onderzoekers, geleid door een antropologieprofessor aan de Purdue University, hebben ontdekt dat statistische methoden en 3D-beeldvorming kunnen worden gebruikt om nauwkeurig de snijtekens van dierenbotten te meten die zijn gemaakt door prehistorische menselijke slagerij, en om prangende vragen over de menselijke evolutie te helpen beantwoorden.

Archeoloog en biostatisticus Erik Otárola-Castillo leidt het onderzoeksteam dat 3D-beeldvorming gebruikte, vormanalyse en Bayesiaanse statistieken om snijwonden in de slachterij te identificeren met een slagingspercentage van 88 procent bij het classificeren van slachtgedrag. De 3D-beeldvormingstechnologie is vergelijkbaar met wat ingenieurs gebruiken om krassen op microchips en de scherpte van chirurgische messen te meten.

"Deze aanpak vertegenwoordigt een grote verbetering in nauwkeurigheid in vergelijking met veel archeologische methoden, en het verbeteren van deze techniek zal ons helpen het verhaal van de menselijke evolutie correct te krijgen, " zei Otárola-Castillo. "Door kwantitatieve methoden te versterken om archeologisch bewijs te evalueren, we zullen veel sneller meer te weten kunnen komen over de vroege mens."

De bevindingen zijn gepubliceerd in de Journal of Archeologische Wetenschap . Otárola-Castillo is een assistent-professor van de afdeling Antropologie.

"In de archeologie, slachtsporen op dierlijke botten zijn een belangrijk bewijsstuk dat wordt gebruikt om vragen te beantwoorden over voedselverwerving in prehistorische jagers- en verzamelaarspopulaties, " zei Otárola-Castillo, die de voeding van jagers-verzamelaars bestudeert om vragen over de menselijke evolutie te beantwoorden. Zijn expertise omvat Noord-Amerikaanse jagers-verzamelaars-archeologie, evolutionaire biologie, statistiek en computationele modellering.

Door mensen gemaakte stenen werktuigen laten snijtekens achter op dierlijk bot, zoals schapen, hert of bizon, via slagerij. Deze snijtekens kunnen in grootte variëren van 1 tot 5 centimeter, maar de diepte van de sneden is vaak klein, meten op ongeveer 1/15 van een millimeter. Archeologen proberen vaak onderscheid te maken tussen snijtekens gemaakt door een mensenstenen werktuig, die een "V"-vorm achterlaat, en andere schade, zoals het vertrappen door een hoefdier, die sporen kan achterlaten met meer een "U" -vorm.

Archeologen hebben sinds de 19e eeuw geprobeerd om slachtsporen te identificeren. Hoewel de methoden voor het analyseren van botmarkeringen de afgelopen decennia zijn verbeterd, er is nog vrij veel onzekerheid en gebrek aan consensus over hoe ze het best gemeten kunnen worden. De huidige meettechnieken variëren van kwalitatieve beoordelingen met het blote oog tot krachtige microscopie, zoals scanning elektronenmicroscopie of microfotogrammetrie.

Otárola-Castillo en onderzoeksteamgenoten Emma James van de Universiteit van Queensland; Curtis W. Marean van de Arizona State University; en Jessica C. Thompson van Emory University, gespecialiseerd in het evalueren van snijwonden op bot.

Er zijn gevallen waarin merken dubbelzinnig kunnen zijn. In 2010, een paar onderzoeksteams publiceerden tegenstrijdige bevindingen over botsporen van een prehistorische vindplaats, Dikika in Ethiopië. De resultaten van hun analyses varieerden zo sterk dat ze het oneens waren of de markeringen werden gemaakt door mensengereedschap of dierenhoeven, of misschien bekrast door zanddeeltjes of andere rotsranden. Een nieuw debat beweert nu dat sommige van deze sporen kunnen zijn gemaakt door krokodillen te voeren.

"De spanning over dit debat was groot, omdat de bron van de bezuinigingen er aanzienlijk toe doet. Indien gemaakt door stenen werktuigen, dan is dit een voorbeeld van het gebruik van stenen werktuigen door enkele van de vroegste menselijke voorouders, " zei Otárola-Castillo. "Onlangs, onderzoekers stuurden botten met snijtekens naar verschillende experts voor analyse. Het doel was om de convergentie van de beoordelingen door verschillende experts van de kenmerken van de botmarkeringen te evalueren met behulp van traditionele methoden. alarmerend, resultaten toonden aan dat de kwalitatieve beoordelingen inconsistent waren tussen alle experts. Soortgelijke zorgen hebben ook betrekking op modern forensisch bewijs, dus ons werk is een bevinding die ook voor dat veld interessant kan zijn."

Otárola-Castillo, Marean, Thompson, en Shannon P. McPherron van het Max Planck Instituut voor Evolutionaire Antropologie, begon in 2010 te werken aan methodologische verbeteringen voor botmarkeringsanalyse. Andere teamleden zijn Jacob A. Harris van de Arizona State University, Purdue-afgestudeerde student Melissa G. Torquato en Purdue-student Hannah C. Hawkins. McPherron en Marean waren lid van een van de teams die botten evalueerden van de Dikika-site in Ethiopië.

In hun nieuwe studie Otárola-Castillo en het team gebruikten meer dan 40 sneden en plakjes die door vrijwillige slagers op schapenbotten waren gemaakt met behulp van stenen werktuigen. Een "snede" vertegenwoordigt een incisiehoek van 90 graden, en een "plakje" vertegenwoordigt een incisiehoek van 45 graden. De onderzoekers maten vervolgens de sneden met een profilometer, een 3D-microscoop die topografie meet, ruwheid en laagdikte in het micro- en nanometerbereik. Nadat ze zijn gemeten, de onderzoekers voerden een 3D vorm- en grootteanalyse uit van de rondingen en oppervlakken om de snijtekens te vergelijken.

"Toen de digitale gegevens eenmaal waren vergeleken, we gebruikten Bayesiaanse statistieken, die een kwantitatieve maatstaf voor wetenschappelijke geloofwaardigheid bieden. Bijvoorbeeld, gezien het bewijs, de kans om de identiteit van een merkteken op een bot nauwkeurig te bepalen is in dit geval 88 procent, ' zei Otárola-Castillo.