的前部牙齿(I1、I2和C)和后部牙齿(P2和M1) 的磨耗级别为上颌略重于下颌;女性的前部牙齿(I1和I2) 和后部牙齿(M1、M2和M3) 为下颌重于上颌。上、下颌之间牙齿磨耗的差异多与上、下颌臼齿之间的咬合关系以及牙齿萌出的顺序有关。牙齿的萌出时间一般下颌牙略早于上颌牙,上、下颌M1萌出时间相差可达数月,而M2差异则为数月到1年[4]。女性的上、下颌牙齿磨耗程度的差异与牙齿萌出的顺序相一致,但男性的牙齿上颌重于下颌,可能是其他因素导致的,诸如食物构成或行为特征等因素,推测男性居民可能习惯于用牙齿啃咬坚硬食物或非食物性物品所致。

图 2 天利墓地女性上、下颌牙齿平均磨耗级别折线图 Fig. 2 Polygon on average dental attrition between upper and lower jaw of females in Tianli cemetery

图 3中,经U检验,天利组两性牙齿磨耗程度虽然不存在显著性差别,但任何牙位的平均磨耗度均为女性略重于男性。男性组中,磨耗程度最重的前5个牙位依次是M1、C、I1、I2和P1;女性组中,磨耗程度最重的前5个牙位是I1、P1、M1、C和I2。同一人群中,牙齿磨耗速率如存在性别差异,通常认为与经济性质或生存状况密切相关[4, 5]。采集狩猎人群中,女性可能有更多的机会接触较粗糙的植物性食物,而男性接触肉食的机会相对较多;两性食物种类及比例的差别造成了女性较高的磨耗速率。在农业或游牧为主要经济形态的人群中,两性食物种类的差异可能不如采集狩猎人群明显[4]。在天利两周墓地的男性个体上多发现其股骨颈处有“骑马人小平面”[25],这可能是经常骑马造成的,同时此平面在女性个体上基本未出现。可见,劳动分工和生产方式的性别差异可能使得天利两周墓地居民在饮食结构上出现少许的变化。

前、后部牙齿磨耗程度的差异与古代人群的食物构成和摄取食物的方式以及将牙齿作为非咀嚼功能的工具使用等行为模式密切相关[5]图 4显示,天利两周墓葬人骨的前后部牙齿磨耗的差别指数在先秦各对比组中明显偏高,与同为郑韩故城的东周时代居民双楼组[22]相近;天利组在I1/M1的比值中最大,可见,该组居民相对于第一臼齿,其上、下颌中门齿的磨耗是最严重的;在(I1~C)/(M1~M3) 的比值比较中,其上颌的前部牙齿磨耗仅低于磨沟组,但下颌前部牙齿的磨耗则低于青龙泉组[6],天利组居民前部牙齿的磨耗为上颌重于下颌。甘肃齐家文化的磨沟组牙齿磨耗为下颌重于上颌,同时前部牙齿磨耗明显重于后部牙齿,研究者在该组居民牙齿上发现了“上颌前部牙齿舌侧磨耗”(Lingual surface attrition of the maxillary anterior teeth(LSAMAT))的现象[7],此现象可能是由“上颌前部牙齿剥离木薯类根茎外皮产生的”[7];磨沟组虽然以旱作农业为主,但仍存在采集经济[7],其采集经济使得该组居民常常用门齿和犬齿啃咬坚硬的食物、剥离坚果的外皮,造成前部牙齿磨耗重于后部牙齿,或者是某种“功能性的过度咀嚼导致的,也许在加工纤维材料时,用前部牙齿咬住织物”[26],这似乎可以解释磨沟组前后部牙齿磨耗程度差异最大的原因。人类恒齿中的4个类别:门齿、犬齿、前臼齿和臼齿,在咀嚼运动中分别承担着切割、撕裂、捣碎和研磨食物的生理功能。植物性的食物通常需要更多的研磨,而肉食则需要更多的撕裂和捣碎,也就是说狩猎-采集型人群要比农业型人群表现出更多的前部牙齿磨耗[27]。张银运[28]根据对安徽巢湖早期智人牙齿的磨耗分析,提出过巢湖早期智人前部牙齿重度磨耗与执行非咀嚼性工具功能或啃咬骨头上的筋肉有关。天利组前部牙齿较重的磨耗(男性的牙数约占该组总牙数的2/3),尤其是男性前部牙齿的重磨耗,不排除天利古代男性居民的饮食结构中有较大肉食的比重或男性居民多用前部牙齿做工具使用等行为模式的可能。湖北青龙泉组居民,虽然以稻作农业种植为主兼狩猎采集经济,但其食物较精细[6],可能经过一定加工的细软食物不需要过多后部牙齿的研磨,仅靠前部牙齿的切割和捣碎就可下咽。在新疆和内蒙古地区,甚至是山西游邀组、河南下王岗组,虽然多以农业经济为主,或农牧并举,或兼营渔猎,因食物的加工和制造技术较原始[5],使得粗糙的植物性食物需要更多后部牙齿的研磨,因此这些对比组前后牙齿磨耗的差异均较低。Zhou[29]对郑韩故城两处东周遗址人骨做了碳氮同位素分析,结果认为,郑韩故城东周居民以谷类作物中C4类植物(小米等)作为其饮食结构的主体,并食用少量C3类植物(小麦等),而肉类蛋白在饮食中极为有限。所以,虽然天利组居民所食肉类蛋白较少,但其地处旱作农业经济发达的中原地区[30],对粮食较高水平的加工,并大量食用以小米等C4类植物为主、细软易消化的谷类农作物,这也许是造成其前、后部牙齿磨耗程度差异较大的一个原因。

4.2 口腔健康

儿童时期形成门齿、犬齿和前臼齿的时间大概在2~5岁,2~4岁是形成门齿和犬齿主要时间。天利组牙釉质发育不良基本出现于两性上、下颌的I1、I2、C和P1,牙釉质发育不良出现的时间大概在2~4岁。其中,男性在上、下颌前臼齿的患齿率明显小于门齿和犬齿;两性的上、下颌患齿率皆存在显著性差异,男性明显高于女性。有学者研究认为牙釉质发育不良的出现也许与这个年龄段的断奶有关[21]。婴儿从6个月以前的全部母乳到这之后的逐步添加辅食,直至3岁完全停止母乳的喂养。因为牙釉质发育不良也是机体中营养不良和感染性疾病相互作用的结果,如果饮食中蛋白质含量缺乏加之较差的卫生条件,以及营养的缺失、严重的疾病都会影响牙釉质的形成。饮食和生存压力的变化是导致牙齿釉质发育不良的主要致病因素之一[31]。天利两周男性牙釉质发育不良的高患齿率说明其在儿童时期尤其在断奶期承受了比女性严重的新陈代谢压力,见图 11

图 11 牙病 1.牙釉质发育不良,M172,男性;2.牙齿生前脱落,M84,女性;3.前部牙齿釉质崩裂,M110,男性;4.龋病,M238,女性 Fig. 11 Dental disease 1. Enamel hypoplasia, M172, male; 2. Ante mortrm tooth loss(AMTL), M84, female; 3. Anterior crown chipping, M110, male; 4. Caries, M238, female

就本文的资料和研究结果而言,龋病似乎是引起牙齿生前脱落的一个重要原因。天利两周墓葬男女的牙齿生前脱落多集中在前臼齿和臼齿,这也是两性龋齿多集中的牙位。天利组的龋病患齿率虽不存在显著的两性差异,但女性患齿率高于男性。可见,排除外伤或文化行为等因素,牙齿生前脱落与口腔健康状况关系密切。天利两周女性的上颌牙齿生前脱落患齿率明显高于男性,所以,与男性相比,天利两周女性口腔健康状况应该更为严重。

迄今人们广泛接受致龋的四联因素理论认为:细菌、口腔环境、宿主(即指寄生物包括寄生虫、病毒等寄生于其上的生物体)和时间是形成龋病不可缺少的因素[18]。农业经济使得富含碳水化合物的农作物成为人们的主要食物来源。天利两周龋病患齿率女性略高于男性(表 9图 910),在致龋菌、时间和卫生习惯及牙齿的形态、矿化程度及组织结构都大致相同的情况下,碳水化合物的饮食使得口腔环境产生更多的乳酸;两性的饮食结构似乎存在少许的差别,相对于男性,女性饮食中碳水化合物比重略大,而男性的饮食中可能含有更多的蛋白质和脂肪。

4.3 牙齿磨耗与口腔健康

食物结构是造成人类牙齿从萌出到个体死亡持续不断磨耗的恒定因素,食物硬度大且富含颗粒成分,就会造成牙齿磨耗速度加快[4]。在天利组居民的前部牙齿上就发现较多牙釉质崩裂的情况。如果牙齿营养状况较差或牙釉质发育不良,也会导致釉质硬度降低,进而加速牙齿的磨耗[32]

刘东秀[33]通过对当代一般人群牙齿的磨耗平均水平进行研究,认为酸性食物与牙齿磨耗的关系最密切,然后依次是硬质食物、磨牙症、刷牙用力过大、碳酸饮料、错颌畸形、胃酸返流等。

目前,对天利两周墓地人骨虽然未做稳定碳氮同位素的分析,但是,可以参照对新郑市区同时代其他遗址(兴弘花园和热电厂遗址)人骨做的同位素分析结果[29],认为两性在δ13C值上无显著性差异,而在δ15 N值上存在显著性差异,即男性可能比女性食用了相对较多的肉类蛋白。富含碳水化合物的植物性食物使得口腔环境产生更多的乳酸,一方面使牙齿易患龋病,并导致生前脱落,另一方面也加快了牙齿的磨耗。前文对牙病的研究可知,天利组居民在牙齿生前脱落和龋病的患齿率上,虽无明显的两性差异,但女性均略高于男性,这与女性在牙齿平均磨耗程度上略高于男性相吻合。天利组男性居民在牙釉质发育不良的患齿率上明显高于女性,并多发生于前部牙齿;与女性相比,在牙釉质发育不良而导致釉质硬度降低的情况下,多用前部牙齿食用较多的肉类,势必加速天利组男性牙齿尤其是前部牙齿的磨耗。

5 结论

本文对新郑天利两周墓地居民的牙齿磨耗及口腔疾病进行了统计和分析,试图从古病理学的角度揭示当时居民的食物构成、饮食行为习惯及社会经济生活方式等。研究显示:

(1) 除了第二臼齿,男性前部牙齿(I1、I2和C)和后部牙齿(P2和M1) 的磨耗级别均为上颌略大于下颌。与男性上、下颌牙齿磨耗等级大致相反,女性前部牙齿(I1和I2) 和后部牙齿(M1、M2和M3) 均为下颌重于上颌;两性上、下颌牙齿平均磨耗均不存在显著性差异。任何牙位的平均磨耗度均为女性较男性严重;两性牙齿的平均磨耗不具有显著性差异。与先秦各古代组的对比,天利组上、下颌的前部牙齿与后部牙齿磨耗比值均较高。

(2) 两性在牙釉质发育不良的上颌患齿率(P=0.0000)、下颌患齿率(P=0.0132) 上均存在显著性差异;所以,男性的患齿率明显高于女性。女性在上颌牙齿生前脱落的患齿率均高于男性,在下颌门齿、犬齿和前臼齿的患齿率低于男性,但臼齿患齿率高于男性。在龋病方面,两性上、下颌患齿率差异较小,女性多发于下颌臼齿、上颌前臼齿和臼齿,男性多发于上颌前臼齿和下颌臼齿;两性在上、下颌各类牙齿上的龋病患齿率均不存在显著性差异(P值均>0.05)。

(3) 天利两周墓地居民虽然在牙齿磨耗水平、牙齿生前脱落和龋病的患齿率上均不存在显著的两性差异,但除了在牙釉质发育不良方面存在显著的两性差异,即男性明显高于女性外,其他三方面的比较均为女性略高于男性。同时,与先秦时期不同地区、不同经济形态的古代居民相比,天利居民在前部牙齿,尤其是上颌前部的牙齿上表现出较后部牙齿更为严重的磨耗。

综合前文的分析,产生这些现象的原因一方面是天利墓地地处中原地区,发达的农业经济使得谷类农作物成为居民的主要食物来源,两性在牙齿生前脱落和龋病的患齿率及牙齿磨耗上虽不存在明显的差异,但是女性略高于男性的磨耗程度和患齿率则说明,两性在食物结构大致相同的情况下还存在少许差异,不同的劳动分工使得男性可能获得更多的动物性蛋白质和脂肪,而女性饮食结构中谷类碳水化合物比重较大;另一方面,在牙釉质发育不良的患齿率上男性明显高于女性,说明该墓地的男性居民(尤其在幼年时期)普遍具有高于女性的生存压力。在牙釉质硬度降低、多用前部牙齿做工具使用及动物性蛋白质、脂肪摄入较多的情况下,天利墓地男性居民具有相对于其他地区较明显的前部牙齿的磨耗。

致谢: 感谢审稿专家和编辑部杨美芳老师建设性的审读意见。感谢加拿大西蒙菲莎大学(Simon Fraser University,SFU)的博士后张桦女士在英文摘要的修改中给予的热情帮助!

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Oral health and dental attrition of human remains from tianli cemetery, xinzheng(ca.8th~5th century b.c.)
Sun Lei, Fan Wenquan, Zhou Ligang, Zhu Hong     
(① Henan Provincial Institute of Cultural Heritage and Archaeology, Zhengzhou 450000;
Research Center for Chinese Frontier Archaeology of Jilin University, Changchun 130012)

Abstract

Dental attrition and oral health(caries, ante mortrm tooth loss(AMTL), and enamel hypoplasia)were analyzed in human remains from Tianli cemetery, Xinzheng(ca.8th~5th century B.C.). The aim of this study was to reveal dietary structure and eating habits among the Tianli population and the Zhou Dynasty urban economy in Central China. Tianli cemetery of the Zhou Period is located in the Lihe Town, Xinzheng City, Henan Province and it is the great empire cemetery in good condition outside the Zheng-Han City Ruins. 313 Zhou Tombs have been cleared in the cemetery, which age range is from the late West Zhou to the late Warring-States Period. Lots of human teeth unearthed in this cemetery were the important materials explored diet and eating habits in a population practicing dry land agriculture by bioarchaeologists. Only teeth with determined sex were examined. Sex and age at death were determined using standard methods. 1302 teeth belong to 80 human skeletons, which contains 51males(869 teeth)and 29 females(433 teeth). Dental attrition degree were recorded on a scale of 1~8, using the scoring system of Smith. Sex differences and the differences between upper and lower jaws in the same sex were analyzed with Mann-Whitney U test, using SPSS 19, with the level of significance set at P < 0.05. Caries, ante mortrm tooth loss(AMTL), and enamel hypoplasia were observed. Sex differences in the same dental disease were analyzed with the Chi-squared(X2)test, with the level of significance set at P < 0.05. Dental attrition on the upper anterior teeth(I1, I2, C)and posterior teeth(P2, M1) in males were heavier than on the lower. Conversely, dental attrition on the lower anterior teeth(I1, I2) and posterior teeth(M1, M2, M3) in females were heavier than on the upper. The differences of dental attrition between upper and lower jaws in the same sex were not significant. Dental attrition of every tooth type in females was heavier than in males. Sex difference of dental attrition was not significant. The dental attrition ratioes between the anterior and posterior teeth on the upper and lower jaw in Tianli group were larger among the Pre-Qin groups. There were signigicant differences about frequencies of teeth affected by enamel hypoplasia between males and females on the upper(P=0.0000) and lower(P=0.0132). The frequency of teeth affected by enamel hypoplasia in males was apparently higher than in females. The frequency of teeth affected by AMTL on the upper jaw in females was higher than in males. Only the frequency of anterior teeth affected by AMTL on the lower jaw in males was higher than in females. Caries usually occurred on premolars and molars of the maxillary and molars of the mandible in females. And caries were often present on premolars of the maxillary and molars of the mandible in males. The difference of frequencies on teeth affected by caries between males and females was not significant. Among hard food, brygmus, strong tooth brushing and carbonated drinks et al., acidic foods is most closely related to dental attrition. There is also a closer relation of hard food to dental attrition. Chipping usually occurred on anterior teeth in Tianli group. Poor nutrition of teeth or enamel hypoplasia would decrease hardness of enamel and accelerate teeth wear. The Tianli bones for their abundances of the stable isotopes of carbon and nitrogen(carbon 13 and nitrogen 15) have not been analyzed so far, but the bones from other two cemeteries inside ancient Xinzheng City have been analyzed. Analysis results showed that the δ13C values of males and females were not significantly different and there was significant difference in their δ15N values. Stable isotope analysis using the other remaining human skeletal samples in Xinzheng suggested that males might have had slightly more meat than females. The frequencies of teeth affected by AMTL and caries of females were both just above the frequencies of males, which agreed well with heavier dental attrition in females than in males in Tianli group. The frequency of teeth affected by enamel hypoplasia in males was rather obviously higher than in females and enamel hypoplasia usually appeared in male anterior teeth. If enamel hypoplasia had decreased hardness of enamel, in which case chewing more meat compared with females would accelerate male teeth wear, particularly male anterior teeth wear. The results of this study indicate that males exhibited much greater frequency of enamel hypoplasia than females. In contrast females suffered more from caries, AMTL, and tooth wear than males. Heavy wear on the upper anterior teeth is remarkable when compared to other regions and other subsistence strategies in Pre-Qin China. Higher frequencies of oral health marker for females than males suggest that diet followed gender division, with more cereals in the diet of females. Stable isotope analyses from other human skeletal samples in Xinzheng suggest males might have had more access to meat than females. Furthermore, the much higher frequencies of enamel hypoplasia in males suggest that males(especially in childhood) generally were exposed to more stress than females. In addition, heavy wear on the anterior teeth at Tianli, especially in males may be related teeth reduced in strength by enamel hypoplasia, eating more meat compared with females, and/or frequent use of teeth as a third hand.
Key words: Xinzheng     Tianli cemetery of Zhou Dynasty     dental attrition     oral health