Gisela Grupe

Reconstruction of migration patterns in the Bell Beaker period by stable strontium isotope analysis

Abstract This paper presents the results of a pilot study concerning residential patterns in the Bell Beaker period in the Bavarian area. Under the assumption that stable strontium isotope ratios in mineralized tissue reflect the geology of the area where the investigated individual had lived, we analysed the 87 Sr/ 86 Sr ratios in human skeletal remains which had been formed at different ontogenetic periods (compact bone and tooth enamel). 87 Sr/ 86 Sr isotope ratios of compact bone from eight healthy adults from two archaeological sites average 0.708461 which is typical for the local geology. Enamel of the first permanent molar of three individuals differed significantly from their bones isotopic ratio, the largest difference being as high as 0.008120 (52 analyses of NBS-987 Sr standard produced an 87 Sr/ 86 Sr of 0.719273 ± 0.000011). Since dental enamel is not remodeled after its formation in early childhood whereby the elemental composition of compact bone represents the last few years prior to death, those individuals apparently spent their childhood in a place different from their place of burial.

Impact of the choice of bone samples on trace element data in excavated human skeletons

Abstract The choice of bone samples for trace element analysis of excavated human skeletons is of great influence on trace element data and their interpretation with regard to the reconstruction of ancient diets and palaeoenvironment. Trace element content in bone specimens from different anatomical sites shows considerable variations even in a single individual, primarily due to different metabolic turnover rates in compact and trabecular bone. It can be shown that the trace element content in a compact bone sample is well correlated with the total skeletal content of the respective element. The use of compact bone from corresponding anatomical sites for trace element analyses is therefore recommended, since otherwise any comparison of trace element data of different individuals may produce misleading results.

Trace element studies on experimentally cremated bone. I. Alteration of the chemical composition at high temperatures

Abstract Trace element analysis has become a promising approach to discovering ancient lifestyles and subsistence for archaeologists and physical anthropologists. In Central Europe, however, human bodily remains consist of cremations for a period of approximately 2000 years. Published data on the elemental composition of cremations are scarce and there is a lack of detailed consideration of the element profiles of high temperature artifacts in cremated bones. This paper presents the first results of an experimental approach aimed at the assessment of in vivo elemental composition from bones which have been incinerated prior to inhumation. We conclude that in the case of cremated material, the trace element spectrum available for palaeodietary reconstruction is limited due to volatilization and crystal modification at higher temperatures. For Sr/Ca ratios however, which are most widely used for palaeodietary reconstruction, it is shown that an estimation of in vivo ratios from incinerated specimens is possible by regression analysis. Additional research required for a more detailed interpretation of the data is outlined.

Trace Element Contaminations in Excavated Bones by Microorganisms

Post depositional changes of trace element concentrations in excavated human skeletons still remain an unsolved problem in the interpretation of the elemental composition of prehistoric bones. Several physical and chemical factors acting upon the bone mineral during interment are known and have already been subject to experimental approaches (Nelson & Sauer 1984; Lambert et al. 1985; Nelson et al. 1986). But microorganisms invading the corpse after death also play a major part in dead bone decomposition (Baud & Lacotte 1984; Piepenbrink 1986) in being capable for the total destruction of a bone’s microstructure by tunneling, even in macroscopically intact specimens (fig. 1). Biogenous decomposition can often be detected by histological methods only and is therefore sometimes overlooked.

Trace Element Content in Prehistoric Cremated Human Remains

Cremated human remains are an important source for the reconstruction of man-environment interactions, since cremation has been practised mainly or even exclusively during prehistoric periods. At least in central Europe some 60 generations cremated their death during Bronce and Iron Age and following periods, leaving numerous cremations, which tend to preserve better than not cremated bones (for references see Lange et al. 1987).

Anthropogene Schwermetallkonzentrationen in menschlichen Skelettfunden

ZusammenfassungÜberregionale Umweltbelastungen durch anthropogenen Schwermetalleintrag sind ein Phänomen, das sich nicht nur auf das Industriezeitalter beschränkt, sondern bereits seit mehr als tausend Jahren nachweisbar ist. Menschliche Skelettreste, die bei archäologischen Ausgrabungen aufgedeckt werden, bilden die einzige verfügbare. „Gewebeprobe”, welche Auskunft über die Schadstoffbelastung früher Bevölkerungen geben kann. Solche historische Betrachtungsweisen liefern die erforderlichen Basisdaten über die „natürlichen” Metallkonzentrationen im Skelett, an die der Organismus entwicklungsgeschichtlich adaptiert ist. Sie setzen gleichzeitig Maßstäbe für die Festlegung tolerierbarer Belastungen in der heutigen Zeit. Die bisher vorliegenden Ergebnisse legen nahe, angesichts möglicher kumulativer Effekte bei der Inkorporierung von Schadstoffen die Grenze der heute als „normal” eingeschätzten Schwermetallgehalte im menschlichen Körper deutlich niedriger anzusetzen.

Voraussetzungen für die Erhaltung menschlicher Überreste

Unmittelbar nach dem Tode beginnt der Prozes der Leichenzerstorung. Am Beginn steht die Autolyse, d.h. der Abbau organischer Bestandteile durch korpereigene Enzyme. Hieran schliest sich die Leichenfaulnis an. Dieser Vorgang wird hauptsachlich durch bakterielle Besiedlung der Leiche bewirkt, wobei parallel laufende autolytische Veranderungen unterstutzend mitwirken. Die Faulnis fuhrt zu fortschreitender Erweichung und Verflussigung innerer Organe. Regelhaft wird die Ablosung der Epidermis und ihrer Anhange beobachtet. Die bakterielle Gasentwicklung bewirkt blasige Aufwerfungen der Gewebe, mitunter Aufblahungen der Leiche, was zu Lageverschiebungen der Extremitaten fuhren kann. Weicht eine Fundsituation von der fur die Bestattung zeittypischen “Normallage” eines Skelettes ab, ist bei der Interpretation auch an solche Prozesse zu denken. Nach der Faulnis, die zu erheblichem Flussigkeitsverlust fuhrt, folgt die Verwesung in eher trockenem Milieu. Verbliebene angetrocknete Weichteilreste zerfallen torfig unter Mitwirkung invadierender Pilzhyphen. Dieser Vorgang fuhrt letztendlich zur Skelettierung der Leiche. Der weitere Zerfall der skelettierten Leiche schreitet nach einem anatomisch bedingten Schema fort. Innerhalb dieser naturlichen Zerfallssequenz bleiben alle die gelenkigen Verbindungen von Skelettelementen, die von einem starken Sehnen- und Banderapparat umgeben sind, am langsten im anatomischen Verband. Hierzu zahlen vor allem der Beckengurtel und die Wirbelsaule.

Zusammenfassung der Individualdaten und ihre Interpretation

Eine rechnergestutzte Datenerfassung und Auswertung ist durch das auf dem Markt bereits vorhandene Software-Angebot von Datenbanksystemen fur praktisch alle Bereiche im Rahmen der Bearbeitung und Diagnose von Skelettmaterial unkompliziert und empfehlenswert. Eine besondere Erleichterung notwendiger Arbeitsablaufe stellen diese Systeme bei der Bearbeitung von Leichenbrand (vgl. Kap. 3.4) oder fragmentiertem, unverbranntem Skelettmaterial (vgl. Kap. 5.3) dar. Durch Sortier- und Selektierverfahren oder die Uberfuhrung von Datensatzen in geeignete Graphikprogramme sind sowohl z.B. demographische Basisdaten einer Friedhofspopulation (vgl. Kap. 3.2.1, 3.2.2 und 5.2), als auch Verteilungsmuster und Binnengliederung auf einem Friedhof (vgl. Kap. 5.4) schnell zu erfassen.

Konzepte und Perspektive der Prähistorischen Anthropologie

Die vorangestellten Kapitel geben Anweisungen uber den Umgang mit dem Untersuchungsgegenstand der Prahistorischen Anthropologie. Die Untersuchungen selbst dienen einem Erkenntnisinteresse, das in der Einleitung mit der Frage “nach den grundsatzlichen Lebensbedingungen und Problemen des Menschen in der Geschichte” umrissen wurde. Welche Erkenntnisse angestrebt und wie diese methodisch gewonnen werden, wird durch den Untersucher und dessen Auffassung von zeitgemaser Wissenschaft wie auch die jeweils herrschenden Paradigmen in der Anthropologie und ihren Nachbarwissenschaften bestimmt.