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Documenta Archaeobiologiae

[ISSN 1611-7484]

Herausgegeben von
Gisela Grupe, George McGlynn und Joris Peters

Cover: Microscopic examinations of bioarchaeological remains

[Letzte Aktualisierung: 04.02.2008]

[ DOAB 4 ]

Microscopic examinations of bioarchaeological remains.

Keeping a close eye on ancient tissues.

Mikroskopische Untersuchung bioarchäologischer Relikte.
Ein scharfer Blick auf konservierte Gewebe.

Gisela Grupe und Joris Peters (Hrsg.)

Hardcover

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INHALTSVERZEICHNIS

 
Contributors / Liste der Autoren (9-10)
Preface / Vorwort [George McGlynn] (11)

 
Beiträge:

Part I - Histomorphological perspectives of human and animal bone, and soft tissue (13-109)
Teil I - Perspektiven der Histomorphologie für menschliche und tierische Knochen- und Weichgewebsfunde

Pfeiffer, Susan <P144>:
Cortical Bone Histology in Juveniles (15-28).
Histologie der Kompakta von Kindern und Jugendlichen.

Keywords
Bone tissue, human versus non-human, growth, secondary osteons, bone mass
Knochengewebe, menschlich versus nicht-menschlich, Wachstum, sekundäre Osteone, Knochenmasse

Abstract
There has been relatively little investigation of cortical bone in growing humans, from the perspective of effectively distinguishing fragmented human remains from those of non-humans, and potentially estimating age at death using histological input. Topics that can constructively be addressed include the differentiation of human from non-human cortical bone tissue, the interaction of modelling and remodelling dynamics in growing bone, and the size of secondary osteons in juvenile cortical bone.
Undecalcified thin sections from mid-thoracic rib samples, representing each of the seventeen known-age juveniles [8 males, 9 females, aged from birth to 19 years] from the Spitalfields population [18th cent. Huguenots, London, England; Molleson & Cox 1993], were histologically characterized. Five categories of cortical bone were observed, including woven bone, primary lamellar, possibly plexiform and osteonal bone, and secondary osteonal bone. The samples show a general progression from woven bone to primary bone, with secondary bone added gradually from an early age. There is evidence of osteon drift occurring after five years of age. Primary lamellar bone exists throughout development, woven bone is a hallmark of newborns and is rare after the age of two years. Structures that are akin to plexiform bone, yet may actually be partially organized woven bone, are seen at periods of rapid growth [0-2 and 14-16 years]. Measures of secondary osteon area [On.Ar] and Haversian canal area [H.Ar] are indistinguishable from those of adults from Spitalfields [Pfeiffer 1998]. The correspondence of tissue patterns with growth patterns may allow future workers to extrapolate information about the developmental status of juveniles at time of death.
This research was supported by a grant to SP from the Social Sciences and Humanities Research Council of Canada.

Zusammenfassung
In Bezug auf die effiziente Unterscheidung fragmentierter menschlicher und nicht-menschlicher Knochen, sowie der potentiellen Möglichkeit einer histologischen Sterbealtersschätzung anhand der Knochenkompakta von Menschen, die sich noch im Wachstum befinden, existieren zur Zeit noch vergleichsweise wenige Untersuchungen. Zu jenen Parametern, zu denen sich histologisch eine erfolgreiche Annäherung anbietet, zählen neben der Differenzierung zwischen menschlicher und nicht-menschlicher Kompakta die Interaktion von Auf- und Umbaudynamik im wachsenden Knochen, sowie die Größe sekundärer Osteone in nicht-erwachsenem menschlichen kompaktem Knochen.
Mineralisierte Dünnschnitte aus Rippen der Thoraxmitte von sämtlichen der siebzehn altersbekannten nicht-erwachsenen Skelette [8 männliche, 9 weibliche, mit Sterbealtern von der Geburt bis zu 19 Jahren] der Skelettserie von Spitalfields [18. Jh., Hugenotten, London, England; Molleson & Cox 1993] wurden bezüglich ihrer mikrostrukturellen Organisation untersucht. Diese stellte sich in fünf Kategorien dar, einschließlich Geflechtknochen, primärem lamellären, möglicherweise plexiformem und osteonalem Knochen, sowie sekundärem osteonalen Knochen. In den Proben zeigte sich eine generelle Progression von Geflecht- zu primärem Knochen, wobei sekundärer Knochen graduell bereits von einem frühen Alter an zusätzlich auftrat. Nach dem fünften Lebensjahr deutete sich eine Osteonendrift an. Primärer lamellärer Knochen bestand während der gesamten Entwicklungsphase, während Geflechtknochen charakteristisch für Neugeborene war und nach dem zweiten Lebensjahr selten beobachtet wurde. Strukturen, welche plexiformem Knochen sehr ähnlich sind, jedoch möglicherweise auch einen partiell organisierten Geflechtknochen darstellen können, waren in den Altersabschnitten mit rascher Körperhöhenzunahme [0-2 und 14-16 Jahre] beobachtbar. Die Maße von Osteonenfläche [On.Ar] und der Fläche von Havers’schen Kanälen [H.Ar] ließen von den entsprechenden Flächenmaßen der erwachsenen Skelette von Spitalfields nicht unterscheiden [Pfeiffer 1998]. Die Übereinstimmung der mikrostrukturellen Organisation mit den Wachstumsmustern eröffnet weiterer Forschung die Möglichkeit der Einschätzung des individuellen Entwicklungsstatus des nicht-erwachsenen Skelettes zum Todeszeitpunkt.
Diese Studie wurde durch den Social Sciences and Humanities Research Council, Canada [Bewilligungsempfänger S.P.] finanziell unterstützt.

A. Introduction (16)

  1. Histological Identification of Human Bone (16)

B. Primary Bone (17-19)

  1. Woven bone [bundle bone or immature bone] (17-18)
  2. More developed forms of primary bone (18-19)
    1. Plexiform bone (18)
    2. Primary lamellar bone [circumferential lamellar bone - Schalenknochen] (18)
    3. Primary osteons (19)

C. Secondary Bone (19-20)

  1. Secondary osteons [Haversian systems] (19)
  2. Interstitial bone (19-20)
  3. Circumferential lamellar bone [endosteal and periosteal] (20)

D. Development of the Rib (20)

E. Material and Methods (20-21)

F. Results (21-24)

G. Conclusions (24-26)

H. Bibliography (26-28)

 

Doppler, Stefanie / Neuberger, Ferdinand Maria / Grupe, Gisela <D089, N078, G052>:
Histomorphology of archaeological human compact bone:
a neglected methodological approach (29-48).
Histomorphologie archäologischer menschlicher Kompakta:
Ein vernachlässigter methodischer Ansatz.

Keywords
Human bone microstructure, osteon density, age at death diagnosis, stress markers, ontogenetic change
Menschliche Knochenmikrostruktur, Osteonendichte, Sterbealtersdiagnose, Stressmarker, ontogenetischer Wandel

Abstract
A bone’s microstructure contains information useful for understanding aspects of an individual’s life history that cannot be acquired by morphological or molecular biological investigations. Several parameters are responsible for the status quo of the compact bone cross section deriving from archaeological human skeletons, such as individual age, activity pattern [resulting in mechanical loads] and individual health. Assessment of these parameters is essentially made possible by careful histological inspection, however, the high degree of individual plasticity observed in bone modelling and remodelling renders this a very difficult task, especially since the range of interindividual variability and plasticity is largely unknown.
In this paper, the initial results obtained from a systematic histomorphological investigation of human compact bone samples originating from four different compact bone specimens and aimed at identifying specific life history markers, are presented.
The first step involved preparing 31 femoral cross sections taken from the mid-portion of the anterior diaphysis of skeletons recovered from early medieval Bavarian burial sites [Altenerding, Pilsting, Wenigumstadt]. Estimations for age at death were achieved histologically according to the osteon density method [biological age at death] and compared with those produced by the tooth cementum annulation ageing method [approximated calendar age at death]. Secondly, 103 femoral specimens from individuals of known age that are part of the 19th century St. Johann hospital graveyard skeletal series in Basel, were analysed with regard to disease and stress markers in bone. In addition, 36 whole femoral cross sections acquired from recent medical school cadavers with an average age at death around 80 years served as the basis from which to identify and establish age markers in the microstructural organisation of compact bone in individuals older than 60 years of age. Finally, 75 infant and juvenile skeletons from early medieval Bavarian burial sites were inspected with the aim of tracking the consecution of modeling and remodeling in developing, subadult bone.

Zusammenfassung
Die mikrostrukturelle Organisation des Knochens enthält wertvolle Informationen bezüglich einer Reihe individueller Lebenslaufparameter, welche nicht allein durch eine morphologische oder auch molekularbiologische Untersuchung erschlossen werden können. Zahlreiche Faktoren beeinflussen den status quo eines kompaktknöchernen Querschnittes von archäologischen Skelettfunden, wie z.B. das individuelle Sterbealter, die Aktivitätsmuster zu Lebzeiten [welche in mechanischen Belastungen resultieren], und der individuelle Gesundheitszustand. Im Prinzip sollten sich diese Faktoren durch eine histologische Inspektion retrospektiv fassen lassen, jedoch ist dies aufgrund der hohen individuellen Plastizität bezüglich Knochenauf- und Umbau ein sehr schwieriges Unterfangen, zumal die Bandbreite der interindividuellen Variabilität und Plastizität im Wesentlich noch unbekannt ist.
In diesem Beitrag werden die ersten Ergebnisse einer systematischen Inspektion der Histomorphologie menschlicher Knochenkompakt, welche an vier verschiedenen Skelettserien erhoben wurden und auf spezifische Lebenslaufparameter abstellen, vorgestellt.
Zum einen dienten 31 Dünnschnitte vom Femur aus dem anterioren Aspekt der Diaphysenmitte von frühmittelalterlichen Skelettfunden aus bayerischen Gräberfeldern [Altenerding, Pilsting, Wenigumstadt] dem Vergleich der histologischen Altersschätzung nach der Methode der Osteonendichte [biologisches Sterbealter] mit jener der Zahnzement-Zuwachsringe [angenähertes kalendarisches Sterbealter]. Zum zweiten wurden 103 Femora aus der individualaltersbekannten Skelettserie vom Spitalfriedhof St. Johann, Basel, des 19. Jhs. bezüglich Krankheits- und Stressmerkmalen untersucht. Die dritte Serie bestand aus 36 kompletten Femurquerschnitten von Anatomieleichen mit einem Durchschnittssterbealter von rund 80 Jahren und diente der Erhebung von altersspezifischen Markern der mikrostrukturellen Organisation von Individuen über 60 Jahren. Die vierte und letzte Serie bestand aus 75 kindlichen und jugendlichen Skeletten frühmittelalterlicher bayerischer Gräberfelder. Sie wurde im Hinblick auf die Sukzession von Knochenauf- und umbau während der Skelettentwicklung untersucht.

A. Introduction (30-34)

B. Material (34-35)

  1. Sample set 1 (34)
  2. Sample set 2 (34-35)
  3. Sample set 3 (35)
  4. Sample set 4 (35)

C. Methods (35-36)

D. Results and Discussion (36-46)

  1. Sample set 1: Histomorphometric age-at-death assessment of TCA aged archaeological skeletons (36-38)
  2. Sample set 2: Stress markers and disease in archaeological skeletons of known chronological age (38-40)
  3. Sample set 3: Modern skeletons from old persons of known ages -
    a possible reference series for archaeological bones deriving from individuals of advanced age (40-41)
  4. Sample set 4: Subadult archaeological skeletons (41-46)
    • Morphological age groups
      • Neonate
      • 6-12 months
      • 1-4 years
      • 4-6 years
      • 6-8 years
      • 8-12 years
      • 12-14 years
      • 14-19 years

E. Conclusions (46)

F. Bibliography (46-48)

 

Dittmann, Karola / Grupe, Gisela / Manhart, Henriette / Peters, Joris / Strott, Nadja <D074, G052, M054, P018, S333>:
Histomorphometry of mammalian and avian compact bone (49-101).
Histomorphometrie von Säugetier- und Vogelkompakta.

Keywords
Microstructure, osteon, species identification, histomorphometry, comparative histology
Mikrostruktur, Osteone, Speziesidentifikation, Histomorphometrie, Vergleichende Histologie

Abstract
The unique microstructural organisation of vertebrate compact bone offers the potential of permitting species identification of bone fragments. Even though the necessity for a systematic evaluation of vertebrate bone microstructure has been voiced for decades, the actual undertaking of such an investigation has received only limited attention up to now. The vertebrate skeletal material at the State Collection of Anthropology and Palaeoanatomy in Munich is currently the focus of a systematic investigation aimed at exploring bone microstructure. These examinations are concentrated primarily on those skeletal elements which are most frequently encountered in archaeozoological faunal assemblages. A catalogue section devoted to long bone cross sections and histomorphometrical measurements of osteon and Haversian canal area and circumference, as well as osteon and Haversian canal diameters, originating from modern individuals belonging to the orders Primates, Perissodactyla, Artiodactyla, Carnivora, Anseriformes, Galliformes, and Columbiformes, is the subject of this contribution. Although previous studies have used multivariate statistical analyses to facilitate species diagnosis based on the histomorphometry of bone fragments, we were able to show in several instances that even absolute measurements of single microstructural parameters can permit species differentiation.

Zusammenfassung
Die mikrostrukturelle Organisation der Wirbeltierkompakta erlaubt potentiell eine Speziesidentifikation von Knochenfragmenten. Obgleich die Notwendigkeit einer systematischen Untersuchung der Knochenmikrostruktur von Wirbeltieren seit Jahrzehnten betont wird, ist diese bis heute nur ansatzweise erfüllt. Die Wirbeltiersammlung der Staatssammlung für Anthropologie und Paläoanatomie wird derzeit systematisch histologisch untersucht, wobei solche Skelettelemente ausgewählt werden, welche in den archäozoologischen Faunenensembles am häufigsten sind. Der erste Teil eines Kataloges von histologischen Langknochenquerschnitten, gemeinsam mit den erhobenen histomorphometrischen Maßen von Umfang und Fläche der Osteone und Havers’schen Kanäle, sowie deren Durchmesser, ist Gegenstand dieses Beitrages. Untersucht wurden rezente Individuen der Ordnungen Primates, Perissodactyla, Artiodactyla, Carnivora, Anseriformes, Galliformes und Columbiformes. Während bereits zuvor gezeigt werden konnte, dass der Einsatz multivariat-statistischer Methoden zu einer Speziesidentifikation von Knochenfragmenten führt, konnten wir in mehreren Fällen auch eine Speziesidentifikation aufgrund der Absolutwerte einzelner Maße der mikromorphologischen Parameter vornehmen.

A. Introduction (49-51)

B. Material and methods (52)

C. Results and discussion (52-64)

  1. Primates (53)
    • Gibbon
    • Chimpanzee
    • Orang utan
    • Gorilla
  2. Artiodactyls and perissodactyls (53-55)
    • Wild horse
    • Domestic horse
    • Domestic ass
    • Mule
    • Kulan
    • Cattle
    • Sheep
    • Goat
    • Pig
  3. Canids, mustelids and felids (55)
    • Wolf
    • Dog
    • Red fox
    • Pine marten
    • Badger
    • Domestic cat
    • Wild cat
    • Lynx
    • Cheetah
    • Leopard
    • Lion
  4. Avian bones (55-64)
    • Anseriformes
      • Domestic goose
      • Greylag
      • Domestic duck
      • Mallard
    • Galliformes
      • Domestic chicken
      • Red junglefowl
      • Domestic turkey
      • Wild turkey
      • Pheasant
    • Columbiformes
      • Domestic pigeon
      • Rock pigeon

D. Conclusions (64)

E. Bibliography (64-66)

F. Catalogue of limb bone cross sections representative of every investigated species (67-101)

  • Hylobates moloch / Javan Silvery Gibbon - Silbergibbon (67)
  • Pan troglodytes troglodytes / Chimpanzee - Schimpanse (68)
  • Pongo satyrus borneensis / Orangutan (69)
  • Gorilla gorilla gorilla (70)
  • Equus ferus przewalskii / Przewalski’s horse - Przewalskipferd (71)
  • Equus caballus / Horse - Pferd (72)
  • Equus asinus / Wild Burro - Packesel (73)
  • Equus asinus x caballus / Hinny - Maulesel (74)
  • Equus hemionus kulan / Kulan (75)
  • Bos taurus / Domestic cow - Kuh (76)
  • Ovis aries / Mouflon - Mufflon (77)
  • Capra hircus / Domestic goat - Ziege (78)
  • Sus domesticus / Domestic pig - Hausschwein (79)
  • Canis lupus / Wolf (80)
  • Canis familiaris / Dog - Hund (81)
  • Vulpes vulpes / Red fox - Fuchs (82)
  • Martes foina / Rock marten - Steinmarder (83)
  • Meles meles / Badger - Dachs (84)
  • Felis catus / Domestic cat - Hauskatze (85)
  • Felis silvestris / Wild cat - Wildkatze (86)
  • Lynx lynx / Luchs (87)
  • Acinonyx jubatus / Cheetah - Gepard (88)
  • Panthera pardus / Leopard (89)
  • Panthera leo / Lion - Löwe (90)
  • Anser anser domesticus / Domestic goose - Hausgans (91)
  • Anser anser / Greylag goose - Graugans (92)
  • Anas platyrhynchos domesticus / Domestic duck - Ente (93)
  • Anas platyrhynchos / Mallard - Stockente (94)
  • Gallus gallus domesticus / Domestic chicken - Haushuhn (95)
  • Gallus gallus / Red junglefow - Huhn (96)
  • Meleagris gallopavo domesticus / Turkey - Truthahn (97)
  • Meleagris gallopavo / Pute (98)
  • Phasianus colchicus / Pheasant - Fasan (99)
  • Columba livia domestica / Dove - Taube (100)
  • Columba livia gaddi / Rock pigeon - Felsentaube (101)

 

Mekota, Anna-Maria / Vermehren, Margarete <M283, V061>:
Histological and immunohistochemical analysis of ancient mummified soft tissues (103-109).
Histologische und immunhistologische Analyse archäologischer mumifizierter Weichgewebe.

Keywords
Ancient Egyptian mummy, fixation, histology, histochemical stains, immunohistochemistry, rehydration, skin, placenta, meniscus, fibrocartilage
Altägyptische Mumien, Immunhistochemie, Histologie, histochemische Färbungen, Plazenta, Meniskus

Abstract
The aim of this study was to perform histological examinations on three different tissue types [meniscus, skin and a placenta] originating from ancient Egyptian mummified soft tissues taken from several mummies discovered at the tombs of the nobles in Thebes-West, Upper Egypt [New Kindom period - ca. 1550-1080 B.C.] The stains used were: H&E, Elastica van Gieson, PAS, Grocott, pancytokeratin, vimentin, alpha-smooth-muscle-actin, basement membrane collagen type IV and S-100 protein. The sections were then inspected by transmitted light microscopy. In the skin sections, the following structures could be identified: epidermis, hair follicles, hair, sebaceous glands, sweat glands, blood vessels, small peripheral nerves and fat cells. The following immunohistochemical markers for single antigens were identified [CK AE1 / AE3, collagen IV, S-100 and alpha-actin]. In the placental slides various tissue structures could be identified including cotyledons, blood vessels and placental villi. Due to the extensive state of decomposition of the material, the entire series of placental sections exhibited unspecific immunohistochemical staining. In the meniscal tissues, numerous lacunae could be observed, however, no chondrocytes and no cell nuclei were found. According to expectations, the antibodies used in this study tested negative in meniscal tissues because they are not preserved in this tissue form. Virtually all of the samples were not receptive to staining and were therefore labelled as specific. Another examination conducted within the framework of this study was the determination of mucous degeneration, which was analyzed through the application of PAS and alcianblue stains.

Zusammenfassung
Ziel dieser Studie war die histologische und immunhistologische Untersuchung unterschiedlicher mumifizierter altägyptischer Weichgewebe [Meniskus, Haut und ein inneres Organ] aus der Nekropole von Theben-West, Oberägypten [Neues Reich - ca. 1550-1080 v.Chr.]. Folgende Färbungen wurden durchgeführt: H&E, EvG, PAS, Grocott, pancytokeratin, vimentin, alpha-smooth-muscle-actin, basement membrane collagen type IV und S-100 protein. Die Schnitte wurden mit dem Lichtmikroskop untersucht. In den Hautpräparaten konnten folgende Strukturen identifiziert werden: Epidermis, Haarfollikel, Haare, Schweiß- und Fettdrüsen, Arterien, Nervenfaser und Fettzellen. Weiterhin konnten folgende immunhistochemische Marker identifiziert werden: CK AE1/AE3, Kollagen IV, S-100 and Alpha-Actin. In den Plazenta-Präparaten konnten Kotyledonen, Blutgefäße und plazentare Zotten erkannt werden. Aufgrund der starken Verwesung des Materials waren die immunhistochemischen Färbungen der Präparate der gesamten Plazentaserie unspezifisch. In den Menisci-Präparaten konnten Kollagenfasern, und Knorpelhöfe, allerdings ohne Chondrozyten, identifiziert werden. Die in dieser Arbeit verwendeten Antikörper sollten im Falle der Menisci alle negativ ausfallen, da keine entsprechenden Antigene im Gewebe enthalten sind. Deshalb wurden die Schnitte, die nicht angefärbt waren als spezifisch gewertet, was auf die meisten zutraf. Im Rahmen der vorliegenden Untersuchung wurden mukoide Degenerationen mittels der Alcianblau-Färbung nachgewiesen.

A. Introduction (103-104)

B. Materials and Methods (104)

C. Results (104-106)

  1. Skin (104-105)
  2. Placenta (105-106)
  3. Meniscus (106)

D. Discussion (106-107)

E. Bibliography (107-109)

 

Part II - Histological features of tooth cementum, dentin and enamel and their use in age estimations of mammals (111-155)
 Teil II - Histologische Merkmale des Zahnzementes, Dentins und Schmelzes, sowie deren Nutzen bei der Individualaltersbestimmung von Säugetieren

Klevezal, G.A. / Kirillova, I.V. / Shishlina, N.I. / Sokolov, A.A. / Trunova [Selkova] Yu.E. <K234, K235, S360, S361, T087>:
Growth layers in tooth dentin and cementum:
problems and perspectives of their use in the study of fossil and subfossil mammal remains including humans (113-123).
Wachstumsringe im Zahndentin und -zement:
Probleme und Perspektiven ihrer Analyse bei der Untersuchung fossiler und subfossiler Säugetierfunde einschließlich des Menschen.

Keywords
Season of death, tooth annual layers, ancient humans, fossil mammals
Saisonalität, Jahresringe in Zähnen, archäologische menschliche Skelette, fossile Säugetiere

Abstract
Annual growth layers form in the tooth dentin and cementum of recent mammals. Similar layers are observable in teeth of fossil and subfossil animals. Acellular cementum produces better estimates of age-at-death and the season of death when compared with cellular cementum, particularly for ungulates. Some problems can arise when dealing with acellular cementum. The best result is achieved when layers of all three tissues [cellular, acellular cementum, and dentin] are used together. Two problems are associated with both cellular and acellular cementum: [1] some elements of the annual layer do not develop simultaneously in animals of different age groups; [2] interruption [but not cessation] of the formation of regular layers can take place in different teeth and in different parts of the same tooth. To describe variability in terms of the distinctness of layers and level of preservation of fossil teeth, we categorized tooth sections in “degrees of reliability”, ranging from 5 [estimates are highly reliable] down to 1 [estimates are unreliable]. The teeth of 15 skeletons from ancient humans were studied. In all 10 of the samples exhibiting a degree of reliability 4 and in two of the remaining 5 samples that had the reliability 3, the estimates for the season of death coincided with the season of grave construction, which was identified from pollen collected under the skeletons and at the bottom of the graves. We believe that reliable estimates of age-at-death and the season of death from annual layers can be achieved for fossil and subfossil mammals including humans, provided that each specimen is treated individually and all sources of possible error are taken into consideration. Daily layers observed in the dentin of young carnivores and in rodent incisors as well as marks of hibernation in incisors of hibernating rodents, can be helpful in the investigation of fossil and subfossil animals.

Zusammenfassung
Sowohl im Dentin als auch im Zement moderner Säugetiere werden jährliche Zuwachsringe ausgebildet, wobei ähnliche Schichten auch in den Zähnen fossiler und subfossiler Tiere beobachtet werden. Azelluläres Zahnzement führt zu besseren Schätzungen des individuellen Sterbealters und der Jahreszeit des Todeszeitpunktes im Vergleich zu zellulärem Zement, insbesondere bei Ungulaten. Allerdings können auch bei der Inspektion des azellulären Zementes Probleme auftreten. Die besten Resultate werden erzielt, wenn die Zuwachsringe aller drei Gewebetypen [zelluläres und azelluläres Zement, sowie Dentin] betrachtet werden. Zwei Probleme betreffen sowohl das zelluläre als auch das azelluläre Zahnzement: [1] die Elemente der Jahresringe entwickeln sich nicht simultan in Tieren verschiedener Altersgruppen; [2] die Ausbildung regulärer Zuwachsringe kann unterbrochen [nicht vollständig eingestellt] werden, sowohl in verschiedenen Zähnen als auch in verschiedenen Regionen ein und des selben Zahnes. Um die Variabilität des Ausprägungsgrades der Zuwachsringe und deren Erhaltungsgrad in fossilen Tieren zu beschreiben, wurden „Reliabilitätsgrade“ von 5 [Schätzungen sind hochgradig verlässlich] bis 1 [Schätzungen sind nicht verlässlich] verwendet. Bei der Analyse von 15 archäologischen menschlichen Skelettfunden stimmten die Schätzungen der Jahreszeit des Todeszeitpunktes mit der anhand von Pollenfunden vom Grund der Grabgrube rekonstruierten Jahreszeit des Grabaushubes überein, und zwar in zehn Fällen mit einem Reliabilitätsgrad von 4, und in zwei der restlichen fünf Fälle mit einem Reliabilitätsgrad von 3. Wir sind der Auffassung, dass verlässliche Sterbealtersbestimmungen sowie Bestimmungen der Jahreszeit zum Todeszeitpunkt anhand der genannten Zuwachsringe auch bei fossilen und subfossilen Säugetierfunden möglich ist, allerdings muss jedes Individuum für sich und unter Einbeziehung aller Fehlermöglichkeiten betrachtet werden. Darüber hinaus sind die täglich gebildeten Zuwachsringe im Dentin junger Carnivora und in den Schneidezähnen von Nagetieren, ebenso wie die Marker für den Winterschlaf, welche sich in diesen Schneidezähnen finden lassen, von hoher Aussagekraft bei der Untersuchung fossiler und subfossiler Tiere.

A. Introduction (114)

B. Material and Methods (114-116)

  • Excavation in Kalmykia of a Bronze Age settlement a cemetery near the Caspian site
    Ausgrabung von Siedlung und Gräberfeld der Bronzezeit in Kalmükien am Kaspischen Meer
    • Korrelation mit Pollenanalyse
  • Octantsevaya Cave, Central Sakhalin / Paleolithic - Paläolithikum
    Oktansevaya Höhle, Insel Sachalin / Russland
  • Examined species / Untersuchte Tierarten
    • Cervus elephus
    • Odocoileus hemionus
    • Odocoileus virginianus
    • Rangifer tarandus
    • Capreolus capreolus
    • Martes martes
    • Bison bonasus
    • Ursus arctos

C. Results and Discussion (116-121)

  1. Annual growth layers. Estimation of the age-at-death and the season of death in animals (116-117)
  2. Estimation of the age-at-death and season of death in humans (117-119)
    • Vulpes corsac
    • Canis sp.
    • Microtus
    • Sicista pseudonapaea
    • Apodemus agrarius
    • Apodemus uralensis
  3. Intraseasonal layers in dentin (119-121)
    • Spermophilus sp. / 122000 - 164000 BP
    • Cricetus cricetus / 9000 BP

D. Conlusions (121-122)

E. Bibliography (122-123)

 

Pasda, Kerstin <P145>:
Assessment of age and season of death of West Greenland reindeer
by counting cementum increments in molars (125-140).
Bestimmung des Individualalters und der Jahreszeit zum Todeszeitpunkt bei Rentieren
aus Westgrönland mittels der Zuwachsringe im Zahnzement von Molaren.

Keywords
Thin sections, molars, reindeer, age determination, season
Zahndünnschliffe, Molaren, Rentiere, Altersbestimmung, Saisonale Bestimmung

Abstract
The use of cementum annulation of permanent molars for the estimation of age at death and season of death of reindeer is of special interest to both wildlife biologists and archaeologists. The biological age as indicated by teeth is useful for monitoring wildlife demography, in estimating the season of site-occupation, and in documenting animal exploitation patterns at specific archaeological sites. Archaeological dental finds are commonly comprised of single molars or jaws with molars and are more prevalent than incisors, the tooth type usually used in this technique.
Thin sections of 63 adult reindeer teeth originating from the interior of Central West Greenland that had died of natural causes were analysed. Numerous difficulties were encountered during the process of counting layers. In many cases, they were unclear or appeared too irregular, a condition making them difficult to discern. Owing to the sectioning method, parts of the secondary cementum or single layers were sometimes detached. The counting of layers was subjective which was shown by comparison of the independent counting of layers by four different persons. A complete agreement in the number of counted layers was obtained in only five cases. However, in young animals up to approx. four years of age the results showed a correlation between the dentition and the cementum annulation method. There was no possibility of testing or correlating the method with other age information in older animals. Further investigations concerning this topic will be carried out.

Zusammenfassung
Die Verwendung von Zementzonenanalyse in permanenten Molaren bei Rentieren ist grundlegend für die Bestimmung des biologischen Alters und der Sterbesaison. Von Interesse ist die Methode für wildbiologische demographische Untersuchungen und für die Beantwortung von archäozoologischen Fragestellungen. Üblicherweise werden Schneidezähne für diese Technik verwendet. Besonders in archäologischen Fundstellen werden jedoch oft Molaren häufiger als Schneidezähne geborgen.
Dünnschliffe von 63 Zähnen adulter und natürlich verstorbener Rentiere aus dem zentralen West Grönland wurden für diese Untersuchungen analysiert. Zahlreiche Probleme erschwerten die Auszählung der Schichten. In vielen Fällen beispielsweise waren die Lagen zu irregulär oder undeutlich ausgebildet. Durch das Schneiden der Zähne bei der Präparation waren einzelne Lagen oder das komplette sekundäre Zement abgelöst. Beim Vergleich der Auszählung durch verschiedene Personen und die oft unterschiedlichen Ergebnisse zeigte sich, dass eine große Subjektivität und dadurch Ungenauigkeit entstand. Eine vollständige Übereinstimmung zwischen den Auszählungen gab es lediglich in fünf Fällen. Abgesehen von den genannten Problemen ergaben sich recht gute Übereinstimmungen zwischen der Anzahl der Schichten und dem Alter aufgrund von Zahnentwicklung und -durchbruch bei Tieren bis etwa vier Jahren. In wie weit die Methode auch bei älteren Tieren anwendbar ist, ließ sich nicht überprüfen. Weitere Untersuchungen werden zur Zeit durchgeführt.

A. Introduction (125-127)

B. Material and Methods (127-133)

  1. Sectioning method (127)
  2. Counting annulations in the acellular cementum of molars (127-133)

C. Results and Discussion (133-137)

D. Conclusion (137)

E. Bibliography (137-140)

 

Schmid, Karin <S362>:
Age determination in horses using incremental layers (141-155).
Individualaltersbestimmung von Pferden mit Hilfe von Zuwachsringen.

Keywords
Horse, age determination, tooth cementum, incremental layers
Pferd, Altersbestimmung, Zahnzement, Zuwachslinien

Abstract
The results of an investigation designed to evaluate the possibility of using the tooth cementum annulation method for equines, which is based upon the observation that one translucent and one opaque incremental cement layer are formed each year, is presented.
To accomplish this, cross sections of molars originating from 46 recent horses as well as 6 Roman horses were prepared. The results showed high, age-related variability. Reliable age estimations were achieved for the majority of animals between the ages of 5 and 15 years, however, the remaining age classes exhibited very large differences between actual age and age based upon histological analysis. Whether the primary cause for this variability can be found in factors such as disease, extensive occlusal wear or nutrition still remains unclear.

Zusammenfassung
Die Methode der Zahnzementannulation, welche auf der Beobachtung beruht, dass sich im Jahresturnus im Zahnzement eine helle sowie eine dunkle Zuwachslinie bildet, wurde in vorliegender Arbeit auf ihre Anwendungsmöglichkeit bei Equiden überprüft. Dazu wurden Querschnitte der Backenzähne von 46 rezenten sowie 6 römerzeitlichen Pferden angefertigt. Die Ergebnisse variieren altersabhängig sehr stark. Während bei den meisten Tieren zwischen fünf und fünfzehn Jahren eine suffiziente Altersbestimmung gelang, waren die Differenzen zwischen tatsächlichem und histologisch bestimmten Alter in den übrigen Altersklassen sehr groß. Ob die Primärursache in Erkrankungen, dem starken Abrieb oder der Ernährung zu suchen ist, bleibt weiterhin ungeklärt.

A. Introduction (141)

B. Material and Methods (142-144)

  1. The investigated objects (142)
    • Fundorte / Kastell
      • Künzing / 2. - 1. Hälfte 3. Jh. n.Chr. - Bayern
      • Harting, Lkr. Regensburg / 2.-3. Jh. n.Chr. - Bayern
      • Regensburg-Kumpfmühl, Hemmaheim-Nord / 2.-3. Jh. n.Chr. - Bayern
      • Monheim am Rhein, Haus Bürgel / Spätes 4. - frühes 5. Jh. n.Chr. - Nordrhein-Westfalen
    • Breeds of horses examined
      • Warmblood
      • Bavarian Warmblood
      • Connamara Pony
      • Hannoveraner
      • Thoroughbred Coldblood
      • Quarter Warmblood
      • Haflinger
      • Island pony
      • German Pony
      • Arabian
  2. Location of the sections (143)
  3. Sectioning procedure (143)
  4. Microscopic analysis (144)

C. Results (144-149)

  1. Recent horses (144-145)
  2. Roman horses (145-149)

D. Discussion (149-154)

  1. Localization of sectioning area (149-151)
  2. Interpretation of incremental lines (151-154)

E. Conclusions (154)

F. Bibliography (155)

 

Part III - Reconstructing ancient economies and past environments (157-205)
 Teil III - Rekonstruktion früher Wirtschaftssysteme und Umwelten

Bloier, Mario / Peters, Joris <B291, P018>:
Archaeological and malacological findings from the Verige Bay, on Veli Brijun, Istria (159-171).
Archäologische und malakologische Funde der Verige Bucht, Veli Brijun, Istrien.

Keywords
Istria, Brioni, Roman period, underwater archaeology, palaeoecology, palaeoeconomy
Istrien, Brioni, Römische Epoche, Unterwasserarchäologie, Paläoökologie, Paläoökonomie

Abstract
Veli Brijun, the largest island in the Brioni Archipelago [Istria, Croatia], witnessed two excavation seasons [1996, 1997], which were carried out by the Croatian Office for Conservation [Dept. of Underwater Archaeology] in cooperation with the Bavarian Society for Underwater Archaeology and the University of Passau [Archaeology of the Roman Provinces]. On the basis of the archaeological finds, a chronology could be proposed for the Roman architecture at the Verige Bay as well as for the other architectural finds on the island. Archaeomalacological and palaeobotanical analyses enabled the reconstruction of biotopes and economic activities in Brioni during Antiquity.

Zusammenfassung
Veli Brijun, die größte Insel des Brioni-Archipels [Istrien, Kroatien], war das Ziel von zwei Grabungskampagnen [1996, 1997], die vom Kroatischen Denkmalpflegeinstitut [Dept. Unterwasserarchäologie] gemeinsam mit der Bayerischen Gesellschaft für Unterwasserarchäologie e.V. und der Universität Passau [Archäologie der Römischen Provinzen] durchgeführt wurden. Basierend auf den archäologischen Funden konnte eine Chronologie für die römischen Anlagen an der Verige-Bucht, aber auch für die anderen Baubefunde auf der Insel erstellt werden. Archäomalakologische und paläobotanische Untersuchungen ermöglichen es, Aussagen über die Biotope und die ökonomischen Aktivitäten im antiken Brioni zu treffen.

A. Introduction (159-162)

  1. Archaeological research on the Pullariae Insulae (160-162)

B. Results and Discussion (162-169)

  1. Archaeological Findings (162-166)
    • Villa maritima expolitissima, early Roman Empire period
    • Villa rustica polita, 1st century BC
    • Villa maritima, late Augustian / early Tiberian period
    • Artefacts
      • Glass
      • Ceramic finds
      • Pottery
      • Amphora finds
    • Connection to the family of Laecanius Bassus - Verige Bay villa
  2. Malacological Findings (166-169)
    1. Cnidarians - Cnidaria
      • Anthozoans - Anthozoa
    2. Molluscs - Mollusca / Mollusken
      • Gastropods - Gastropoda
        • Keyhole Limpets - Fissurellidae
          Fissurella sp. / Diodora sp.
        • Top Shells - Trochidae
          Calliostoma sp.
          Gibbula sp.
          Jujubinus sp.
          Monodonta sp.
          Indeterminate Top Shells
        • Turbans - Turbinidae
          Astrea rugosa
        • Pheasant Shells - Phasianellidae
          Tricolia cf. speciosa
        • True Limpets - Patellidae
          Patella sp.
        • Rissoids - Rissoidae
          Turbona sp.
          Acinopsis sp.
          Turboella sp.
          Rissostomia sp.
        • Caecids - Caecidae
          Caecum sp.
        • Ceriths or Hornshells - Cerithiidae
          Bittium reticulatum
          Gourmya vulgate
          Gourmya sp.
        • Cup and Saucer or Cap Shells - Calyptraeidae
          Calyptraea chinensis
          Crepidula sp.
        • Moon Snails - Naticidae
          Lunatia sp.
        • Unidentified Triton Shells - Cymatiidae
        • Murexes or Comb Shells - Muricidae
          Murex brandaris
          Trunculariopsis trunculus
          Unidentified Murexes or Comb Shells
        • Whelks or False Tritons - Buccinidae
          Buccinulum corneum
          Pisania sp.
        • Mud Snails - Nassariidae
          Nassa sp.
          Hinia reticulate
          Hinia incrassate
        • Tulip and Spindle Shells - Fasciolariidae
          Fasciolaria sp.
          Fusinus rostratus
        • Dove Shells - Collumbellidae
          Mitrella scripta
          Columbella rustica
          Anachis sp.
        • Miter Shells - Mitridae
          Mitra sp.
        • Stair Shells - mangeliidae
          Mangelia sp.
        • Cone Shells - Conidae
          Conus mediterraneus
      • Unidentified Gastropods
      • Bivalves - Bivalvia
        • Nut Shells - Nuculidae
          Nucula nucleus
        • Mussels - Mytilidae
          Mytilus galloprovincialis
        • Arc Shells - Arcidae
          Arca noae
          Striarca lacteal
        • Pen Shells - Pinnidae
          Pinna nobilis
        • Scallops - Pectinidae
          Chlamys sp.
        • Thorny Oysters - Spondylidae
          Spondylus gaederopus
        • Jingle Shells - Anomiidae
          Anomia ephippium
        • True Oysters - Ostreidae
          Ostrea edulis
        • Lucina Clams - Lucinidae
          Loripes lacteus
        • Cockles - Cardiidae
          Cerastoderma edule
          Acanthocardia sp.
          Indeterminate Cockles
        • Venus Clams - Veneridae
          Venus verrucosa
          Venus sp.
        • Carpet Shells - Paphiidae
          Venerupis decussate
          Venerupis aurea
          Venerupis sp.
        • Wedge Shells - Donacidae
          Donax sp.
        • Surf or Trough Clams, Mactras - Mactridae
          Mactra sp.
        • Ship Worms - Teredinidae
      • Unidentified Bivalves
    3. Arthropods - Arthropoda
      • Crustaceans - Crustacea
        • Barnacles - Balanomorpha
        • Malacostracans - Malacostraca
    4. Echinoderms - Echinodermata
      • Sea Urchins - Echinoidea
    5. Vertebrates - Vertebrata
      • Bony Fishes - Osteichthyes
        • Sea Brams - Sparidae
          Unidentified Sea Bram
        • Unidentified Bony Fish
      • Reptiles - Reptilia
        • Pond Turtles - Emydidae
          Balkan Terrapin Mauremys rivulata
    6. Mammals - Mammalia
      • Hogs and Pigs - Suidae
        • Domestic Pig
      • Unidentified Mammals [size sheep / goat]

C. Conclusions (169-170)

D. Bibliography (170-171)

 

Van Neer, Wim / Hamilton-Dyer, Sheila / Cappers, René / Desender, Konjev / Ervynck, Anton <V003, H222, C082, D090, E025>:
The Roman trade in salted Nilotic fish products: some examples from Egypt (173-188).
Der römerzeitliche Handel von gesalzenen Nilfischprodukten: Beispiele aus Ägypten.

Keywords
Roman period, Egypt, salsamenta, fish sauce, ichthyology, botany, entomology
Römische Zeit, Ägypten, salsamenta, Fischsoße, Ichthyologie, Botanik, Entomologie

Abstract
A description is given of two fish bone assemblages found at Mons Claudianus, a Roman site in the Eastern Desert of Egypt, and one from Quseir al-Qadim [Myos Hormos], a contemporaneous settlement on the Red Sea coast. The material is interpreted as the skeletal remains of salted fish products that were imported from the Nile Valley. In two cases the reconstructed sizes of the fish and the presence of articulating bones allow the definition of the fish product as salsamenta made from small Nilotic fish, rather than as fish sauce. Information about the seasoning of the product is provided in two cases by archaeobotanical data, and the analysis of the insect remains found in one of the assemblages provides evidence for local attack by carrion feeders feeding on the spoiled fish product. In addition, the presence of some of the beetle taxa representing pests typical for stored plant foods can only be explained as resulting from of the use of already infested plant ingredients during the preparation of the product. The analysis permits a comparison of these Nilotic fish bone assemblages to fish products found elsewhere in the Roman world. Older and more recent parallels are also briefly discussed.

Zusammenfassung
Zwei Fischknochenkomplexe [Fische / Fisch] aus Mons Claudianus, eine römische Fundstelle in der Ostwüste Ägyptens, sowie eine aus Quseir al-Qadim [Myos Hormos], eine zeitgleiche Siedlung an der Rotmeerküste werden beschrieben. Das Material wird als Skelettreste gesalzener Fischprodukte, welche aus dem Niltal importiert wurden interpretiert. In zwei Fällen, erlaubte die Rekonstruktion der Fischgröße und das Vorhandensein artikulierender Knochen, eine Bestimmung des Fischproduktes als salsamenta, die aus kleinem nilotischen Fisch gemacht wurde, und nicht als Fischsoße. In zwei Fällen lieferten archäobotanischen Daten Informationen über die Würzung des Produktes. Die Untersuchung von Insektenresten aus einem der Komplexe, lieferte Beweise dafür, dass Aasfresser die lokalen verdorbenen Fischprodukte aßen. Das Vorhandensein einiger Käfertaxa, welche typisches Ungeziefer für gelagerte Nutzpflanzen sind, zeigte, dass pflanzliche Zutaten die bereits mit Insekten befallen waren, für dieses Produkt verwendet wurden. Die Analyse erlaubt einen Vergleich der vorliegenden nilotischen Fischknochenkomplexe mit anderen Fundkomplexen der römischen Welt. Auch ältere sowie rezente Parallelen werden diskutiert.

A. Introduction (173-175)

B. Description of the assemblages (175-182)

  1. Mons Claudianus Fort West II (175-176)
  2. Mons Claudianus Fort South-East Corner (176)
  3. Quseir (176-182)
    1. The fish remains (176-179)
      • Mormyridae
        • Barbus sp.
        • Labeo sp.
        • Leptocypris niloticus
      • Cyprinidae indet.
        • Alestes / Brycinus
        • Hydrocynus sp.
      • Alestiidae
        • Bagrus sp.
        • Synodontis sp.
      • Siluroids
      • Cichlidae
    2. The insect remains (179)
      • True flies / Diptera
      • Ants / ant
      • Skin beetle / Dermestes
      • Death watch beetles / Anobiidae
        • Drugstore beetle [biscuit beetle] / Stegobium paniceum
      • Leptodirid beetle [small carrion beetle]
      • Granary weevil / Sitophilus granarius
        • Bean weevil / Bruchus genus
      • Bark beetle / Scolytidae
    3. The botanical remains (179-182)
      • Coriander / Coriandrum sativum
      • Lentil / Lens culinaris
      • Safflower / Carthamus tinctorius
      • Enarthrocarpus cf. lyratus

C. Discussion and conclusions (182-185)

  1. Identification of the type of fish product and taphonomic history (182-183)
  2. Salted fish products in the Roman world and beyond (183-185)

D. Bibliography (186-188)

 

Eichhorn, Barbara <E069>:
Charcoal analysis and vegetation reconstruction in arid areas -
a case study from Northern Namibia (189-205).
Holzkohleanalysen und die Rekonstruktion der Vegetation in ariden Regionen -
Eine Fallstudie aus Nord-Namibia.

Keywords
Namibia, charcoal analysis, phytolith, archaeobotany, vegetation history, temperature, precipitation, mopane savanna, Pleistocene, Holocene
Namibia, Holzkohleanalyse, Phytolith, Archäobotanik, Vegetationsgeschichte, Temperatur, Niederschlag, Mopane-Savanne, Pleistozän, Holozän

Abstract
Charcoal analysis is an important tool for reconstructing vegetation and climate history in arid regions where other palaeoecological records are extremely scarce. Whereas preservation of pollen is mainly restricted to specific environmental situations, for example, permanently inundated sites like swamps and oases, wood charcoal is insensitive to bacterial degradation and also is able to persist in surroundings such as rock shelters or, if wind and water erosion are not too excessive, even in exposed archaeological sites. During the past decade, anthracological analyses were conducted in the arid region of northwestern Namibia within the framework of the multidisciplinary project “ACACIA” at the University of Cologne in order to provide information on climatic variability, plant use by prehistoric inhabitants, and human influence on past vegetation. Though still far from producing a continuous record of the Holocene, important conclusions regarding climate and the development of plant communities since the terminal Pleistocene can be inferred from the results. Recent evidence gathered from an analysis of the opal phytolith assemblage of rock shelter sediments originating from the Omungunda N 99/1 site supports the hypothesis, which is based on charcoal analysis, that not only precipitation, but also temperature in the Kunene Region shifted considerably during that period.

Zusammenfassung
In ariden Gebieten, wo andere paläoökologische Quellen selten sind, erhält die Holzkohleanalyse eine besondere Bedeutung für die Rekonstruktion der Vegetations- und Klimageschichte. Ausreichende Pollenerhaltung ist unter diesen klimatischen Bedingungen überwiegend auf seltene dauerfeuchte Sonderstandorte wie Sümpfe und Oasen beschränkt. Holzkohle hingegen erhält sich hervorragend in Abris und auch in archäologischen Freilandfundplätzen, vorausgesetzt, dass erosive Kräfte durch Wind und Wasser nicht zu stark sind. Im Verlauf des letzten Jahrzehnts wurden im Rahmen des multidisziplinären Projektes “ACACIA” [Sonderforschungsbereich 389] an der Universität zu Köln Holzkohleuntersuchungen mit dem Ziel durchgeführt, die klimatische Variabilität, prähistorische Pflanzennutzung und anthropogene Beeinflussung der Vegetation zu rekonstruieren. Wenn bisher auch keine kontinuierliche holozäne Abfolge rekonstruierbar ist, lassen sich aus den Ergebnissen der anthrakologischen Untersuchungen doch wichtige Schlüsse auf die Entwicklung des Klimas und der Pflanzengemeinschaften seit dem ausgehenden Pleistozän ziehen. Die auf den anthrakologischen Untersuchungen basierende Hypothese, dass nicht nur Niederschläge, sondern auch Temperaturen seither deutlich schwankten, wird durch die Analyse von Opalphytolithen aus dem Abri-Fundplatz Omungunda N 99/1 bestätigt.

A. Introduction (189-190)

B. Material and Methods (190-194)

C. Results (194)

  1. Pleistocene / Holocene transition period (194)
    • Characteristic species
      • Acacia spp.
      • Capparaceae / [cf. Ziziphus mucronata]
  2. Early Holocene (194)
    • Characteristic species
      • Colophospermum mopane
      • Terminalia prunioides
  3. Mid-Holocene (194)
    • Characteristic species
      • Colophospermum mopane
      • Terminalia prunioides
      • Combretum apiculatum
      • Spirostachys Africana
      • Lonchocarpus nelsii
  4. Late Holocene (194)
    • Characteristic species
      • Colophospermum mopane
      • Terminalia prunioides
      • Combretum apiculatum
      • Spirostachys Africana
      • Lonchocarpus nelsii
      • Bridelia tenuifolia
      • Flueggea virosa

D. Discussion (194-201)

  1. Pleistocene / Holocene transition period (194-200)
  2. Early Holocene (200)
  3. Mid-Holocene (200)
  4. Late Holocene (201)

E. Conclusions (201)

F. Bibliography (202-205)

 
Instructions for Authors / Hinweise für Autoren (207-208).

 



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