Degradation von Knochenmaterial: Validierung von stabilen Isotopendaten leichter Elemente gewonnen aus nichtrezentem Knochenmaterial
Final Report Abstract
Das Verständnis der Degradationsprozesse, die während der Liegezeit von Knochenmaterial durchlaufen werden, ist entscheidend für die Einschätzung von Isotopenanalysen, die an archäologischem Knochenmaterial durchgeführt werden. Diagenetische Veränderungen können das Isotopensignal verfälschen, so dass es unerkannt zu Fehlinterpretationen nicht authentischer Ergebnisse kommen kann. Das vorliegende Projekt hat entscheidend zum Verständnis der hierzu führenden Abläufe beigetragen. Erstmalig konnte eine Stabilisierungsphase während der Knochendegradation unter hydrolytischen Bedingungen erkannt werden. Damit können nun ungewöhnliche Verschiebung von Kollagen-Parametern erklärt werden, die schon in vorherigen Arbeiten beobachtet wurden. Durch in vitro Degradations-Experimente konnte außerdem gezeigt werden, dass der Ausgangsstatus des Knochenmaterials, insbesondere das Sterbealter der Person, entscheidenden Einfluss auf den weiteren Verlauf des Kollagenabbaus hat. Dies hat wichtige Implikationen für die archäometrische Untersuchung von Knochenmaterial: So ist zu empfehlen, wenn möglich bevorzugt Material von älteren Individuen (spätadult-matur) zu verwenden: Dieses erscheint resistenter gegenüber diagenetischen Einflüssen und dürfte somit eher ein authentisches Isotopensignal aufweisen als die Knochen juveniler oder frühadulter Individuen. Neben den gewonnenen prinzipiellen Erkenntnissen zu grundsätzlichen Prozessen der Knochendegradation, die wichtige weitere Impulse für die Degradationsforschung geben sollten, konnten auch erwartungsgemäß praktische Schlussfolgerungen für die die Analyse stabiler Isotope von C, N und O gewonnen werden. So wurden die Qualitätskriterien für Isotopenanalysen aus Kollagen evaluiert, sowie FTIR als neues, valides Prüfverfahren vorgeschlagen. Die so erarbeiteten Empfehlungen dürften sich zukünftig als international richtungsweisend für Isotopenanalysen im archäologischen Kontext erweisen. Ein überraschendes Ergebnis der Studie ist die in vitro festgestellte, deutliche diagenetische Veränderung der Sauerstoffisotopie gewonnen aus Knochencarbonat, welche durch Schimmelbildung verursacht wird. Da Schimmelbildung ein regelhafter Prozess insbesondere in der frühen Diagenesephase ist, solle zukünftig auf derartige Analysen vollständig verzichtet werden. Zudem ist anzunehmen, dass auch das Phosphat des Knochens hiervon betroffen ist, was es in zukünftigen Studien zu näher zu untersuchen gilt.
Publications
- (2013): Can spectroscopic methods distinguish forensic and archaeological human skeletal remains? CORALS - Conference on Raman and Luminescence Spectroscopy in the Earth Science. Vienna, Austria, 3.-6. July 2013
Hochleitner, R.; Hoke, N.; Kaliwoda, M.; Fehr, K. T.; Günther, A.; Beck, A.; Reul, A.; Rott, A.; Harbeck, M.
- (2013): Cemetery Munich West: Early diagenetic alterations of the organic and inorganic bone matrix after short inhumation times. 10. Internationaler Kongress der Gesellschaft für Anthropologie (GfA), Bozen, Italien, 02.-06. September 2013
Hoke, N.; Rott, A.; Kaliwoda, M.; Hochleitner R.; Reul. A.; Beck, A.; Fehr, K.T.; Grupe, G.; Harbeck, M.
- (2013): Cemetery Munich West: Early diagenetic alterations of the organic and inorganic bone matrix after short inhumation times. 7th Bone Diagenesis Meeting, Lyon, Frankreich, 22.-25. Oktober 2013
Hoke, N.; Rott, A.; Kaliwoda, M.; Hochleitner R.; Reul. A.; Beck, A.; Fehr, K.T.; Grupe, G.; Harbeck, M.
- (2015) United in Death – related by blood? Genetic and archaeometric analyses of skeletal remains from the Neolithic earthwork Bruchsal-Aue. American Journal of Physical Anthropology 157: 458-471
M. Keller, A. Rott, N. Hoke, H. Schwarzberg, B. Regner-Kamlah, M. Harbeck, J. Wahl
(See online at https://doi.org/10.1002/ajpa.22738) - Experimentally induced bacterial degradation of bone. 11th Meeting of the Society for Anthropology (GfA) "Evolutionary and Modern Challenges to Homo sapiens - an anthropological inquiry", 15.-18.09.2015, München
Hoke, N., Johler, S., Stephan, R., Grupe, G. & Harbeck, M.
