早期人類赭石：60,000年前的大羚羊蛋白質究竟顯示了什麼

發生了什麼

對南非一處可追溯至約60,000年前的富含赭石沉積層進行的生物化學檢測，發現了倖存的動物蛋白質，鑑定為大羚羊I型膠原蛋白。發表於《英國皇家學會報告B：生物科學》（Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences）並由《考古學雜誌》（Archaeology Magazine）報導的這項發現，凸顯了中石器時代考古背景中罕見的有機物保存實例。研究人員直接從沉積基質中分離出肽序列，建立了礦物顏料殘留物與大型羚羊組織之間的關聯。 從南部非洲沉積物中提取出可鑑定的古代蛋白質，代表了非洲古蛋白質組學的重要技術里程碑。在溫暖且波動的半乾旱氣候下，古代遺傳物質降解迅速，往往在有機物記錄中留下長期的空白。礦物結合微環境內部的蛋白質留存表明，特定的地球化學條件可以在數萬年間保護脆弱的生物分子免受微生物降解。 赭石沉積物中大羚羊組織的存在引發了多種行為學層面的詮釋。長期以來，考古學家一直在爭論中石器時代的人群是將礦物粉末與動物脂肪或血液結合以配製複合黏合劑和顏料，還是此類材料只是在獸皮加工過程中隨機混合。新的肽數據證實，赭石層中確實存在大羚羊組織，為深入探討早期材料技術打開了大門。

我們所知

實物證據由直接從一個60,000年前的含赭石沉積層中提取的I型膠原蛋白肽組成。實驗室質譜分析將提取的肽指紋特異性地與大羚羊進行了匹配，這是一種在該地區覓食傳統中具有深厚象徵與經濟重要性的大型非洲羚羊。基質的礦物成分表現為分佈在整個考古層位上的濃縮紅赭石粉末。 I型膠原蛋白是動物結締組織（包括皮膚、骨骼、肌腱和獸皮）中發現的主要結構蛋白。其三螺旋結構賦予了它相當大的機械強度，並且在有利條件下，比許多其他生物分子具有更高的化學穩定性。當膠原蛋白片段與赭石中常見的氧化鐵和粘土礦物等細粒礦物表面緊密結合時，礦物基質可以保護肽鍵免受水解。 該沉積背景顯示出複雜的橫向表面結構，赭石與沉積物顆粒融為一體。地層分析將該沉積層明確置於南部非洲的中石器時代，這是與現代人類認知和行為創新相關的關鍵時期。在這一時期，早期人類經常在該地區的眾多岩蔭遺址中運輸、研磨和改性赭石礦物。 顯微鏡檢查顯示，顏料顆粒與有機物共享相同的沉積層位。這種關聯是直接且實質性的，而非來自無關地質層的偶然並置。這種確認的關聯將該發現牢固確立在岩蔭的文化層之內。

我們所不知

生物化學數據並未揭示將大羚羊膠原蛋白與赭石結合在一起的確切人類活動。目前尚不清楚該蛋白質是來自鮮血、熬製的骨髓、融化的脂肪、結締組織，還是刮下的動物皮膚。由於膠原蛋白普遍存在於哺乳動物的各個解剖部位，單憑肽鑑定無法精確指出遺址所使用的特定解剖產物。 目前同樣未知的是，該赭石層代表的是一種刻意調配的人工複合混合物，還是作坊地面累積的殘留物。刻意調配的化合物將涉及人類工匠故意將粉碎的顏料與蛋白質液體黏合劑混合，以製造塗料、膠泥或象徵性的身體塗層。或者，如果獵人透過塗抹磨碎的紅赭石反覆製備或軟化大羚羊皮，使脫落的真皮膠原蛋白嵌入廢棄的礦物粉塵中，也可能形成相同的化學特徵。 在已發表的報告中，該殘留物在更廣泛的聚落區域內的空間分佈範圍仍未繪製成圖。研究人員尚未確定膠原蛋白與赭石的混合物是局限於單個活動區域（如黏合劑製備灶），還是廣泛分散在岩蔭的生活地面上。如果沒有來自相鄰發掘方格的對比空間採樣，這種行為實踐的規模便無法完全量化。 最後，整個遺址的保存機制本身尚未被完全理解。目前尚不清楚為什麼膠原蛋白能保存在這個特定的沉積微環境中，而有機遺存通常在相鄰地層中分解消亡。土壤酸度、水分滲透和局部礦物化學等環境變量需要進一步的縱向檢測。

有何說法

針對赭石層內存在大羚羊膠原蛋白這一現象，學界提出了兩種相互競爭的解釋，根據現有證據，兩者均被評估為可能。第一種解釋認為，中石器時代的人類故意將源自大羚羊的動物產物與赭石粉末混合，以製造複合混合物，例如專用黏合劑、人體彩繪塗料或黏合劑。持此觀點的人士指出了沉積物表面的複雜橫向結構，認為這反映了對液體或糊狀配方的刻意製備、混合和塗抹。 第二種解釋認為，蛋白質痕跡是在該岩蔭地點用紅赭石加工或處理大羚羊皮的結果。在這種設想中，粉末狀赭石在鞣製或刮削過程中作為磨料、防腐劑或著色劑塗抹在獸皮上。處理過程中的摩擦會自然地將微觀膠原蛋白纖維直接脫落到鬆散的赭石殘留物中，從而產生所觀察到的地球化學特徵，而無需刻意製造液體塗料。 一些外界評論認為，該發現證明了早期人類複雜的儀式配方和先進的藝術創作。儘管這些詮釋借鑒了區域民族誌記載（其中大羚羊具有深厚的宇宙觀分量），但研究人員強調，文化信仰無法直接從孤立的生物化學殘留物中解讀。物質痕跡顯示了赭石與大羚羊組織之間的物理接觸，而象徵性動機仍是未經證實的假說。

已查證的內容

經證實的發現嚴格限於生物化學和地質學層面。質譜分析明確證實了指定赭石層位內屬於大羚羊的I型膠原蛋白序列特徵。清晰的診斷性肽標記支持了這一分類學歸屬，將該物種與其他同域分佈的非洲食草動物區分開來。 沉積層約60,000年前的年代測定已透過應用於岩蔭地層學的標準中石器時代地球年代學技術得到證實。該層位的地層完整性未顯示出沉積後擾動或現代動物打洞的跡象，證實了膠原蛋白與古代赭石沉積屬於同一時代。 沉積分析亦證實了礦物顆粒與肽殘留物之間的物理結合。赭石並非僅僅位於有機痕跡的上方或下方；相反，生物物質直接嵌入在精細的橫向基質中。這證明這兩種成分是在同一個沉積窗口期進入考古記錄的。 在這些生物化學和物理參數之外，行為學層面的詮釋仍未獲證實。該驗證確認了大羚羊蛋白質在赭石層中的實質存在，而這種關聯的目的、混合方法以及社會意義仍是持續調查的課題。

相互競爭的解釋

• 有可能: 人類故意將源自大羚羊的動物產物與赭石粉末混合，以製成複合混合物或黏合劑，沉積物橫向表面的複雜結構支持了這一點。
• 有可能: 蛋白質痕跡是在該岩蔭地點用紅赭石加工或處理大羚羊皮的結果。

什麼會改變我們的評估

在複合黏合劑假說與獸皮加工假說之間做出明確轉變，將需要具體的微觀背景和化學發現。如果微觀分析在赭石基質中發現了專門工具的切割痕跡、刮削微磨損或特徵性的真皮紋理印痕，獸皮加工的解釋將獲得決定性支持。反之，如果在容器外殼中發現密封的赭石混合物，或者在石製武器柄部發現與植物樹脂一同保存的赭石混合物，將有力證實刻意調配黏合劑或塗料配方的模型。 先進的脂質生物標誌物分析也可能改變當前的評估。由於膠原蛋白本身無法揭示引入的是整體組織、脂肪還是血液，分離出保存下來的脂肪酸、膽固醇衍生物或血紅蛋白等血液特異性蛋白質將能明確生物來源材料。鑑定出血液蛋白質將指向黏合配方或武器裝柄膠泥，而發現皮膚表面脂質則將指示獸皮製備。 在南部非洲多個中石器時代遺址進行更廣泛的系統性採樣，將能確立這種關聯是個別事件，還是廣泛區域傳統的一部分。在多個同時代遺址中發現相同的大羚羊—赭石複合物，將表明這是一種標準化的文化技術，而非偶然的局部現象。 發掘地面高分辨率空間製圖的改進也可能改變這一評估。如果3D製圖顯示富含蛋白質的赭石僅限於與工具製造相關的火塘遺跡，那麼製造黏合劑的功能將成為最可能的解釋。如果殘留物瀰散分佈在廢棄區域，則獸皮加工將更具優勢。