古代疾病的新探索:從DNA檢驗看史前傳染病的起源和傳播


圖/屈慧麗提供

惠來遺址各文化層分布範圍

隨著史前人類進入新石器時代,人畜共存使得傳染病發生的頻率變多。針對史前流行病的判斷較為困難,以往學者只能從已發掘的考古遺址,特別針對出土遺跡和墓葬異常的現象判斷。近年來科學技術如DNA檢驗的快速發展,讓科學家也可以從人類遺骸中獲取古代傳染病的病原體基因組,這提供新管道讓人們能從實證的角度探究古代傳染病的起源與傳播。

DNA檢驗探究史前傳染病:揭開古代疾病的神秘面紗

隨著史前人類進入新石器時代,農業生產使得人口密度增加、定居使得聚落規模變大,和飼養家畜的增加,人畜共存使得傳染病發生的頻率變多。史籍中傳染病流行的記載很多,在古代「疫」通常指流行性傳染病。《史記》關於「民疫」、「大疫」 、「天下疫」都有明確的時間與空間的記載,鑑古推今對於公共衛生史、古病理學史、疾病考古學都有研究的意義。然而針對史前流行病的判斷較為困難,以往學者只能從已發掘的考古遺址,特別針對出土遺跡和墓葬異常的現象判斷,例如同時間埋葬的數量是否急速增加,以及聚落為何突然廢棄等現象進一步解釋與推測原因。

近年來科學技術如DNA檢驗的快速發展,讓科學家也可以從人類遺骸上獲取古代傳染病的病原體基因組,這提供新管道讓人們從實證的角度探究古代傳染病的起源與傳播。

惠來遺址的地理位置和文化層級別介紹

惠來遺址位在文心路和環中路之間,分布於筏子溪流域東岸,西側為大肚臺地,東側為新社臺地群及南側延伸的南投丘陵,北接后里臺地,南鄰八卦臺地。臺中盆地整體地勢平緩且水源豐富,主要為沖積扇,遺址西側緊鄰馬龍潭,是適合史前人類居住的環境。

惠來遺址位在臺中盆地西側
惠來遺址位在臺中盆地西側

從歷年來惠來遺址挖掘遺跡、遺物內涵與地層堆積分析,包括新石器時代中期距今4500至3000年的牛罵頭文化,在市政路、河南路兩側出土大量繩紋陶及三連杯、豆形器、陶紡輪、玉錛、半月形石刀等,其中更發現閃玉材來源為花蓮豐田玉,顯示此時期與臺灣東部有互動關係。其次是距今3000至1600年營埔文化層,在新市政中心、市議會出土灰黑夾砂陶罐、鼎形器、束腰罐、閃玉環等。番仔園文化距今1600至400年,小來公園是現地保留的遺址公園,附近遺跡包括墓葬、房屋柱洞、石列、河流、史前沼澤陸化等現象,文化層最厚處堆積可達90公分,重要的出土物包括鐵器、瑪瑙與琉璃珠等。遺址最上層是漢人文化層,小來公園於漢人拓墾時期屬於藍張興庄業戶的墾地範圍,於400年內至今可見漢人拓墾的早晚兩次農業利用之耕作層堆積。

惠來遺址各文化層分布範圍
惠來遺址各文化層分布範圍

小來公園首見人骨:揭示番仔園文化層的農耕與漁獵生活

小來公園出現的第一具人骨,是6歲以下的兒童,觀眾命名為「小來」,是番仔園文化流行的俯身葬。番仔園文化層出現大量的灰坑、火塘、獸骨、魚骨、炭化稉稻、種子以及陶片、陶蓋鈕、陶紡輪、石鎚、石鋤、砥石、石錛、礫石工作臺、大小石材、石錘等,顯示番仔園時期是以農耕為主要生業型態的大聚落,並以漁獵採集為輔。雖然當時北部十三行遺址已發現煉鐵作坊,但惠來出現生產工具仍以石器為主,鐵器少顯示當時使用並不普遍。僅少量牛罵頭文化繩紋陶片出現於番仔園文化層之下的生土層,由地層堆積判斷3000年前曾受河流氾濫沖積影響。

小來公園的俯身墓葬
小來公園的俯身墓葬

惠來遺址出土的兩座墓葬的發現及其文化背景描述

小來公園共出土24具俯身墓葬,由文化層所出現墓葬測年結果,年代距今約1,500至1000年之間,約屬番仔園文化中期。目前小來公園現場展示有兩座,其中第6座墓葬 (M6)身高約為 165公分,兩手交叉於背後,右掌在上。頭朝北略偏東 22°,面略向西,閻玲達博士依其乳突的尺寸大、額頭較為傾斜以及眼眶上緣較不銳利推測為男性,年齡大致為 45-50 歲左右。身材中等,雖然肢骨並不十分壯碩,但骨骼嶙峋,顯示肌肉頗為發達。

第六座墓葬
第六座墓葬
M6平面圖
M6平面圖

M6 有箕形門齒,未見拔牙習俗。齒冠耗損情形極為嚴重,包括最不常使用的第三臼齒,所有牙齒齒冠都嚴重磨損,均已磨至象牙質,沒有明顯牙結石、牙周病或蛀牙的情形。齒冠磨損程度相當嚴重,可能與食物粗糙有關。另外,M6 的上下門齒與犬齒均有明顯的琺瑯質發育不全(enamel hypoplasia)的情形,顯示在成長過程中有長期營養失調的情形。

依M6周圍出土柱洞和灰坑判斷,他可能是埋葬在住家附近。柱洞是為了使房屋結構穩固,將柱子基礎埋深而打入生土層或礫石層之中,惠來人建築房屋使用的材料是以木和竹為主的有機物,然而大部分的建材都在自然環境中分解而無法長久保留。唯一保留的柱頭,經黃俊霖博士鑑定是無患子科的龍眼樹,由長方形房屋柱洞排列的方向,推測是長度約在5至10公尺之間。

第8號墓葬(M8)與第6號相距約6公尺,出土時有明顯壙跡,寬約 1.5公尺,長約 2.5公尺。葬姿亦為俯身葬,頭朝北偏東 18°、面朝東、雙手內屈,左手折向腹,掌應置於腸骨之前。腳掌骨與肢骨幾乎平行,右肱骨旁有3塊石頭,每塊尺寸約16×12公分,左肱骨遠端約18公分處有1塊 15×10公分 的石頭,頭骨右上方約 20 公分處也有一塊相似尺寸的石塊。此數塊石頭為親人有意堆置,推測是埋葬時做為墓的記號。

第8座墓葬出土照
第8座墓葬出土照
M8墓葬平面圖
M8墓葬平面圖

M8以其額頭較為傾斜且從頭骨、下顎及股骨頭的尺寸來看應為男性。身高約為170公分、大致可以推斷死亡的年齡約 30 歲左右。牙齒健康狀況良好,有箕形門齒,無拔牙習俗。有輕微的牙結石,沒有明顯的蛀牙、牙周病或琺瑯質發育不全之情形。M8 的齒冠耗損情形較 M6 輕微許多,顯示其年紀可能較輕。磨損程度以第1臼齒、第2臼齒、門齒、犬齒較為嚴重,前臼齒與第三臼齒較輕微。值得注意的是,M8 的臼齒尚未完全磨損至象牙質,但門齒卻已嚴重磨損,顯見門齒的使用率相當高,至於是用作咀嚼或輔助日常工作則無法確定。

在惠來遺址番仔園文化層出土的動物標本,經陳彥君小姐鑑定有鳥、兔、鹿、羌、獐、雞、野豬、狗獾、食蟹獴、龜等,以鹿科動物遺留最多,其中山羌、梅花鹿習群居於山林間空曠處,獐則喜河岸草澤性環境,多半單獨行動,雄獐無角卻帶有獠牙,在400年前的臺中平原到沿海地帶仍然普遍分布,但目前在臺灣卻也已滅絕。經王秋美、陳志雄博士鑑定植物遺留包括稉稻、小米、綠豆、苦楝、油葉石櫟、圓果青剛櫟、梅子等生態遺留。

惠來遺址番仔園文化年代約1500-1000年,500年內墓葬沒有明顯的同時間複體葬現象,但聚落為何突然廢棄?當時與海外諸國已有貿易琉璃瑪瑙等,因此有没有外來流行病傳播,還是本土起源傳染病?這些問題未來期盼更多學科加入合作研究以提供線索探討。

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