Bi2424 Metody terénního výzkumu
Mgr. Mikoláš Jurda, Ph.D.
Komplexní analýza nálezové situace, in-situ analytické odběry a bioarcheologie
Komplexní analýza na základě 3D digitalizace – virtuální tafonomie
o snaha interagovat odkryv a jeho 3D dokumentaci s osteologickou analýzou pozůstatků
s cílem pomoci při interpretaci nalezeného
o těla jako nedílné součásti nálezové situace, ovlivňované okolím a na okolí působící
Komplexní analýza na základě 3D digitalizace – praktický příklad
o analýza koster nalezených v rámci domu,
kruhová pevnost (460–490 AD)
o fotogrammetrická dokumentace
postupného odkryvu v rámci dvou sezón
výzkumu
(mapsmania)
Komplexní analýza na základě 3D digitalizace – praktický příklad
(Wilhelmson a Dell‘Unto 2015)
Komplexní analýza na základě 3D digitalizace – praktický příklad
o zachovalost jednotlivých částí
(anatomical representation) v
závislosti na
křehkosti
technice vyzvednutí
aktivitě zvířat, rostlin a lidí
o primární uložení – anatomické
vztahy jsou zachovány
o včetně drobných kůstek
o jednotlivé klouby se liší ve své
trvanlivosti
Komplexní analýza na základě 3D digitalizace – praktický příklad
o nekrodynamika
posun pozůstatků v rámci rozkladu, který
je funkcí polohy pozůstatků a
dostupného místa. Jde o dynamický
proces, protože místo v okolí pozůstatků
není konstantní veličina
(Schmitt et al. 2006)
Komplexní analýza na základě 3D digitalizace – praktický příklad
o vzorce zlomenin
distribuce a typ – ante-mortem, perimortem,
post-mortem
(Moraitis a Spiliopoulou 2006)
Komplexní analýza na základě 3D digitalizace – praktický příklad
o kosti ruky jsou in-situ artikulované (stejně jako většina dalších kloubů náchylných k
rozložení) a prostřední články jsou v anatomických polohách -> tzv. po uplynutí ca dvaceti
dní už s tělem nikdo nehýbal
o zároveň jsou některé velké kosti mírně posunuté – tzn. v okolí těla byl prostor (asi dům)
o lokální okus nenarušil anatomickou pozici a jen na dlouhodobě exponovaných částech
kosti, pravděpodobně je tedy způsobem post-mortem hlodavci a ne mrchožrouty v
průběhu rozkladu
Komplexní analýza na základě 3D digitalizace – praktický příklad
o četné post-mortem zlomeniny, především dlouhých kostí a bilaterálně, ale u každého
jedince mírně odlišně, a nenarušující výrazně anatomickou polohu kostí
Komplexní analýza na základě 3D digitalizace – praktický příklad
dva jedinci současně pohřbení v dutém prostoru
bez přístupu mrchožroutů – stavba držela a dveře byly zavřené
až nakonec zkolabovala. To ale nemohlo trvat zase příliš dlouho, protože některé
klouby zůstaly artikulovány
padající trámy způsobily příčné fraktury, z nichž je možné odvodit konstrukci stavby
po spadnutí a vzniku fraktur byly některé elementy stejně přístupné – proto mohlo dojít k
okusu (který ale pohnul pouze oddělenou částí kosti)
Komplexní analýza na základě 3D digitalizace – hrobové jámy
o vizualizace jednotlivých fází odkryvu
o vizualizace celkové morfologie
o objemové výpočty
(Callieri et al. 2011)
Vlastnosti hrobové jámy
Čím byl hrob vykopán?
o jde v průměru o 2 x 0,5 x 0,5 m, což znamená
přemístění půl tuny zeminy (Hunter a Cox 2005)
(Hochrein 2002)
o výsledek kopání, uložení a zaplnění
o zásadní je nenarušit původní podobu hrobu
tvar stěn + stopy nástrojů
(rýč, lopata, zahradní vidlička…)
tvar dna – například stopy pneumatik v případě
masových hrobů
o tvar hrobu může spojit různé případy
Vlastnosti hrobové jámy
Byl vykopán ve spěchu?
mělká nepravidelná jáma hluboká, pečlivě připravená jáma
připravený činafekt?
Byla jáma předpřipravená?
naváté usazeniny
splavené stěny
Vlastnosti hrobové jámy
Poskytuje důkazy ohledně PMI?
čerstvý zásyp, bez vegetace, hlína v okolí – recentní uložení
prorůstání kořenů, odseknutých při hloubení jámy
makrozbytky rostlin (listy, květy), pyl
Jde vůbec o pohřeb?
Jsou nějaké indicie ukazující na příčinu smrti,
totožnost?
Postupná digitalizace vrstev – objemové skenování (výpočetní tomograf)
o kvantita a kvalita kostí
o možnost analyzovat kosti před
případnou destrukcí během exkavace
o zhodnocení objemu (pokud
samotných kostí, tak pracné, pokud
měřením urny, pak snadné)
o plánování exkavace
o lokalizace artefaktů
Postupná digitalizace vrstev
o postupný odkryv kremací
vyzvednutých en-bloc s registrací
identifikovaných fragmentů v
jednotlivých vrstvách
Postupná digitalizace vrstev Dobronín, oběti poválečného násilí
Postupná digitalizace vrstev
Dětkovice, H123, tři fáze odkryvu v
bloku vyzvednutého dětského
hrobu
Měření délky těla z měření in-situ
o od nejdistálnějšího bodu talu k bodu, kterým prochází
vertikála vedená vrcholem lebky; měřidlo přitom může
kopírovat zakřivení kostry
o odchylka 1,3–1,5 cm
o použitelné pro historické populace
r = 0,95
Analýza sedimentu, zbytků jídla, archeoparazitologie
o vzorky půdy z pánevní oblasti +
kontrolní vzorky půdy
o snad i rozdíly mezi vzorky z
různých částí trávicího ústrojí
o zbytky zachycené v zubním
kameni
o koprolity
složení potravy v
době před smrtí
vhled do
lékařských praktik
propojení mezi
osobami
balzamovací
metody a ritus
parazité
Analýza sedimentu z břišní oblasti a dalších míst hrobu
pyl, makrobotanika a
fauna
Turros et al. 1994
o makrobotanické zbytky
Floridského pohřebiště
Windover (ca 7400 BP)
o břestovec západní, tupela
lesní, palmové zelí (Sabal
palmetto), bez
jedinec 125
o 70letá žena
o přes 3 000
semínek bezu
o kosti ryb
bobule a další
plodiny dozrávající
v pozdním létě
Berg 2002
Dánsko (1100 a 1250 n. l.) –
puškvorec (calamus),
třezalka, cesmína
Arizona (1250-1350 n.l.) –
larea
složení potravy v
době před smrtí
vhled do
lékařských praktik
propojení mezi
osobami
balzamovací
metody a ritus
parazité
Analýza sedimentu z břišní oblasti a dalších míst hrobu
propojení mezi
osobami
(forenzní
antropologie)
Analýza sedimentu z břišní oblasti
složení potravy v době
před smrtí
vhled do
lékařských praktik
spojení více obětí
stejným obsahem
žaludku (Lane 1990)
pyl a zbytky rostlin – často se nedochovají
balzamovací
metody
pohřební
výbava
chování oběti před smrtí
(Lane 1990)
Analýza sedimentu z břišní oblasti
složení potravy v
době před smrtí
vhled do
lékařských praktik
propojení mezi
osobami
balzamovací
metody a ritus
Charlier et al. 2013
o analýza údajného balzamovaného srdce Richarda I
(Rouen !)
o myrta, máta, sedmikrásky
o vápenec, rtuť, pryskyřice
parazité
Analýza sedimentu z břišní oblasti
Deforce et al. 2015
o Nivelles, střední Belgie
o opatský komplex, 7. století
o vysoký obsah pylu obilovin i ve
vzorcích mimo pánev ukazuje na
použití slámy při pohřebním ritu
složení potravy v
době před smrtí
vhled do
lékařských praktik
propojení mezi
osobami
balzamovací
metody a ritus
parazité
(Pieter Breughel st.)
Analýza sedimentu z břišní oblasti
Marc Ruffer 1910 – archeoparazitologie
o vajíčka krevničky močové v ledvině staroegyptské
mumie
o koprolity, latríny, sedimenty
složení potravy v
době před smrtí
vhled do
lékařských praktik
propojení mezi
osobami
balzamovací
metody a ritus
parazité
o prvoci – detekce antigenů (imunoessay) nebo
projevu na kostře
o helminti – vajíčka v sedimentu, koprolitech,
latrínách, ale taky na podlahách atp.
(mikroskopické vyšetření)
o DNA
o výzkum evoluce a diverzifikace parazitů
Analýza sedimentu z břišní oblasti
složení potravy v
době před smrtí
vhled do
lékařských praktik
propojení mezi
osobami
balzamovací
metody a ritus
parazité
o chování a migrace historických populací
(mobilita, velikost skupin, tepelná
úprava jídla, typ zemědělství)
(Hugot et al. 1999, prevalence roupa
dětského vs. velikost a typ osídlení)
Analýza sedimentu z břišní oblasti
složení potravy v
době před smrtí
vhled do
lékařských praktik
propojení mezi
osobami
balzamovací
metody a ritus
parazité
o chování a migrace historických populací
(mobilita, velikost skupin, tepelná
úprava jídla, typ zemědělství)
o přítomnost měchovců a
tenkohlavců na
Americkém kontinentě
ukazuje na nearktickou
migrační trasu
Analýza sedimentu z břišní oblasti
Rácz et al. 2015
o Nivelles, střední Belgie
o opatský komplex, 7. století
o koprolity
o všichni tři jedinci pozitivní nález tenkohlavce
(Trichuris trichiura) a škrkavky (Ascaris
lumbricoides)
o jedinec 122 s těžkou parazitickou infekcí (53–
315 samic tenkohlavce) pravděpodobně
spojena se smrtí
složení potravy v
době před smrtí
vhled do
lékařských praktik
propojení mezi
osobami
balzamovací
metody a ritus
parazité
lidská kostra jako zdroj informací o:
o zdraví a prospívání
o dietě
o životním stylu
o násilí a nemocech
o původu
o demografii
Bioarcheologie
příčiny a následky adaptivních změn
biologický odraz migrace
odlišnosti dostupnosti potravy a dalších
zdrojů
konflikty a války
Především ve spojení s:
přechodem k zemědělství
změnou mobility
vzrůstající komplexitou společností, indrustrializací
Bioarcheologie – výživa a prostředí – analýzy stabilních izotopů
o zásadní pro prospívání
o souvisí se strukturou populace a také například se
vzorcem osídlení
o zkoumatelná na základě analýzy zastoupení
lehkých izotopů v kostech
13C/12C
o zdrojem variability je fotosyntéza a zabudování
rostlinných izotopů do tkání konzumentů
C3, C4, CAM rostliny
o rozdíly v poměru izotopů v biomase rostlin ->
změny poměru izotopů v lidských tkáních
(kolagen)
(Henke 2014)
mořské (ca -19‰) vs. suchozemské
Bioarcheologie – dieta a výživa
C3, C4, CAM rostliny
o kukuřice byla hlavní C4 rostlinou
konzumovanou člověkem – na
poměrech izotopů je znát
postup domestikace
pokud C4 nejsou v jídelníčku,
dovoluje rozlišit mezi mořskou a
suchozemskou stravou
Bioarcheologie – dieta a výživa
14N/15N
o vyšší koncentrace 15N s růstem pozice v
potravní pyramidě
o vyšší koncentrace 15N v mořské potravě (a tedy
i floře a fauně)
o podíl mořské a sladkovodní potravy
o kojení a odstav
o dostupnost potravy v závislosti na postavení
(Pearsall 2008)
Bioarcheologie – migrace
87Sr/ 88Sr
o různě zastoupeno v půdě
o migrace
16O/18O
o koncentrace ve vodě
závislá na teplotě
o migrace
o rekonstrukce klimatu
Bioarcheologie – choroby a zdraví
o úzká vazba chorob na velikost populací a vzorec osídlení
o většina nejvážnějších akutních infekčních chorob nemá
odraz ve skeletu!!!
o ten mají především ty chronické, tedy u těch, kteří přežijí
o nejen samotné rozšíření chorob, ale především jejich
vazba na kvalitu života
Diagnóza:
mikroskopicky
makroskopicky
radiologicky
DNA – rozšiřuje o choroby,
které se na kostech neprojevují
(Mann a Hunt 2013)
Bioarcheologie – choroby a zdraví
zubní kaz tuberkulóza lepra treponematózy
před objevem antibiotik mohl být
snadno zdrojem zánětu okolní
kosti a měkkých tkání
vazba na míru
konzumace sacharidů
– dovoluje sledovat
míru domestikace
rostlin (například na
konzumaci kukuřice;
Larsen 1997)
(Grauer 2012)
Bioarcheologie – choroby a zdraví
zubní kaz tuberkulóza lepra treponematózy
vrozená a
získaná syfilis
yaws
pinta
otázka
historického
původu této
nákazy
kolumbovská
prekolumbovská
unitární (Baker a Armelagos 1988)
(Vídeň 1498)
Bioarcheologie – stresové markery
všudypřítomný stres –> centrální téma přežití a
prospívání minulých populací
historicky přechod k zemědělství například nebo
kombinace fyzického stresu s chorobami
makroskopicky – prodloužená maturace, redukovaná
velikost (Dempsey et al. 1996), redukovaná rychlost
růstu, zvýšená míra fluktuační asymetrie, deformity
dlouhých kostí (Roberts a Manchester 1995),
hyperostózy spojené s anemií, defekty zubní skloviny
zuby – mikroskopicky – defekty skloviny
(Larsen 2002)
(Harrisovy linie;
radiopaedia.org)
Bioarcheologie – stresové markery
o akcentované linie na zubním výbrusu
v důsledku stresu narušujícího tvorbu
dentinu a skloviny (tedy působícího
během vývoje zubu)
(Hupková et al. 2016)
Bioarcheologie – traumata
před 580 AD
o zhojené depresní
fraktury
po 580 AD
o nezhojené depresní
fraktury
Odráží změny klimatu
o úbytek srážek, úbytek zdrojů, zvýšený stres,
zvýšená hustota osídlení
o výšený výskyt stresových markerů
(Pilloud et al. 2016)
Lambert 1997
o JV Kalifornie (7 500 roků trvající
osídlení)
Lambert 1997
o JV Kalifornie (7 500 roků trvající
osídlení)
Bioarcheologie – trasologie povrchu skloviny
(Larsen 2002)
o přechod od L&S k zemědělství
(Molleson a Jones 1991; Molleson et
al. 1993)
zvýšení obrusu v důsledku
přechodu na hrubější typy obilovin
snížení obrusu v důsledku
úpravy potravy
Kosterní sbírky – Hamann-Todd collection
Původ pozůstatků: nevyzvednutá těla a těla používaná pro
výuku na Case Wester University (Cleveland, Ohio)
původem z márnice okresu Cuyahoga a clevelandských
nemocnic (USA)
Kohorta: + 1893–1938 (také období shromažďování sbírky)
Obsah dokumentace: dožitý věk, pohlaví, populační
příslušnost, příčina úmrtí, přítomnost patologií a někdy
také výška a váha
Dožitý věk: dospělí i nedospělí (0–105 let)
Etnický původ: specifikován v termínech White a Black
Počet jedinců: více než 3100 (+ více než 900 koster
primátů)
Uložení: Cleveland Museum of Natural History (Cleveland,
Ohio, USA)
Kosterní sbírky – Terry collection
Původ pozůstatků: většinou těla používaná k výuce
anatomie, původem hlavně z oblasti St. Louis (Missouri,
USA)
Kohorta: *1828–1943, +1920–1965
Obsah dokumentace: pohlaví, dožitý věk (udaný
samotnými probandy), etnický původ. Záznamy z pitvy
obsahující výsledek vyšetření. V některých případech
fotografie těl, posmrtné masky a vzorky vlasů
Počet jedinců: ca 1728
Uložení: Department of Anthropology of the National
Museum of Natural History of the Smithsonian
Institution (Washington, D.C., USA)
(Hunt a
Albanese 2005)
Kosterní sbírky – Howells craniometric data set
Původ pozůstatků: pouze naměřené lebeční rozměry
Kohorta: +16. století BC – 20. století AD
Obsah dokumentace: pohlaví (často odhadnuté),
etnický původ
Etnický původ: celkem 28 populací, různě
charakterizovaných
Počet jedinců: 2524
(https://web.utk.edu/~auerbach/HOWL.htm)
Kosterní sbírky – FDB – Forensic Anthropology Data Bank
Původ dat: pouze naměřená data –
kraniální a postkraniální míry, stupeň
obliterace lebečních švů, hodnocení znaků
používaných metodami pro odhad věku,
hodnocení nemetrických znaků na lebce,
trauma, hodnocení vrozených anomálií,
hodnocení chrupu, v některých případech
3D souřadnice vybraných bodů
Kohorta: * od 1930, + od 1986
Obsah dokumentace: pohlaví, etnický
původ, dožitý věk, místo narození, lékařské
záznamy, povolání, výška postavy, váha
Počet jedinců: 3400 (z toho 2400 s
dokumentovaným pohlavím a etnickým
původem)
etnická White m/f – Euroameričané, někteří narozeni v Evropě
Black m/f – Afroameričané, celé území Spojených Států
Hispanic m/f – příslušnost určena „podle kontextu“, většina z
Nového Mexika
American Indian m/f – for. případy z jihozápadu US + pozitivně
identifikované případy z 19. století
Japanese m/f – region Kanto, Japonsko
Vietnamese m – oběti rudých Kmérů z Kambodži
Chinese m – Honk-kong
Guatemalan m – recentní případy
Kosterní sbírky – Lisabon – Luís Lopes Collection
Původ pozůstatků: opuštěné hroby z okolí Lisabonu, lidé
s portugalským původem, část narozená v někdejších
portugalských koloniích. Celkově nižší a střední městská
vrstva
Tvořeno: od 1981
Kohorta: *1805–1972, +1880–1975
Obsah dokumentace: pohlaví, dožitý věk, místo narození,
původ, příčina smrti, další údaje jsou dohledatelné přes civil
registration number
Dožitý věk: 0–98 let
Etnický původ: specifikován původ jedinců
Počet jedinců: 1692, k dispozici zatím 699 (Cardoso 2006)
Uložení: Departamento de Zoologia e Antropologia (Museu
Bocage), Museu Nacional de História Natural (Lisabon,
Portugalsko)
Kosterní sbírky – Pachnerova sbírka
Původ dat: jedinci ze sociálně slabších vrstev
Kohorta: + 1934–1935
Obsah dokumentace: pohlaví, dožitý věk,
tělesná výška, rok narození, datum pitvy, jméno
Dožitý věk: 20–84 let
Etnický původ: nespecifikován
Počet jedinců: původní sbírka rozšířena na ca
290 jedinců
Uložení: Lékařská fakulta, Univerzita Karlova,
Praha
Co jsou sbírky?
o kontrola nad tím, jestli daná sbírka reprezentuje danou populaci je iluzorní
o dokumentovaná ≠ reprezentativní! – ne každý jedinec v populaci má stejnou šanci, že se
stane součástí sbírky
o kdo má motivaci darovat tělo?
vzdělání (Wilson et al. 2007)
o kdo se s největší pravděpodobností
„stane“ soudně-lékařským případem?
nižší vrstvy s nižším vzděláním
(individuální vnímání a postoje k
pitvě, výzkumu, darování těla)
společenské postavení (Sanner 1994)
etnicita a kultura (Denninghoff
2000; Orlowski a Vinicky 1993)
Co jsou sbírky?
o převaha mužů – ve všech 12 severoamerických
dokumentovaných sbírkách (Komar, Buikstra 2008)
(Komar a Grivas 2008)
o problematická s ohledem na
tvorbu metod pro odhad pohlaví
Co jsou sbírky?
o odchylky od věkového složení
populace
o zastoupení neodpovídající
skutečnosti vnáší chybu do
tvořených metod pro odhad
dožitého věku (Boldsen et al.
2002; Usher 202, s. 30)
Co jsou sbírky?
o odchylky v populační afinitě
o 17 % samo uvedlo etnickou
příslušnost, 23 % příbuznými, 60 %
soudním lékařem
o problematická kategorie – etnicita
není pevně daná kategorie jako spíše
společenský konstrukt
Co jsou sbírky?
o způsob úmrtí
o podreprezentování přirozené smrti
a naopak větší zastoupení osob,
které zemřely násilně (v soudnělékařském
souboru)
o v Tennessee méně fraktur, ale více
lékařských zásahů (Komar a
Lanthrop 2006)