利用同步輻射X射線CT解開舊石器時代末期的狩獵對象：對「福井洞穴」出土燒骨碎片的非破壞性分析

由NSG集團新潟醫療福祉大學的澤田純明教授等人組成的共同研究小組，成功利用大型同步輻射設施SPring-8的高解析度X射線電腦斷層掃描（CT），對長崎縣佐世保市特別史蹟「福井洞穴」出土、距今約1萬6千年前的微小燒骨碎片進行了非破壞性分析。骨組織學分析的結果顯示，這些骨頭碎片極有可能來自鹿和野豬等中型偶蹄類動物。

這項成果不僅展示了舊石器時代末期人類利用動物資源的實際情況，對於闡明納瑪象等大型哺乳動物的滅絕過程也具有極大的重要性。

■ 概要

微小燒骨碎片的非破壞性分析
利用大型同步輻射設施SPring-8的高解析度X射線CT（以下簡稱同步輻射X射線CT），針對長崎縣福井洞穴舊石器時代末期（約1萬6千年前）地層出土的1公分以下燒骨碎片，成功以非破壞的方式將其內部骨組織可視化。

顯示可能來自中型偶蹄類動物
透過對骨骼微觀結構（骨單位與哈氏管）進行組織學分析，發現出土的骨骼碎片極有可能來自鹿或野豬等中型偶蹄類動物。另一方面，排除了其為納瑪象等大型哺乳動物或人類骨骼的可能性。

分析破碎骨骼的新方法
即使是DNA與蛋白質已經變性的燒骨，這項技術也能從中提取有關動物物種的資訊。在日本列島骨骼保存狀況普遍不佳的舊石器時代研究中，這是一種能對闡明人類與動物關係以及大型哺乳動物滅絕過程做出貢獻的全新分析方法。

分析的燒骨碎片（比例尺5mm）／燒骨碎片CT影像（比例尺200μm，箭頭指向骨單位）

■ 研究背景

雖然日本列島有超過1萬4千個舊石器時代的遺址，但由於火山灰帶來的酸性土壤以及溫暖潮濕的氣候影響，骨骼的保存狀況非常差，動物骨骸出土的案例極為有限。因此，舊石器時代人類究竟狩獵何種動物，至今尚未被充分了解。

位於長崎縣佐世保市的「福井洞穴」，是一處橫跨舊石器時代至繩文時代草創期的重要岩蔭遺址。在該遺址舊石器時代末期（約1萬6千年前）的地層中出土了燒過的骨頭碎片。然而，這些全都是小於1公分的細小碎片，肉眼根本無法進行物種鑑定。此外，由於曾經遭受高溫焚燒，使用DNA或蛋白質進行分析也相當困難。

■ 研究方法

在本研究中，為了在不損壞珍貴骨骼資料的前提下觀察其內部結構，團隊在BL20B2光束線利用同步輻射X射線CT進行了攝影。對於取得的骨組織影像，在考量了受熱收縮的影響後，與大象、矢部大角鹿、梅花鹿、野豬、野牛、熊、人類等各種對比標本進行了統計學上的比較，藉此探討出土骨骸碎片的組織學特徵最接近哪種動物。

■ 主要成果

1. 成功對微細骨組織進行非破壞性觀察
成功從破碎至不到1公分的燒骨中，以非破壞性方式觀察到「骨單位（Osteon）」與「哈氏管（Haversian canal）」等骨骼微觀結構。

2. 確認極可能來自中型偶蹄類動物
透過對骨單位及哈氏管截面積的統計分析，顯示出土的骨骸碎片落在鹿和野豬等中型偶蹄類動物的數據範圍內。

3. 排除已滅絕大型哺乳動物與人類的可能性
排除了這些骨骸來自舊石器時代已滅絕的納瑪象、矢部大角鹿等大型哺乳動物，以及來自人類的可能性。

4. 釐清舊石器時代末期的狩獵對象
相較於傳統「狩獵大型野獸」的印象，本研究顯示，至少在舊石器時代末期的福井洞穴，鹿和野豬等中型偶蹄類動物極可能是當時人類的狩獵對象。

■ 未來展望

本研究表明，即便對於過去難以進行物種鑑定的破碎燒骨，利用同步輻射X射線CT的成像技術，也能提取出足以識別動物物種的關鍵資訊。這種非破壞性的分析方法從文化資產保護的角度來看也非常有用。在不適合骨骼保存的日本列島，為釐清舊石器時代人類對動物的利用情況以及大型哺乳動物的滅絕過程，預期本研究的手法將成為一種極為有效的方法。

■ 用語解說

福井洞穴：位於長崎縣佐世保市的岩蔭遺址。因其展示舊石器時代向繩文時代過渡的重要性，於2024年被指定為日本國家特別史蹟。

大型同步輻射設施SPring-8：位於兵庫縣播磨科學公園都市，由理化學研究所擁有，能夠產生世界最高性能同步輻射的大型設施。使用者支援等業務由高輝度光科學研究中心（JASRI）執行。SPring-8之名源自Super Photon ring-8 GeV。在SPring-8中，利用同步輻射不僅進行奈米科技與生物技術研究，也開展了各式各樣的其他研究。