2020, Vol.40
2 西蒙菲莎大学考古学系古DNA实验室, 本拿比, 不列颠哥伦比亚省, 加拿大, V5A 1S6;
3 复旦大学科技考古研究院, 上海 200433)
安阳殷墟在中国考古学乃至世界考古学中都占有重要的特殊地位。殷墟(1300~1046 BCE)的发现及其出土的大量甲骨和甲骨卜辞首次从考古学和文献学的角度证实了商代的存在; 殷墟时期宫殿宗庙区、王陵区、手工业作坊区、家族墓地等各类遗迹的发现也证实了殷墟是商代晚期都城[1~2]; 而众多的手工业作坊遗址(如铸铜遗址、制骨作坊遗址)以及成聚落分布的居住区遗迹无不强烈地暗示着36平方公里的殷墟代表着中国历史上当时最早最大的都市区[3]。这种早期都市化不仅造成人口密度大幅增加, 人们整体健康状况相对恶化, 而且改变了人们生产生活方式(如人们职业分工细化、平民和贵族的阶层分化等), 更是强化了以祖先崇拜为主的各种占卜祭祀活动。
殷墟考古发现的灰坑和祭祀坑中出土的人骨和动物骨骼为研究晚商社会生产生活和祭祀占卜提供了宝贵的资料。已发表有大量关于殷墟的考古学研究特别关注对人类和动物骨骼的分析[4~5], 其中动物考古学研究中最令人关注的对象就是家马和家养黄牛, 因为二者都是体型硕大的家养动物, 而且也基本都突然大量的出现在殷墟遗址。目前考古学的证据都表明中国古代家马和黄牛是在新石器末期或青铜早期从中亚或西亚引进到国内的[6~8]。殷墟出土的大量马和车马坑应该与晚商时期频繁的丧葬和祭祀活动有关[9]。而黄牛不仅为人类提供大量肉食来源, 牛车或牛耕等的发明使黄牛成为传统社会的主要畜力之一, 其本身也能提供宽大的肩胛骨用于占卜[9~11]。黄牛的大量出现很可能反映出作为都城和大都市的殷墟人口众多, 对黄牛在生计(肉食)、骨料(骨器)和祭祀占卜中都有大量的需求。有研究表明, 殷墟时期的黄牛已经代替家猪成为中国考古遗址中最主要的祭牲[11~12]。
在我国, 黄牛泛指牦牛(Bos granuiens)和水牛(Bubalus bubalis)以外的所有家牛, 主要分为普通牛(Bos taurus)和瘤牛(Bos indicus)两个种。
本文系首次报告对安阳殷墟出土黄牛骨骼的古DNA研究。目前已发表的关于中国古代黄牛DNA研究发现, 比殷墟年代早的遗址特别是位于中原地区几个考古遗址(例如山西陶寺和周家庄遗址[13~14]、河南偃师二里头遗址[13]、河南郑州花地嘴和望京楼遗址[15])出土的黄牛具有多种不同的线粒体DNA单倍型类群。
从群体遗传学的角度来看, 作为都城和大都市的殷墟, 其出土的黄牛应该是最具遗传多样性的, 因为它们应该是聚集了中国早期各个地区的黄牛, 由此期望本文古DNA结果能包含已知中国内地考古遗址家养黄牛线粒体DNA各类型。另外, 作为都城的殷墟也是晚商的祭祀中心, 有理由推测用于祭祀占卜的黄牛存在特别的“筛选”, 以示祭祀占卜的神圣性和特殊性, 因此也期望这种特别的“筛选”能在本文古DNA数据上有所显示。
本文对殷墟孝民屯遗址普通灰坑和祭祀坑出土的牛骨进行了采集、DNA提取, 并选择线粒体DNA控制区片段进行聚合酶链式反应(Polymerase Chain Reaction, 简称PCR)扩增, 获得的DNA序列进行线粒体DNA单倍型分型, 在此基础上对普通灰坑和祭祀坑出土的黄牛进行比较, 并与国内外的古今黄牛进行比较分析, 以期对殷墟家养黄牛的群体遗传特征进行初步的研究。
1 材料与方法 1.1 遗址背景与样本采集孝民屯遗址位于河南省安阳市殷墟(36°N, 114.5°E)[16]都邑遗址的西部, 以近现代孝民屯村落为中心, 涵盖其附近周边范围的古代遗址分布区域, 该区域位于安阳钢铁公司厂区(2003年以前)东部, 其北侧和东侧紧邻洹河, 东北距殷墟遗址的王陵区约2 km, 东距殷墟遗址的小屯宫殿区约2.5 km, 2003~2004年中国社会科学院考古研究所和河南省文物考古研究所联合对此进行了大规模发掘, 发掘面积近6×104 m2, 发现了商代殷墟文化一、二期的半地穴式建筑群、殷墟文化三、四期的大型铸铜遗址和近千座墓葬[1, 17~19]。该遗址也出土了大量动物骨骼遗存, 本文作者之一的李志鹏对其进行了动物考古学的鉴定与研究, 发现大量哺乳动物, 有猪、黄牛、绵羊、山羊、狗、马等家畜与以鹿为主的野生动物[20]。
本文研究的15例牛骨样本均采集自殷墟孝民屯遗址2003~2004年发掘的灰坑中, 其中3个为普通灰坑, 2个为祭祀坑:普通灰坑包括H205、H573和H648, 祭祀坑包括H226和H265;除H205为战国时期普通灰坑外, 其余灰坑均位于殷墟文化三、四期铸铜作坊内。祭祀坑相距较近, 其他灰坑距离祭祀坑相对较远。经种属形态鉴定所有样本都为黄牛。由于这些普通灰坑和祭祀坑都出土了大量动物遗存且均为零散的骨骼堆积而非完整的动物骨架, 为避免同一个黄牛个体被重复取样, 本文全部选取右侧下颌骨进行采集, 样本的具体信息见表 1。
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表 1 殷墟孝民屯遗址出土黄牛骨骼样本的考古学背景信息及DNA鉴定结果* Table 1 Archaeological contexts of DNA-analyzed Bos skeletal samples from Xiaomintun site at Yinxu |
取牛骨上约1 cm×1 cm见方的小块, 用钻头打磨骨骼表面和截面以去除骨骼表面尘垢和可能被污染的表面, 然后用次氯酸钠溶液(有效氯6 %)浸泡和强紫外照射(UVP, 紫外灯置于样本以上8 cm的高度, 波长254 nm), 去除骨骼表面可能存在的外源DNA污染, 之后使用液氮冷冻研磨机(SPEX)打磨成粉。在此基础上采用Yang等[21]提出的硅柱离心法进行DNA提取。每个骨骼材料最终得到约100 μL的DNA基因组样本用于后续的PCR扩增与测序。
1.3 DNA扩增与测序首先, 用引物L1269/H1346[22]扩增线粒体基因组中12S rRNA基因, 获取76 bp的小片段DNA对所选样本进行初步种属鉴定; 选择Yang等[23]设计的引物(F213/R381)扩增线粒体DNA控制区片段16004~16172(该对引物也可用于水牛的古DNA研究), 以此确定本文所选样本并非水牛(Bubalus); 在此基础上, 为了得到较长的连续DNA序列, 进一步选择了Troy等[24]、Cai等[13]设计的3对套叠引物来扩增黄牛线粒体DNA控制区的片段, 共获得黄牛线粒体DNA控制区331 bp的序列(16004~16334, 包括引物长度)。PCR扩增使用高效的AmpliTaq GoldTM聚合酶(Applied Biosystems), 60个循环, 具体PCR反应体系与扩增程序设置见参考文献[15]。扩增产物用2 %琼脂糖凝胶进行电泳检测。PCR阳性产物送到测序公司(Invitrogen)直接测序, 正反引物双向测序。
在全部实验过程中, 严格按照防污染措施操作, 具体实验操作详见文献[25]。需要说明的是, 古DNA研究的PCR扩增中常用的BSA(牛血清白蛋白, 具有降低腐殖酸污染引起的抑制等作用, 在古DNA扩增中能够有效地提高PCR扩增效率)并没有在本实验中使用, 主要考虑是BSA本身是从牛组织中提取的, 本文的研究对象是古代牛的DNA样本, BSA试剂可能会带来外源DNA污染。本研究没有使用BSA可能影响了PCR的扩增效率, 但实际结果表明这些影响是非常有限的, 因为15个样本中的14个都获取了可重复的序列。
1.4 数据分析所得到的DNA序列使用Chromas Pro软件进行测序信号的读取、检测和套叠连接, 通过Clustal X2软件对多个样本的DNA序列进行比对[26], 并使用BioEdit进行编辑[27]。使用MEGA 7软件[28]构建系统发育树, 对比序列包括:普通牛单倍型类群T1(GenBank:JN817351[29]和GenBank:MF475809[30])、普通牛单倍型类群T2(GenBank:KT184456[31]和GenBank:MF475825[30])、普通牛单倍型类群T3(GenBank:V00654[32])、普通牛单倍型类群T4(GenBank:DQ124372)、瘤牛单倍型类群I(GenBank:EU177868和GenBank:EU177870)[33]、亚洲原始牛单倍型类群C(GenBank:MG279478[34])和欧洲原始牛(GenBank:DQ915537[35]), 水牛(GenBank:NC_006295[36])作为外类群, 详见图 1。使用Network 5.0软件构建中介网络图(图 2)[37], 选择中国考古遗址出土家养普通牛作为对比序列, 包括:吉林后套木嘎、山西周家庄、山西陶寺、河南二里头、河南花地嘴、河南望京楼、陕西石峁、陕西泉护村、内蒙古大山前、宁夏王大户、宁夏中庄、宁夏九龙山、宁夏打石沟、青海长宁、新疆小河等[13~15, 34, 38~41]。
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图 1 殷墟孝民屯遗址出土家养普通牛样本的系统发育邻接树 本文研究样本用BOC表示。对比序列包括:普通牛单倍型类群T1(GenBank:JN817351和GenBank:MF475809)、普通牛单倍型类群T2(GenBank:KT184456和GenBank:MF475825)、普通牛单倍型类群T3(GenBank:V00654)、普通牛单倍型类群T4(GenBank:DQ124372)、瘤牛单倍型类群I(GenBank:EU177868和GenBank:EU177870)、亚洲原始牛单倍型类群C(用P-C表示, GenBank:MG279478)和欧洲原始牛(用P表示, GenBank:DQ915537), 水牛(用B表示, GenBank:NC_006295)作为外类群。全部节点都标注自展值(%, 至少重复10000次)。比例尺表示每一个位点的核苷酸替代率 Fig. 1 Neighbor-joining phylogenetic tree for ancient Bos taurus from Xiaomintun site at Yinxu. Archaeological Bos samples were labeled "BOC". Comparative sequences include Bos taurus T1(GenBank:JN817351 and GenBank:MF475809), T2(GenBank:KT184456 and GenBank:MF475825), T3(GenBank:V00654)and T4(GenBank:DQ124372)haplogroups, Bos indicus I haplogroups(GenBank:EU177868 and GenBank:EU177870), Asian Bos primigenius haplogroup C(labeled "P-C", GenBank:MG279478), and European Bos primigenius(labeled "P", GenBank:DQ915537). Bubalus bubalis(labeled "B", GenBank:NC_006295)is included as the outgroup. All major nodes are labeled with bootstrap values(% of 10000 replicates). Scale bar indicates the number of nucleotide substitutions per site |
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图 2 中国古代普通牛的中介网络图 直线上的数字代表突变位点; 每一个圆圈代表一个单倍型, 圆圈的大小与共享这一单倍型的样本数量成正比, 不同颜色代表不同遗址 Fig. 2 Network analysis of ancient Chinese Bos taurus. Numbers on the lines represent the mutations. Circles represent haplotypes, and the area being proportional to the frequency of the haplotype. Different colors represent different archaeological sites |
在15例牛骨样本中, 有14例获得了线粒体基因组中12S rRNA基因76 bp的部分DNA序列(样本BOC110在该片段的PCR扩增失败), 在GenBank数据库中(http://www.ncbi.nlm.nih.gov)对这些DNA序列进行了BLAST共享序列搜索, 结果发现这些共享序列全部属于牛属(Bos)。
有13例获得了线粒体DNA控制区的285 bp序列(16029~16313, 去除两端引物), 在GenBank数据库中(http://www.ncbi.nlm.nih.gov)对这些DNA序列进行了BLAST共享序列搜索, 结果发现其中12个样本属于家养普通牛(Bos taurus), 另外1个样本(BOC121)属于原始牛(Bos primigenius)。由于本文主要是讨论殷墟孝民屯遗址出土的家养黄牛DNA的相关问题, 所以关于原始牛(BOC121)将在后续研究中作进一步分析。BOC110和BOC111都未获得线粒体DNA控制区的序列, 推测可能和DNA保存较差有关。依据BOC111的线粒体基因组中12S rRNA基因的DNA序列(由于这一片段很短仅有76 bp, 虽然样本保存较差但是该片段PCR扩增成功, 符合古DNA的特点。)可以确定它为牛属(Bos), 但无法判断所属种, 在此亦不再作进一步分析与讨论。
以V00654[32]作为参考序列, 将属于家养普通牛的12个线粒体DNA控制区序列与之进行比对, 实验结果见表 2。共检测出12个多态性位点, 11个为转换, 1个为颠换(16057G→C), 转换在嘧啶之间的比例略高占54.5 % (6/11), 遗传多态性不高。在这12个序列中共检测出7个单倍型, 其中BOC112、BOC117、BOC118和BOC123, BOC115和BOC122, BOC116和BOC124这3组分别共享有相同的单倍型。根据已发表研究成果关于普通牛单倍型类群的划分[24, 32, 42~43], 基于线粒体DNA控制区序列变异模式, 本文发现的7个单倍型可以归属于3个不同的单倍型类群T2、T3和T4, 以T3为主约占58.3 %, T4次之约占33.3 %, T2最少约占8.3 % (表 3), 未见其他单倍型类群。
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表 2 殷墟孝民屯遗址出土家养普通牛样本的线粒体DNA控制区序列情况* (引物F213/R381、L16022/H16178、L16137/H16315和L16159/H16334) Table 2 Polymorphic positions of ancient Bos taurus mtDNA D-loop from Xiaomintun site at Yinxu using primers F213/R381, L16022/H16178, L16137/H16315 and L16159/H16334 respectively |
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表 3 中国古代家养普通牛的单倍型类群分布频率 Table 3 Haplogroup frequencies of Bos taurus from archaeological sites in China |
世界范围内的家养普通牛(B.taurus)可以分为T、T1、T2、T3、T4、T5和P、Q、R等多个线粒体DNA单倍型类群, 其中T、T2和T3主要分布于近东和欧洲, T1主要发现于非洲, T4仅见于东亚, T5发现于意大利黄牛种群中[24, 33, 42~46]。虽然T4只存在于东亚, 但它不是古老的独立单倍型类群, 而是T3的一个分支[33, 45], 很可能是T3进入中国不久后分化出来的一个单倍型类群[13]。
目前已发表的关于中国古代家养黄牛的DNA研究主要包括河南、山西、陕西、吉林、内蒙古、新疆、青海、宁夏等几个考古遗址出土的材料, 结果显示这些家养黄牛都属于普通牛(B. taurus)的线粒体DNA单倍型类群[13~15, 34, 38~41], 并且至公元前2000年前后单倍型类群T2、T3和T4在中国已全部存在[13]。虽然全新世早期至新石器时代晚期都发现有本地的属于单倍型类群C的亚洲原始牛遗存[14, 34, 47], 但是目前尚无证据表明它们对现代家养黄牛具有遗传贡献。
3.1 殷墟孝民屯遗址家养黄牛的遗传多样性本文研究显示, 殷墟孝民屯遗址出土的家养黄牛遗存都属于普通牛的线粒体DNA单倍型类群, 可归属于T2、T3和T4, 以T3为主, T4次之, T2最少(见图 1), 其分布频率与已发表的其他中国考古遗址出土的普通牛线粒体DNA单倍型类群总体分布频率比较相似(见表 3)。进一步比较发现, 除本文研究的孝民屯遗址外, 同时存在T2、T3和T4的遗址包括河南二里头[13]、花地嘴[15]、望京楼[15]和内蒙古大山前[13], 它们的年代都比孝民屯更早, 并且它们的分布频率都非常相似。由于内蒙古大山前遗址的地理位置相距中原地区的几个遗址较远, 这里就不再讨论。中介网络分析(见图 2)显示, 孝民屯的7个单倍型中有5个都在其他中国古代黄牛中找到共享序列, 并且其中4个都在河南其他3个遗址(二里头、花地嘴或望京楼)中找到共享序列。这种家养普通牛的群体遗传结构特征从夏至商在河南地区稳定地保留下来, 并且具有相同的母系来源, 母系遗传具有连续性。这种群体遗传特征可能与几个遗址地处中原、并且都是重要的聚落都邑性质的考古遗址有关。
本文关于殷墟孝民屯遗址黄牛DNA研究的结果与前文的推测没有大的冲突, 即作为大都城和大都市的殷墟出土的黄牛应该是最具遗传多样性的, 本文结果显示的确包括了T2、T3和T4这3个单倍型类群。但是, 这一多样性并没有超过年代更早的黄牛的多样性[13~15, 34, 38~39, 41], 因为在河南二里头、花地嘴和望京楼遗址中同样包括了T2、T3和T4, 并且各遗址的分布频率非常相似。事实上, 这种遗传多样性一直延续到现代中国本土的家养普通牛。
但相对而言, 本文结果也没能显示出殷墟家养黄牛的遗传多样性比更早期的家养黄牛更高。这是因为, 本文古DNA数据表明中国家养普通牛线粒体DNA单倍型类群的遗传多样性特点在殷商以前就大体形成了, 这与Cai等[13]关于中国古代家养黄牛起源发展历史的古DNA研究的结论是一致的。所以本文认为殷墟家养普通牛遗传多样性在当时已经达到或保持在可能的最高水平了。
然而本文认为仅就单倍型类群分布频率的方法进行讨论太过“粗犷”, 应考虑使用更“精细”的单倍型对比的方法, 但若如此就需要大量地增加样本数量。而更理想的方法是将来能够使用线粒体基因组与核基因组数据进行研究。
3.2 殷墟祭祀黄牛的遗传独特性殷墟是晚商时期的都城遗址, 孝民屯遗址是殷墟三、四期为主要使用和兴盛时期的大型铸铜作坊区, 发现了一系列与铸铜有关的遗迹、遗物, 也出土了丰富的动物遗存[18]。研究者认为这些动物遗存或为当时铸铜工匠及其家人、管理铸铜作坊的贵族、官吏等食余废弃物, 或为当时在与铸铜有关的不同流程阶段的祈禳有关的祭祀遗存, 或为当时墓葬中随葬供死者身后享用的动物食品(如牛、猪、羊等)和陪伴死者供其役用的殉牲(如腰坑中的狗、车马坑中的马)[11]。
本文采集的牛骨来自5个灰坑, 其中H226和H265发掘者推断为铸铜作坊区内的祭祀坑。H265坑口呈椭圆形, 圜底, 保存有较好的踩踏硬面。坑的西壁呈斜坡状, 有台阶, 共6级旋转至坑底。在坑底与灰坑的台阶上都发现了大量的黄牛下颌切齿(门牙与“门牙化”的犬齿), 在坑底则发现了大量的黄牛下颌骨, 这些门齿与下颌骨发掘者分别归入灰坑的第2层、7层、10层和12层, 但仔细分析, 会发现这些遗存都发现于坑底或某一层的界面上, 是人为有意摆放的, 其中黄牛下颌骨经常会发现很大一部分风化程度较大, 不排除是放置一定时日后再被掩埋的。黄牛的下颌骨上的切齿均缺失, 而牛的下颌切齿则集中堆放在灰坑的台阶上和坑底某些部位, 和下颌骨分开放置, 推测这些牛下颌切齿是从牛的下颌骨上拔掉后集中放置。这种将牛下颌骨和下颌切齿分开集中摆放、堆置的方式应该是人有意的祭祀行为, 当与铸铜作坊区内的某种特殊祭祀活动有关。
其他几个灰坑H205、H573和H648应属于普通灰坑, 因为除发现牛骨外, 还发现有大量猪骨、羊骨等, 可能都属于食余废弃物。遗憾的是H205和H648中出土的牛骨并未成功提取并扩增到所需的DNA片段。如表 1所示, 普通灰坑中的样本量偏小, 只有2例且都采集自H573获得了线粒体DNA控制区序列, 但是序列不同(BOC114为T3, BOC 115为T4), 也说明它们来自不同的个体, 为本实验DNA没有受到外源污染增加了可信性。
祭祀坑H226共采集2例牛骨, H265共采集8例牛骨。从图 1中可以看出, BOC112、BOC117、BOC118和BOC123, BOC116和BOC124分别共享有相同的单倍型, 其他4个样本(BOC113、BOC119、BOC120和BOC122)有不同的线粒体DNA序列。祭祀坑出土的10例牛骨都成功地提取和扩增到了所需的DNA序列, 而普通灰坑出土的4例牛骨只有2例得到理想的DNA序列, 是否暗示不同性质灰坑的牛骨在埋藏前和埋藏中具有不同的经历, 有可能普通灰坑牛骨经历过更多炊煮活动中的高温处理, 也可能是因为普通灰坑的填土内有更多庖厨垃圾形成的腐殖质, 使得普通灰坑牛骨保存状况不如祭祀坑的牛骨, 普通灰坑牛骨样本DNA可能因此比祭祀坑的牛骨样本DNA降解和破坏得更厉害。
从DNA单倍型上很难区分普通灰坑和祭祀坑出土的黄牛, 不同祭祀坑出土的黄牛也很难区分。例如普通灰坑H573的BOC115与祭祀坑H265的BOC122具有相同的单倍型, 同为祭祀坑H226的BOC117与H265的BOC112、BOC118和BOC123也具有同样的单倍型。从单倍型类群比较来看, 将两个祭祀坑合起来统计, 包括1例T2、6例T3和3例T4, 与普通灰坑的1例T3、1例T4差异不大(因普通灰坑样本量过小, T2没有出现)。并且这一单倍型类群分布频率与年代更早的河南二里头、花地嘴和望京楼非常相似。
我们在前文中推测殷墟用于祭祀占卜的黄牛应该存在特别的筛选, 可能有遗传的独特性, 但本文关于殷墟孝民屯遗址普通灰坑和祭祀坑出土黄牛的线粒体DNA结果“好像”基本否定了这种推测。这是因为从遗传学角度来看, 线粒体DNA母系遗传, 且线粒体基因组中的基因多与线粒体的氧化磷酸化作用密切相关, 关系到细胞内的能量供应, 一般不决定动物个体的体质、生理或行为等性状。而控制动物这些性状的基因都分布于核DNA基因组。因此当人们通过诸如体型、毛色等特定的体质、生理或行为等对动物进行筛选时, 这种筛选只能表现在核DNA的多样性而非线粒体DNA的多样性上。只有当人们对某种黄牛的母系血统给予了“特殊”考量的时候, 这些特殊的线粒体DNA类型才有可能被“无意识地”筛选出来。总而言之, 缺乏现代遗传学知识的古代人是无法筛选和控制黄牛群体的线粒体DNA的。正如本文结果一样, 从线粒体DNA角度并未看到普通灰坑和祭祀坑出土黄牛存在明显的不同, 但是这并不能排除殷墟用于祭祀占卜的黄牛经过某种特别的筛选。因此, 未来的研究应该更注重于运用核DNA基因组的比较来重建人为的遗传筛选。
当然用于祭祀占卜的黄牛的“神圣性”和“特殊性”, 其筛选也不完全是依据遗传特质而存在其他的因素考虑, 例如年龄、饲养方式、特殊来源等, 否则就无法解释为什么祭祀坑中的BOC121不是家养黄牛而是野生原始牛。当然也有另外一种可能, 即孝民屯遗址的祭祀黄牛没有经过任何形式的筛选, 也许与该遗址祭祀的性质、级别, 以及对黄牛的需求量太大等等有关。
4 结论本文是首次对安阳殷墟出土的黄牛骨骼进行DNA分析, 对研究中国古代家养黄牛意义重大。作为最重要的大型家养动物之一, 殷墟的家养黄牛可以肉食、可以农耕, 骨料可做骨器, 是最主要的祭牲, 其肩胛骨还可以用于占卜、可以记载甲骨文, 对作为晚商的都城和当时最大都市的殷墟, 黄牛的存在具有重要地位。虽然本研究样本量不大, 但仍然能得出以下几点认识:
(1) 殷墟孝民屯遗址出土的家养黄牛都属于家养普通牛, 可以归属于线粒体DNA单倍型类群T2、T3和T4, 以T3为主, T4次之, T2最少, 它们分别是58.3 %、33.3 %和8.3 %; 这一线粒体DNA单倍型类群的分布特征与年代更早的中国考古遗址出土家养普通牛以及中国现代家养普通牛都比较相似。本文使用的线粒体DNA比较方法由于本身方法所限, 无法得出比早期遗址家养黄牛的遗传多样性“更高”的答案。但是, 由于中国家养普通牛线粒体DNA单倍型类群的遗传多样性特点在殷商以前就大体形成了, 作为晚商的都城和当时最大都市的殷墟对家养黄牛的需求巨大, 本文认为殷墟家养普通牛遗传多样性在当时已经达到或保持在可能的最高水平了。
(2) 与普通灰坑和其他地区早期考古遗址出土的牛骨相比, 孝民屯遗址祭祀坑出土牛骨的线粒体DNA单倍型类群并不具有其特殊性。可以肯定的是孝民屯用于祭祀的黄牛没有经过特殊的“母系”筛选, 但不排除祭祀黄牛经过特殊体质、生理或行为等性状的筛选, 只是这种筛选没有在线粒体DNA上表现出来。未来的研究应更注重于控制动物体质、生理或行为等性状的核DNA研究。
(3) 本文祭祀坑出土牛骨的DNA提取和扩增的成功率比普通灰坑牛骨高很多。一方面可能是由于样本量小而造成了偏差, 另一方面暗示着普通灰坑的牛骨作为食余废弃物可能经历了更多炊煮活动中的高温处理, 也可能是因为普通灰坑的填土内有更多庖厨垃圾形成的腐殖质, 使得普通灰坑牛骨保存状况不如祭祀坑的牛骨, 普通灰坑牛骨样本DNA降解和破坏得更厉害。这种现象可以在将来对灰坑出土骨骼的古DNA研究中加以关注。
致谢: 感谢中国社会科学院考古研究所安阳工作站为本研究提供了宝贵的样本; 感谢审稿专家和编辑部杨美芳老师提出的宝贵意见。
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2 Ancient DNA Laboratory, Department of Archaeology, Simon Fraser University, Burnaby, BC, Canada, V5A 1S6;
3 Institute of Archaeological Science, Fudan University, Shanghai 200433)
Abstract
As one of the largest domesticated animal species in ancient China, cattle must have played significant roles in the Late Shang China as an important protein source, a sacrificial animal and a raw material(due to the animal's large and flat scapulae)for oracle bones. As the ruin of the Late Shang China(1300~1046 BCE) in Anyang, China, Yinxu(36°N, 114.5°E) represented the capital of Late Shang China, and it was also then the largest urban center in China.This research applied ancient DNA analysis to 15 cattle remains recovered from both ash/refuse pits and sacrificial pits from Xiaomintun site at Yinxu. Through overlapping sequencings, a 285 bp D-loop mitochondrial DNA(mtDNA)fragment was obtained for 13 samples, revealing three haplogroups, T3 (58.3%), T4 (33.3%) and T2 (8.3%) for 12 Bos taurus while one sample belonged to Bos primigenius. Although this same distribution pattern of Bos taurus is already observed from those earlier archaeological sites in Central China(and even modern China), it is evident that Yinxu cattle have already included all possible kinds of cattle Bos taurus available back then in China, which matches the expectation of Yinxu as the capital and as the largest urban center.No significant difference of mtDNA haplogroups was observed for cattle remains from the sacrificial pits and from the refuse pits, as well as other Chinese archaeological sites outside Yinxu, indicating that no maternal lineage was selected for sacrificial cattle. However, the observation cannot exclude the possibility that selection was intentionally focused on those physical or behaviour traits which are essentially controlled by nuclear DNA(not mtDNA used in the study). It is also interesting to notice a lower successful rate of DNA recovery for cattle remains from refuse pits in this study, which may indicate some cooking processes involved with high temperatures may have adverse impacts on the cattle bones and more damaging effects on DNA preservation in the cattle remains.