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歯の残骸の分析は考古学者にとって貴重なツールです。歯は硬く、高度にミネラル化され、化学的に安定しているため、保存状態がよく、最も一般的に見つかる動物の残骸の 1 つです。[1]これらの残骸の分析により、豊富な情報も得られます。下顎骨や歯の残骸が見つかった個体の性別[2]や年齢[3]を判定できるだけでなく、同位体分析により、食事、病理[4]、さらには地理的起源までも明らかにすることができます。[5]
その結果、歯の分析は最近亡くなった人にも、かなり昔の死者にも適用されます。これは死者の身元確認という点で法医学人類学の重要な部分であり、 [6]考古学的遺物に適用して埋葬地から個人について学んだり、より多くのデータが利用可能であれば集団の食生活のより大きな変化を追跡したりすることができます。[4]
年齢判定
歯列年齢を推定する方法は、乳児、小児、青少年に適用される歯の発育と成長に基づく方法と、形成後の歯列の変化に基づいて成人の年齢を推定する方法の2つのグループに分けられます。[7]
乳児期や小児期の歯の残骸から個人の年齢を推定する方が、成人期より容易である。なぜなら、若者の歯の萌出と発達は、年齢を示す良好で比較的信頼性の高い指標となるからである。 [8]歯の萌出にはパターンがあり、乳歯は出生後から乳児期の終わりの2歳までに萌出し、永久歯は5歳から14歳の間に萌出するため、[7]下顎でどの歯が萌出して発達しているか、または孤立した歯の残骸で乳歯か永久歯かを観察することで、個人の年齢を明らかにすることができる。歯の萌出の評価は、レントゲン写真、MRI、CTスキャンで歯の残骸の画像を見ることで行うことができる。[9]
歯列が完全に発達した成人では、歯周病、セメント質の付着、歯根の透過性、[3] 歯根吸収、二次象牙質沈着、咬合面の摩耗など、さまざまな特徴を調べることで年齢を推定する多くの技術が開発されている。 [10]歯根の透過性法は1990年代に開発され、光の下で歯を観察して2回測定値を取得し、その値を数式に代入して年齢を推定する。[3]もう1つの一般的な方法は、セメント質 の交互に現れる明るい帯と暗い帯の数を数えることである。[3]形成後の変化に基づくこのような方法は、顕微鏡観察に大きく依存している。[9]歯の全体的な摩耗を評価するために、たとえば1963年のブロスウェルチャートを使用するなど、より総合的なアプローチをとることもできる。 [11]このように歯の摩耗を評価することは、骨の摩耗の兆候よりも信頼性の高い年齢の指標であるため一般的である。[12]
性別判定
個体の性別を推定する最も簡単な方法は、雄と雌の歯の大きさの一般的な違いに基づくものである。測定される寸法は近遠心方向と頬舌方向の寸法であり、最も大きな性的二形を示す下顎犬歯に一般的に適用されるが、小臼歯、一部の臼歯、上顎切歯も雄と雌で大きさが異なる。[13]その他の形態的差異も性別推定の裏付けとして使用できる。例えば、下顎第一臼歯のたわみ皺や犬歯の遠心側副隆起などの個別の形質の頻度を比較するなどである。[14]歯の変異が連続的であるという事実とは別に、これらの形態的識別方法の潜在的な問題は、化石化過程によって歯の形態が変化した場合、間違いの可能性が高くなることである。[15]
性別判定のより高度な方法としては、 DNA分析がある。この方法では、歯髄から抽出したDNAをポリメラーゼ連鎖反応で増幅し、分析することができる。しかし、これは破壊的なプロセスであり、低温粉砕や歯髄抽出のための根管開放によってサンプルが破壊される傾向がある。 [16] タンパク質エナメル質分析は、男性と女性の個体におけるアメロゲニンの異なる特徴が性別推定の基礎となる別の分子技術である。[17]
食事と病気
歯科器官は摂取した食物と直接接触するため、歯は個人が生前に摂取していた食事に関する直接的かつ最良の証拠の一部となります。[18]虫歯、形成不全、条線などの歯や顎の特徴を分析することで、摂取した食物の種類を明らかにすることができます。[19]
まず虫歯は、通常、糖分や炭水化物の多い食事が原因であることから、歯の残骸に虫歯が多いことは、食事にそのような食べ物が含まれていたことを示唆している。例えば、 15,000～13,700年前のモロッコの狩猟採集民の骨格を分析したところ、でんぷん質の多い食事が、その集団に見られる高い虫歯率の原因であった可能性があることが明らかになった。[20]虫歯の有病率から炭水化物や糖分の多い食事を推測する場合、個人の免疫システムなど、歯科疾患の重症度を高める可能性のある他の要因を考慮する必要がある。免疫システムが他の感染症によってすでに損なわれている場合は、虫歯や歯科疾患の兆候がより多く見られるため、そのような特徴は単に砂糖の摂取量が多いことに起因するものではない。[21]
エナメル質形成不全はエナメル質の障害の結果であり、エナメル質が薄くなったり欠損したり、線、溝、くぼみができたりすることがあります。[22]エナメル質形成不全のほとんどは、栄養不良や病気など、外的な悪影響や環境条件によって生じ、その結果、個人のライフスタイルを知ることができます。[23] 貧しい食生活や病気から生じる代謝障害は、特にエナメル質に大きな影響を与えます。また、麻疹、ジフテリア、ビタミンA、D、Cの欠乏など、他のさまざまな非特異的な病気もこの症状を引き起こす可能性があります。[24]エナメル質形成不全の特定は、歯の薄片を顕微鏡で分析するのが最適です。[25]歯の形成不全の位置から、形成不全からセメント質エナメル質境界までの距離を測定することで、歯のエナメル質の破壊を引き起こした幼少期のストレスがいつ発生したかを知ることもできます。 [23] エナメル質は一度形成されると再構築されないためです。[22]
サンプル数が多い場合、何世代にもわたる歯列の変化を追跡することで、食生活やライフスタイルがどのように変化してきたかが明らかになる可能性があり、この調査方法は多くのケースで成功しています。エナメル質形成不全を調べた例としては、スターリングとストックが、異なる時代のナイル渓谷の 5 つの集団の形成不全を調べた研究があります。紀元前 13,0000 年から 15,000 年の集団は、紀元前 5000 年から 4000 年の原始農耕民集団よりも形成不全が少なく、初期農業が始まった時代はストレスレベルが高かったことを示しています。[26]同様に、ローマのキバラエの集団の歯の遺骨を分析したところ、女性の方が男性よりもエナメル質形成不全の頻度が有意に高いことがわかりました。これは、この地域の女性は食生活や病気の面で劣っていたことを示していると解釈されています。[27]
歯形成不全症の中には遺伝性疾患に関連するものもあります。[23]ストレスが唯一の原因ではありません。また、歯形成不全症が発生した場合、その重症度はストレスの重症度と直接相関するわけではありません。歯の形態、エナメル質の構造、発育の時期や速度などの特徴もすべて要因となります。 [28]そのため、個人が経験したストレスを推測するには、複数の歯の種類を使用する必要があります。
歯の摩耗は、過去の食事を推測するために分析できる歯の残骸のもう一つの重要な特徴です。上下の歯が自然に接触することで生じる摩耗は摩耗と呼ばれ、食べ物などの外部の物体が歯に接触することで生じる摩耗は擦過傷と呼ばれます。[29]摩耗はさらに、肉眼で観察できるもの（マクロ摩耗）と顕微鏡で観察できるもの（マイクロ摩耗）に分けられます。[30]このマイクロ摩耗は、エナメル質の表面に見られる窪みや傷を構成し、食事の違いによってマイクロ摩耗のパターンが異なります。[31]
最も顕著なマクロ摩耗は、歯冠の摩耗が徐々に進行するのとは対照的に、不規則な表面に見られる歯の欠けである。[32]欠けは通常、エナメル質が顎から加えられる力に耐えられない場合に発生し、その結果、歯に亀裂が生じることがある。特に歯の間に異物がある場合である。したがって、原因には、砂や骨などの食物の混入物、または今日では爪を噛んだりペンを噛んだりするなどのより一般的な行為が含まれる。怪我や力も、このような歯の外傷を引き起こす可能性がある。[33]食生活を推測することに関連して、欠けは食事の混入物を示唆する可能性があり、完成した穀物に緩んだ砥石の破片が混入している可能性がある。また、研究では、狩猟採集民は臼歯の欠けが多く、農業コミュニティは切歯の欠けの頻度が最も高いことがわかっている。[34]
マイクロウェアについて言えば、ピットはエナメル質の構造にできる微細な亀裂で、硬い粒子が歯の表面に押し込まれ、エナメル質の小さな破片が剥がれることによって生じます。硬い食べ物は噛むときに食べ物をすりつぶすのにより多くの力が必要になり、その結果、より多くのピットが生じます。一方、柔らかい食べ物を摂取すると、エナメル質に多くの傷が付きます。[31]硬いが柔らかい食べ物も、咀嚼中に反対側の表面が互いに滑り合うため、傷が付きます。[35]マイクロウェアを分析する際、最も一般的な手法は電子顕微鏡を使用することでしたが、今日では白色光共焦点顕微鏡を使用して歯の表面のエナメル質を観察することができます。[31]
シリアのアブ・フレイラ遺跡では、中石器時代と新石器時代の歯の走査型電子顕微鏡写真が撮影され、微細摩耗のパターンが分析された。その結果、新石器時代に食べられていた食物はより硬く粗いことが明らかになった。これは、中石器時代に食べられていた小粒の種子から新石器時代に支配的だった大粒の穀物への切り替え、および根菜や野生の穀物から栽培された穀物への切り替えを反映している。[36]アブ・フレイラでは新石器時代の2a層と2b層の間にも変化が見られ、後の層の歯の摩耗は少なく、これはおそらく食事の調理方法の変化、またはより栽培された肉の消費への移行によるものと考えられる。[37]
安定同位体分析は、食事を推測するために骨に適用される通常の同位体分析技術が歯にも適用できるため、食事に関する歯科分析の最後のカテゴリーとして考えられます。炭素、窒素、酸素、ストロンチウムが最も一般的に研究されています。[38]一般的な技術は、ハイドロキシアパタイト内に含まれる炭素同位体 13 Cと12 Cの比率に基づいて、C3ベースの食事とC4ベースの食事を区別することです。[39]ほとんどの温帯植物のように光合成にC3経路を使用する植物の摂取は、多くの熱帯およびサバンナの草を含むC4経路を使用する植物よりも組織に取り込まれる13 Cが少なくなります。[40]これらの安定同位体の使用は、中国山東省の新石器時代の遺跡でキビと米の重要性が高まっていることを示しました。[41]窒素同位体も食物連鎖の上位に行くほど15Nと14Nの比率が増加するため、農業や海洋ベースの食事を示唆できるため、一般的に研究されています。 [42]
ハイドロキシアパタイト中のストロンチウムと酸素の同位体比は、古代人の地理的起源や移動を研究するためにも使われてきました。ストロンチウム同位体比は岩石や土壌の種類によって異なるため、結果として地質の異なる地域に生息する植物や動物の同位体比にも違いが生じます。[41]
歯石を分析に利用できる可能性はますます認識されつつあり、安定同位体分析とDNA分析の両方に使用できます。その主な利点の1つは、歯石が二次的な材料であり、骨格の本来の構成要素ではないことです。そのため、歯石分析はサンプルを破壊したり損傷したりするので、歯石を分析に利用することに抵抗を感じる人は少ないかもしれません。[43]さらに、歯石にはマクロ化石とミクロ化石の両方が閉じ込められています。穀物の破片、繊維、さらには植物珪酸塩も歯石に含まれており、過去の食生活を再現するのに役立つツールとなっています。[44]
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