胡耀武 /文

吃，是每个人的生存需要。无论到哪个地方去，大家都喜欢去寻找各地的美食。如果将吃放到学术角度考虑，可以考察从猿至人的过程中，食物的转变对整个人类的演化起到的重要作用。大家都知道，猿主要吃一些植物，偶尔吃一些蚂蚁等，但绝大部分为树栖，吃植物果子。然而，现在的人类却什么都吃，也存在不同的口味选择。其实，在整个人类的演化过程中，人类对食物的选择，都与人类本身的演化密切相关。例如，人类的最初祖先 南方古猿，与猿分道扬键之时，食物就已发生了非常大的改变。猿依然在树上吃果，南方古猿却已下地，去寻找一些来自稀疏草原的食物作为重要的食物来源。这种改变对人猿分野起到了决定性的影响。

对于中国人而言，吃显得尤为重要。舌尖上的中国，看到的是各地的美食，但我想，大家更关注的是其中的隐藏信息，美食中蕴含了家乡的记忆以及强烈的文化气息。我现在借用“舌尖上的中国”这个名词，绝对不是所谓的“蹭热度”，而是想借此让大家认识到，我们是研究吃的，但是我们更想知道在吃背后所反映出的人类文化和社会现象，这才是我们真正希望了解的。了解人类和动物的食物结构，对于探讨人类生活方式的演变、营养健康和生存压力、人类的迁徙活动、人和环境的相互关系、农业的起源传播、家畜的起源驯化等，皆具有非常重要的理论和现实意义。

那么，目前在科技考古研究中，有哪些方法可以获得人类食物结构的信息呢？

植物考古和动物考古可以让我们了解先民对动植物资源的利用。对各种人类使用过的器皿（如陶器、青铜器等）中食物残渣进行分析，也可知道人们所利用的各种食材。最后，就是大家所看到的，通过对人骨化学成分的分析了解人类的食物来源。那么，人骨和食物之间存在怎样的相互联系？在讲述具体分析原理之前，需要事先普及一些基础知识。

众所周知，成年人共有206块骨。按照部位分，骨骼可分为颅骨、肢骨等。按照形态来分，骨则可以分为长骨、扁骨、不规则骨以及含气骨。其中，长骨最为坚硬，在埋藏过程中保存得最好。下面以长骨为例，介绍骨的组织结构。

骨，包括骨松质和骨密质。骨密质中充满了同心圆的结构，这就是骨单位，为骨的基本结构。由于骨结构和骨骼部位的不同，存在着不同的化学和生物特性。如我们的软骨、肋骨和肢骨，存在不同的更新速率；松质骨和密质骨，更新速率也有所不同；在人类的不同年龄阶段（青少年、少年、青年、中年、老年），因新陈代谢速率不同，更新速率也有所差异。所以，我们人体内部存在着各种不同更新速率的骨，并且我们身体的骨随时随地在更新。长骨，大约十年或者十年以上，其化学成分才能被完全更新和替代。所以，分析的长骨基本上代表了该个体死前十年以上的一个平均水平。肋骨属于扁平骨，代 表着个体死前35年这段时间。所以，不同类型的骨代表了个体不同的死亡年龄阶段。这个原理在我们以后的研究中将得到普遍应用。

牙齿，大家都知道，有很多不同的牙齿，有恒齿和乳齿之分。在组织结构上，牙可分为三层：最外层为牙釉质，中间部分为牙本质，下层部分为牙骨质。牙齿的生长发育明显有别于骨。牙釉质自下至上具有类似于年轮生长的结构，叫作芮氏生长线，代表了釉质不同的生长发育阶段。需要指出的是，牙齿一旦形成，就再也不会发生更新。这一点与骨完全不同。牙本质也具有自下至上逐年生长的年轮特征。故此，当我们对牙本质进行切片时，就可以获取代表不同年龄阶段生长的牙本质。

五六个月时，牙齿开始在牙床中长出。但是，牙齿的萌发和长出，是两个不同的概念。其实，胎儿时期，也就是受精卵57个月，幼齿就已经在牙床里发育。如此，通过对幼齿化学成分的分析，可进一步了解幼儿母亲的相关信息。这是因为此时胎儿的营养完全来自其母亲。出生后的婴儿，其第一恒齿的牙釉质，也已在牙床中孕育。不同类型的牙，其生长发育时间有所不同，代表了人体生长的不同时间段。

尤论是骨和牙，它们都属人体的硬组织，其化学成分存在相似之处。对于骨和牙本质来说，含有30%的有机质，其中90%是胶原蛋白，剩余70%是无机物，以胫磷灰石为主。胫磷灰石晶体结构中的磷酸根和轻基，可被碳酸根所取代。所以，骨和牙齿中的胫磷灰石均含有碳，这对我们的研究特别有意义。如果骨无矿物质（无机质），它就非常柔软；如果去掉胶原，骨就显得非常脆。两者相辅相成，才使得骨既坚硬又有韧性。

以上，给大家介绍了骨的结构以及主要化学成分。下面再给大家介绍一些稳定同位素的基本知识。

在元素周期表中，根据质子数的不同，分为不同的元素。所有元素的原 子核都是由质子和中子组成的。在质子数相同（同一种元素）的情形下，原子核的中子数有所不同，这被称为同位素。举个最简单例子。我们大家常听说过的伬佩侃，就是氢的各种同位素，分别由一个质子、一个质子加一个中子、一个质子两个中子组成。

按照同位素是否衰变，可将其分为放射性同位索和稳定同位素。这里给大家看到的是碳的三种同位素。12C和13C在自然界是稳定的，称为稳定同位素；14C不稳定，为放射性同位索。对含碳的物质测定14C, 就可进行定年。12C和13C属稳定同位素，是我们最主要的研究对象。此时，再来看元素周期表，就不是一个简单的元素周期表。你会看到，每一种元素都有不同数量的稳定同位素。从现在开始，我们大家看到的元素，不应将其视为一个元素，应视为具有不同稳定同位素的一个元素集合。

众所周知，任何生命体都由碳、氢、氧、氮、硫等元素组成。相应地，以上元素所包含的多个稳定同位素，如12C和13C，1H、2H和3H，16O、17O和18O，14N和15N，32S和34S等，也同时存在于生命体的各个组织中。

那么，为什么要研究稳定同位素呢？

由于中子数不同，稳定同位素之间在质量数上存在微小的差异，这会导致它们在物理、化学或者生物反应中产生细微的、不同的，但可测的效应，这

种效应被称为同位素分熘。例如，在一个天平上，质最数为2的氢，肯定比质量数为1的氢要重。以爬坡为例。反应前的底物，含有两个12C和两个13C。反应过程中，因13C质量较重，所以反应速度就偏慢。这样，在反应过程中爬能量坡时，12C已经过去了，13C还落在后头。如此，就造成产物存在三个12C而仅有一个13C。从底物到产物反应过程中，碳稳定同位索组成发生了改变。这种改变，缘于同位素分熘效应。

通常，研究者采用重同位素与轻同位素之比，来表示稳定同位素比值，如13C与12C之比(13C/12C) 。然而，因重同位素 丰度远远低于轻同位素 ，造成两者的比值非常之小。若直接用稳定同位素比值进行不同物质的直接比较，往往很难看出彼此间的差异。为此，在地球化学界人为进行了相应的数据变换，即以样品的同位素比值减去一个标准样品的同位素比值，然后除以标准样品的同位素比值，再乘以1 000，最后得到样品稳定同位素的8值。这样，即可较好地表示分析样品的稳定同位素比值。如C稳定同位素比值，可表示为δ13C。其他稳定同位素依此类推。

不同类别的食物，在稳定同位素比值上存在一定的差异，我觉得可以用 一个词来表示，叫“物以类聚”。在此情形下，该词是指食物按照稳定同位索不同比值进行分类。比如，水果、葡萄、蔬菜、大米、小麦，都属于碳三 (C3) 植物，其碳稳定同位素比值明显偏负（平均值为—26.5‰)；而玉米、高粱、粟和黍，属于碳四(C4) 植物，其碳稳定同位素比值明显偏正（平均值为—12.5‰) 。肉类食物 ，如通过一些非玉米植物饲喂的动物，其肉在N同位素比值上将沿C3的食物链上升，而以玉米饲喂的动物，其肉则沿C4的食物链上升。倘若将稳定同位素用到食品研究领域，可称之为稳定同位素食品化学，以此了解食品的来源和真伪。举个例子。大家吃的蜂蜜，有槐花做出的蜜和甜莱花做出的蜜。从稳定同位索上，可轻易对两者来源做出可靠的判断。这是因为槐树属于典型的C3植物，而甜菜则属于C4植物。

我们研究古食谱，也是运用了相似的道理，只不过进一步加上了食物与人组织之间的相互联系。大家熟知的减肥秘诀，“管住嘴，迈开腿”，就蕴含了稳定同位素分析古食谱的根本原理，即我们所吃的一切食物，经过消化吸收之后都会转化为人休的组织。我们吃的动物和植物，经过消化吸收之后，成为骨骼的组成部分。骨含有骨胶原，骨胶原又存在多种稳定同位素。如此，稳定同位素就沿食物传递至骨胶原。当我们无法获知食物来源之时，就可以利用上述原理，通过测定骨胶原中的稳定同位素反推个体的主要食物来源。这就是稳定同位索分析的基本原理，可称之为“我即我食”(You are what you eat) 。

人们食物来源和生存方式的差异，导致人休组织的稳定同位素比值有所不同，从而可实现同位素视角下的“人以群分”。这指的是根据我们食物来源不同（稳定同位素比值有所差异），可区分不同生存方式的人群。陆生生态系统中食草的、杂食的、食肉的人群，吃小米或玉米的人群，以吃海鱼为主的人 群以及吃淡水鱼的人群，在 C、N 稳定同位素散点图上占据了不同的位置。如此，因“物以类聚”导致了“人以群分”，这是我们稳定同位素分析的理论基石。

需要强调的是，通过稳定同位素分析揭示出的人类摄食行为，是指一个人在一段较长时间内总体食物摄入的平均水平，而不是一餐或短时间的食物总和。这样，稳定同位素分析所代表的人类生存方式，更能代表个体的文化特征以及整个人群的生活方式，这也是该方法有别于其他分析方法（植物考古、动物考古、残留物分析）的根本所在。此外，食物经消化吸收之后，同样也会进入骨骼或牙齿中的轻磷灰石碳酸根。在此过程中，碳同位素将发生约14‰的富集。故此，通过对牙釉质轻磷灰石的稳定同位索分析，同样也可推断食物的主要来源。

目前，在国际生物考古研究领域已有多个稳定同位索被用于古食谱分析。生物个体组织的碳、氢、氧、氮、硫稳定同位素分析，已被广泛地用于揭示该个体的饮食来源；锯同位素，则主要用以探索人群的迁徙；最近，一些非传统稳定同位素，如 Fe、Cu 等，也在被尝试着应用于考古学研究之中。

我们的食物来自我们培育的农作物、饲喂的家畜和生活的环境。故此， 通过稳定同位素分析，我们就可以大致获知该个体食物中植物、动物的类型以及栖息环境，进而了解农业的发展、家畜的形成和饲喂模式以及古环境变迁等重要的“潜信息”。我要强调的是，我们不仅要知道先民（动物）吃什么，还需要知道隐藏在内的故事。

末次冰期之后，随着全球气温的升高，在世界多个地区都出现了农业的 萌芽。在美洲，至少在8000年前就已开始了玉米的利用和驯化。那么，它们在人类食物中的地位究竟如何呢？玉米属于C4类植物，具有高δ13C值。尽管玉米很早就已出现在美洲人类的食物中，但长期以来并未在人类的食物中占据主要地位；直至公元1100年左右，玉米才真正成为人们的主食。再以英国的农业为例。大家都知道，英伦三岛并没有产生农业，其农业源于近东地区向西的传播。结合年代数据，人骨胶原的δ13C值反映了10000—5200年前，人群以摄食海产品为主，但距今5200年之后，人群的食物却迅速转为陆生产品。究其原因，当为麦作农业传播至此，并被当地的狩猎采集人群迅速采纳所致。

以上是国外的研究案例，下面我将重点介绍我们的一些研究工作。主要包括以下几个方面：（1）新石器时代先民的生存方式及农业发展；（2）儿童的饲喂方式和断奶模式；（3）动物的驯化以及饲喂策略；（4）有机施肥。

根据目前的植物考古和动物考古资料，我国本土驯化的植物为北方的粟类作物（粟和黍）和南方的稻；本土驯化的动物为猪和狗。那么，如何评估农业的发展水平呢？人骨的稳定同位素分析给了我们最直接的答案。粟类作物和稻分属C4和C3植物，两者的δ13C值存在极大的差异。倘若人群100%以这两种作物为食，根据食物至骨胶原的分熘效应（约富集5%)，两类人群的δ13C值也同样存在非常大的不同。由此，根据这个基本原理，我们就可以判断农业的发展水平及其在先民生活方式中的地位。

现在给大家举些例子。首先看一下山东后李文化（约8000 年前）时期粟作农业对先民食物的贡献。与代表了先民100%以粟类作物为食的δ13C相比较，你会看到小荆山遗址先民的同位素数据明显偏负。若用简单的二元模型可以算出，C4类食物（粟、黍或者以粟、黍为食的动物）仅占先民食物资源的25%左右。这表明8000 年前，中国北方的粟作农业还处于低级水平。然而，仅过了1000年，中国北方进入仰韶文化时代，人群骨胶原的C4值就明显偏正，显示了此时粟作农业进入了大发展时代，在先民生活方式中占据了非常重要的地位。反观中国南方地区，情形却大不相同。江苏三星村遗址人骨的稳定同位素数据显示，人群虽以C3类食物为食，可能涉及稻作农业，但相对较高的δ15N值则表明其所获取的动物蛋白主要来自渔猎活动；广东地区雷州半岛鲤鱼墩遗址的先民，虽因样品保存较差，仅有两个数据，但其异常高的δ15N值表明先民主要以海产品为食。倘若将以上人群的同位索数据进一步比较分析，可以看出早在6000年前，中国不同地区的先民的生存方式已经存在非常大的差异。

在中国北方，我们做了很多类似的研究。陈相龙在一篇文章里对已经发表的人骨稳定同位素数据进行了归纳和绘制。从仰韶时代直至二里头文化（约4000年前，夏代），粟作农业在中原地区先 民的生活方式 中占据统治地位。尽管自5000—4000年前，源自近东的麦类作物不断东传并扩散至黄河流域，但粟作农业依然是中国史前文化乃至中华文明形成的物质基石。此外还可以发现，约4000年前中原地区先民的食物已经变得较为多样，这与人群和社会的复杂化进程明确相关。

中科院古脊椎所吴秀杰博士等研究了中国新石器时代和青铜时代人骨的休质特征，发现中国南北方人群体质特征的分界，基本沿秦岭－淮河一线。俗话说“一方水土养一方人”，中国不同地区饮食的差异，很可能对人群的体质特征起到了关键作用。故此，全面考察中国古代人群生存方式的改变以及粟类作物、稻等农作物在人们生长发育中的营养作用，可望为揭开人群体质特征之差异提供科学的佐证。

此外，不同的农业经济模式还可能对心理造成一定影响。一篇发表在《科学》上的文章对中国南北方从事不同农业经济（北方麦作、南方稻作）人群的心理活动进行了分析，认为从事麦作农业的人群更具独立性，而从事稻作农业的人群，相互间依赖程度较高。由此，我们猜想早在新石器时代，我国就已存在的不同农业类型和生存方式，它们对当时人群的心理和性格造成了怎样的影响，需要我们今后认真加以探索。

大约5000年前，整个欧亚大陆就已开始了食物全球化的进程，东西方之间发生了农作物和家畜的大交流。近东地区的麦类作物、黄牛以及绵羊不断向东传播。与此同时，中国的粟、黍作物也逐渐经中亚向西传播。2016年，发表在《全新世》(Holocene) 上的论文总结了中亚地区发现粟类遗存的遗址地点，勾勒了粟类作物向西传播的基本线路。然而，这一线路缺少我们新疆这一块。新疆，一直被视为东西方文化交流的重要桥梁。结合西方学者对我国从新石器时代一直到青铜时代聚落或遗址点分布的统计图可以看到，总休而言，新疆在新石器时代之前遗址点很少，但公元前1700年之后急剧增加，反映了青铜时代人群开始频繁流动和交流。

根据对新疆墓地出土食物遗存的统计，我们发现了不少以粟、黍作物为原料制作的食品，如饼子、面等，表明它们是先民食物资源的直要组成部分。然而，它们究竟在新疆先民生存方式中起到了什么样的作用，却一直不甚清楚。近年来，我们通过对新疆地区多处墓地人骨的稳定同位素分析，较好地回答了上述问题。

分析新疆天山北路墓地（最早的青铜时代墓地之一）人骨的碳氮同位素数据，发现大最人群的δ13C位于C3和C4类食物范围内，这清晰地表明这些人群摄取了一定鼠的粟类食物（包括粟、黍作物以及以粟、黍副产品为食的动物）。一个异常个体具有最高的δ13C和最低的δ15N值，其测年数据也最早（约公元前2000年），表明该个体很有可能来源于以粟作农业为主的黄河流域。再看看新疆其他区域以及不同时代（青铜和铁器）墓地（洋海、下板地、黑沟梁）人群的同位素数据，我们同样会发现人群具有摄食粟类食物的现象。

如果将我们发表的同位素数据与已有的中亚和欧洲人群的数据进行汇总，并将其按照地理位置进行分类，会发现整个黄河流域的人群，皆主要以粟 类作物为食；欧洲人群则主要以麦类作物为食；在此中间的地域，包括新疆、中亚以及部分欧洲地区，则呈现麦粟混食的情形。显然，人骨同位素数据清晰地反映了粟类作物自黄河流域不断向西辐射至中亚和欧洲的进程。我们勾绘的“同位素粟类之路”(Isotopic Millet Road) , 揭示了粟类作物的传播对中亚乃至欧洲地区人类社会的重要影响。此外，在希腊青铜和铁器时代以及欧洲的晚铁时代和罗马时代，植物考古研究皆发现了粟类作物遗存。最近发表的一些欧洲地区人骨稳定同位素文章，也揭示了当时人群中存在以粟、黍类食物为食的现象。这些研究都清楚地说明了原产我国的粟类作物对欧洲的文明化进程也发挥了一定的作用。此外，2018 年发表在《科学报告》(ScientificReports)上的论文对中亚地区丝绸之路上多个城市遗址人骨的稳定同位素进行了分析，也发现了这些先民都或多或少地摄取了粟类食物，揭示了粟类作物的摄取是游牧人群生活方式中的重要补充。

上述研究给大家展示了粟类作物西传的过程。因为近期我曾到日本进行学术交流，也关注了它的东渐之路。在《科学报告》上发表的一篇植物考古文东，通过韩国遗址中出土陶器残留物的稳定同位素分析，发现了先民对粟、黍利用和摄食的直接证据，展示了粟类作物向东传入朝鲜半岛和H本的大致路线。H前，H本东京大学综合研究博物馆的米田稍教授课题组正在开展H本人骨稳定同位素的分析，尝试揭示粟类作物在日本的扩散过程和动因。

上述研究的对象主要为成年人。近年来，生物考古的研究逐渐转向了之前被忽视的儿童，了解儿童的断奶以及饲喂方式。有一篇发表在《美国体质人类学学报》(American Journal of Physical Anthropology) 刊物的综述文章，较为系统地阐述了利用稳定同位素揭示儿童断奶年龄和饲喂方式的原理。如果将一个不同年龄阶段人群骨胶原的 N 同位素数据综合起来并绘制成图，就会发现δ15N值随年龄增长出现了一个明显的变化，即由低至高，然后再下降，之后渐趋平稳。为何出现这种情况呢？

在婴儿期间，由于主要是母乳（主体为蛋白质）喂养，相对而言，婴儿较母 亲就上升了一个营养级。由此 ，自出生至完全母乳喂养期间，δ15N值逐渐上升。之后，随着辅食（如蔬菜等）的不断加入，δ15N值就开始逐渐降低，直至儿童的食物中不再含有任何母乳（完全断奶），儿童的食物与成年人基本一样。此时，儿童的δ15N值逐渐与成年人相近。这样，我们找到这个变化的拐点，也就可以对儿堂的断奶年龄做出合理的推断。需要指出的是，这是对遗址中所有不同年龄阶段人群的δ15N值进行分析，粗略代表了一个群体对儿窜断奶的管理模式。

近五年来，揭示个体的断奶年龄有了新的发展。这方面的原理要运用到我们之前介绍过的牙齿结构。如前所述，牙齿中的牙本质部分，像年轮一样具有年龄的区分。当我们对牙本质进行切片时，即可覆盖牙本质生长发育期间的年龄区间，其中就包括了母乳喂养期和断奶期。分析牙本质切片中δ15N值的变化，即可揭示该个体断奶的大致时间以及儿蛮期的喂养模式。

尽管在此领域国外的研究已有不少相关报道，但我国尚没有任何研究。在此，我介绍一下我们的近期工作。

首先，给大家介绍的是安徽淌州西周时期的一个遗址。这个遗址的一个独特之处，在于发现了大扯的儿童遗骸。通过该遗址中人和动物骨胶原的同位素散点图，可以看出人群的食物来源还是相差较大。以人群的年龄作为横坐标，C同位素值和N同位素值为纵坐标，由图可以看出，人群至迟在4岁左右就已完成断奶。此外，我们还通过同一个体的肋骨（反映个体死亡前3—5年）和肢骨（反映个体死亡10年前）的同位素数据比较，发现有5个个体相差较大，表明他们很可能为移民。该篇论文发表于2018年的《美国体质人类学学报》上。

再给大家介绍一下我们做牙齿切片的工作。我们对四川高山遗址（距今约 4500年）出土人遗骸的牙齿进行了切片，同时也选择了个体的肋骨和肢骨，一起进行了稳定同位素（C、N) 分析。人骨的同位素数据都显示先民主要以C3类为食，食物主要包括淡水类资源（淡水鱼）和C3类植物（稻）。然而，牙本质的同位索数据却告诉了我们一个不一样的故事。

相比肋骨和肢骨而言，牙本质的C同位素数据明显偏正，反映了这些个体在幼儿时期摄取了一定址的粟类食物，可能源于小米粥。此外，从牙本质切片（代表不同年龄）的同位素数据之变化可以看出，先民的断奶时间至迟在3—4 岁。尤其有趣的是，幼儿时期摄取一定粟类食物的先民 主要为女性，而男性则相对较少。那么这些女性是否受到北方黄河流域粟作农业的影响抑或来自北方的黄河流域，尚需今后进一步加以研究。

牙本质切片序列的稳定同位素分析，使得我们全方面揭示个体的生活史变得可能。在此给大家介绍一个我们最新的研究成果。我们对安徽萧县隋唐时期欧盘窑一个墓葬中出土的人骨和牙齿，进行了稳定同位素C、N、O)分析、AMS -14C 测年、骨骼病理分析，并结合考古学和人类学资料 ，认为该个体很可能为陶工，其不断变化的同位素数据反映了该个体一生中与其低社会 等级相关的动荡生活。该篇论文即将发表在《科学报告》上。

下面，我们再讲一下如何通过稳定同位素分析了解动物的驯化机制。在动物考古研究中，如何鉴别家养和野生动物，主要通过动物骨骼的形态观察和测晕。然而，在驯化早期，两者形态的差异较小，往往难以进行准确判断。那么，我们就想，能否从食物获取的角度比较两种动物的差异，从而为鉴别提供依据呢？

我们最先开始的研究，始于鉴别家猪和野猪。原则上，两者食物来源上最大的差异，在于家猪极度依赖人的厨房垃圾。那么，这种差异能否反映在同位素数据上呢？2007年，我们与吉林大学合作，对遗址中形态上已可区分的家猪与野猪进行了同位索分析，确实发现家猪的δ15N值要高于野猪，反映了家猪对人类剩余食物的摄取。我们对仰韶时期遗址出土动物进行了稳定同位素分析，发现家养动物（猪和狗）的食物中包含了大量的粟类食物，表明其食物主要源于人类食物残留抑或人类粪便等。由此，家猪的出现，当与人群对猪的饲喂活动密切相关。根据以上的研究，我们对后李文化时期（约8500年前）的多种动物进行了稳定同位素分析，通过猪与人类同位素数据的 比较，发现了有两例猪，其同位素数据截然不同于其他野生动物，而与人类的饲喂活动密切相关。由此，通过对猪群食物资源的辨析，科学地鉴别家猪与 野猪。这篇论文发表于2009年的《中国科学·地球科学》。

遵循这个思路，我们又开展了其他家养动物的研究，试图找到我国家养动物起源与驯化的新证据。在此，给大家介绍一个我们与陕西考古研究院胡松梅老师以及美国华盛顿大学圣路易斯分校马歇尔(Marshall) 教授合作，开展的猫驯化机制研究。

目前，最早的猫出现于9500年前近东地区的塞浦路斯。这具猫遗骸与人类遗骸埋在一起，尽管形态鉴别显示其是野猫，但与人的关系很接近。全球猫（包括家猫和野猫）的粒线体DNA分析显示，所有的家猫都源于近东的野猫。那么，猫是如何进入人类生活区的呢？考古学家认为，这应该是猫为了捕获进入人类生活居住地的啃齿类动物（如鼠）所致。之后，猫广泛出现在埃及，甚至被制成了木乃伊，充分表明了猫在埃及的重要性。大约在2000年前，山于东西方文化的不断交流，猫开始进入中国。需要指出的是，在我国年代更早的考古遗址中也曾出现猫的遗骸，但缺乏深入的研究。

美国著名动物考古学家、美国科学院院士泽达尔(Zeder) 教授提出，动物的驯化途径主要有三种，即共生驯化(commensal domestication）、猎物驯化(prey domestication) 和指导驯化(directed domestication)。其中，大家熟悉的动物狗和猫被认为遵循共生驯化途径，这意味着在驯化过程中，动物与人类形成了互惠互利的紧密关系。然而，这种驯化机制从未在考古实践中得以证实。

我们对出土于陕西华县泉护村遗址三个灰坑的多例猫骨，采用了多种研究方法（骨骼尺寸测量、稳定同位素分析、AMS-14C测年）进行综合分析，发现人、猫、鼠都摄取了大量的C4类食物，从而在国际上首次提供了5300年前人类、鼠猫共生关系的最早科学证据，这为揭示猫的共生驯化途径奠定了基础，也为深入了解5000多年前东西方的文化交流以及中国野猫本土 驯化的可能性提供了新的研究线索。

近些年来，稳定同位索分析的研究对象逐渐延展至植物遗存。2013 年发表的论文显示，倘若植物在田地里长期受过动物粪便（有机肥）的灌溉，其种子的δ15N值将明显增加，并且施肥的程度越大，δ15N也就越高。2017年发表在《自然植物(Nature Plants)上的这篇文章，系统测定了不同年代植物种子的稳定同位素，着重探讨了施肥管理对近东地区最早城市的贡献。那么，我国是否也存在同样的现象呢？

最近，我们对陕西的植物种子（粟和黍）以及动物骨进行了稳定同位素（C、N) 分析，依据国外学者提出的野生植被δ15N值的计算标准，发现粟和黍的δ15N值明显高于野生植被，显示了在仰韶中晚期时就已存在施有机肥的现象。根据黄土高原的土壤肥力特点、不同动物粪便对土壤肥力提高的作用，以及考古遗址中普遍饲养猪的考古现象，我们认为，猪粪便当为粟作农业农田管理的重要原料。由此，新石器时代中晚期人类的施肥行为，可被视为我国北方地区粟作农业扩张和人口增长的重要驱动力。该篇论文发表于2018年的《科学报告》。

考古研究的目的，不仅仅是让我们了解我们的过去，还要以古鉴今。郑州大学的李凡老师曾经和动物考古学家一起，在餐馆中利用专业知识鉴别了羊排和猪排。我也一直在考虑，如何利用我们的知识为现代人群做点什么？

之前，我们以上分析的理论基础，都为“我即我食”。其实，这来自食物被生物消化吸收，转变为组织的一个动态平衡过程。然而，此过程中任何一步出现间题，就会出现“我非我食”( You are not what you eat ) 。已有的研究显示，女性怀孕期间以及人体营养不良，都会导致“我非我食”，反映了人体组织的同位素与食物不再存在一一对应的关系。

原则上，人体是一个分解代谢与合成代谢不断循环并保持动态平衡的结果。然而，一旦两者不协调、平衡被打破，就会造成人体代谢异常，造成“我非我食”。在此，给大家举一个癌症的例子。

我们对两例患直肠癌的女性的头发进行了序列取样，对每1厘米（代表个体头发生长1个月的时间）进行了稳定同位素（C、N)测试，发现了隐藏在头发中人体健康的奥秘。例如，时间曲线上δ15N值的急剧增加，与其当时做的小手术密切相关；而患病后，头发的C、N 稳定同位素比值，均出现了明显的上升。如此，头发中的稳定同位素忠实记录了人体健康的信息。为何会出现这种现象呢？

众所周知，癌细胞和正常细胞之间最大的区别，在于其繁殖能力。当正常细胞分裂为两个时，癌细胞已分裂为四个。在此快速分裂过程中，癌细胞需要更多的营养物质。故此，它们会优先利用人体内质晕较轻的14N。相应地，更重的15N留在人体组织内。这个现象已经反映在培养皿上经过培养的正常细胞和癌细胞的15N值上。我们的研究揭示了稳定同位素与人体健康之间的紧密联系。除上面的研究之外，我们还观察了现代糖尿病病人头发的同位素变化，测试了新疆小河遗址木乃伊头发的序列，对其死亡之谜进行了相应的探索。我们开展稳定同位素分析，已不能仅满足于揭示人们的食物来源，而更希望知道一些食物之外的健康信息。这应该是我们今后重要的研究方向。

众所周知，DNA分析的理论基础是DNA分子中的五个碱基。与此类似，稳定同位素也有五种，即 C、H、O、N、S。利用这五种稳定同位素，我们就可追踪你的一生。以稳定同位素作为示踪剂，就可全面揭示你的生活史。

我们研究的最终目标，是构建“舌尖上的中国”的演化史，了解中国胃的形成和发展历史，揭示出中国文化和中华文明的独特发展规律。