Paläoamerikanische Nutzung der ausgestorbenen Megafauna wurde durch immunologische Blutrückstands- und Mikroverschleißanalyse aufgedeckt, North und South Carolina, USA

Wissenschaftliche Berichte Band 13, Artikelnummer: 9464 (2023) Diesen Artikel zitieren

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Frühere immunologische Studien im Osten der USA konnten keinen direkten Zusammenhang zwischen Paläoamerikanern und ausgestorbenen Megafauna-Arten nachweisen. Der Mangel an physischen Beweisen für das Vorhandensein einer ausgestorbenen Megafauna wirft die Frage auf: Haben die frühen Paläoamerikaner diese Tiere regelmäßig gejagt oder gefressen, oder waren einige Megafauna bereits ausgestorben? In dieser Studie an 120 paläoamerikanischen Steinwerkzeugen aus ganz North und South Carolina untersuchen wir diese Frage mithilfe der Crossover-Immunelektrophorese (CIEP). Wir finden immunologische Unterstützung für die Ausbeutung vorhandener und ausgestorbener Megafauna, einschließlich Proboscidea, Equidae und Bovidae (möglicherweise Bison antiquus), auf Clovis-Spitzen und Schabern sowie möglichen frühen paläoamerikanischen Haw River-Spitzen. Post-Clovis-Punkte wurden positiv auf Equidae und Bovidae getestet, nicht jedoch auf Proboscidea. Die Ergebnisse der Mikrobekleidung stimmen mit der Verwendung von Projektilen, dem Schlachten, dem Abkratzen frischer und trockener Häute, der Verwendung von ockerbeschichteten Trockenhäuten zum Heften und dem Tragen von Trockenfellscheiden überein. Diese Studie stellt den ersten direkten Beweis für die Ausbeutung der ausgestorbenen Megafauna durch Clovis und andere paläoamerikanische Kulturen in den Carolinas und im weiteren Sinne im Osten der Vereinigten Staaten dar, wo es im Allgemeinen nur eine schlechte bis gar keine Erhaltung der Fauna gibt. Zukünftige CIEP-Analysen von Steinwerkzeugen könnten Hinweise auf den Zeitpunkt und die Demographie des Zusammenbruchs der Megafauna liefern, der schließlich zum Aussterben führt.

Zahlreiche immunologische Studien zu prähistorischen Steinsplittern haben Beweise geliefert, die mit der Erhaltung prähistorischer Blutproteinrückstände übereinstimmen (Williamson et al.1; Downs und Lowenstein2; Gerlach et al.3; Hardy et al.4; Hyland et al.5; Kooyman et al.6; Kooyman et al.7; Lowenstein8,9; Loy und Dixon10; Newman11; Newman und Julig12; Newman et al.13; Moore et al.14; Shanks et al.15; Gill-King16; Seeman et al .17; Yohe und Bamforth18; Nowell et al.19). Diese Studien haben wertvolle Einblicke in prähistorische Mensch-Tier-Interaktionen mit konsistenten ökologischen Implikationen geliefert, die aus den archäologischen Aufzeichnungen abgeleitet wurden (dh Übereinstimmung zwischen konservierten Tierresten und immunologischen Ergebnissen). Beispielsweise haben Moore et al.14 eine große Anzahl von Gastrolithen und kalzinierten Fragmenten von Vogelknochen aus Flamingo Bay (38AK469) geborgen, was auf eine umfangreiche Verarbeitung großer Vögel hinweist. Immunologische Tests mittels Crossover-Immunelektrophorese (CIEP) identifizierten anschließend Truthahn zusammen mit Wachteln, Auerhühnern oder anderem Hühnergeflügel auf Steinwerkzeugen der Fundstelle. Trotzdem war CIEP nicht ohne Skeptiker.

In einer früheren Veröffentlichung (Moore et al.14) zitierten mehrere der Co-Autoren dieser aktuellen Arbeit die Arbeit von Shanks et al.15 und stellten fest, dass:

„Mehrere Studien haben Zweifel an der Zuverlässigkeit und Genauigkeit der CIEP-Ergebnisse geäußert, mit Skepsis hinsichtlich der Überlebensfähigkeit tierischer Proteine über lange Zeiträume und der Fähigkeit von CIEP, diese Rückstände zu identifizieren (z. B. Fiedel20; Grayson und Meltzer21; Vance22). Ungeachtet dieser Kritik erwiesen sich Proteine, die auf archäologischen und experimentellen Steinwerkzeugen gewonnen wurden, als hartnäckig (Shanks et al.23), wobei Proteinderivate in Steinmikrofrakturen als lineare Epitope konserviert wurden (Abbas et al.24; Sensabaugh et al.25,26; Shanks et al.15). Experimentelle Studien zeigen, dass Mikrofrakturen, die bei der Herstellung von Steinwerkzeugen entstehen, Proteine aufgrund der Kapillaraufnahme während der Werkzeugnutzung schnell absorbieren (Shanks et al.15). Die Absorption von Proteinen unter der Oberfläche des Artefakts dient wahrscheinlich dem Schutz und der Konservierung von Proteinen und verhindert deren Entfernung beim routinemäßigen Waschen der Artefakte nach der Bergung. Dies könnte erklären, wie Proteine durch immunologische Tests an stark verwitterten Steinwerkzeugen identifiziert werden können. Andere Ablagerungs- und Rückstandsfilme können auch tiefer eingebettete Proteine schützen, indem sie Mikrofrakturen ausfüllen und abdecken (Shanks et al.15). Somit können Proteine in lithischen Geräten sogar in Regionen konserviert werden, in denen saure Sandböden die Wahrscheinlichkeit einer Erhaltung der Fauna ausschließen“ (Moore et al.14).

Darüber hinaus geben Nowell et al.19 an, dass „…die Kombination aus Proteinen, Fettgewebe und Bodenpartikeln (wie sie sich auf einem Artefakt ansammeln würden, das beim Abkratzen von Haut usw. verwendet wird) resistent gegen Mikroben ist.“ Es ist außerdem nahezu unlöslich, insbesondere wenn das Fettgewebe durch taphonomische Prozesse in Adipozere umgewandelt wurde und Kalziumionen aus Wasser oder Boden mit hohem Mineralgehalt aufgenommen hat (Gill-King16). Experimentelle Tests an Steinwerkzeugen bestätigten diese Beobachtung.“

Angesichts des Fehlens von Beweisen für eine ausgestorbene Megafauna in früheren immunologischen Studien im Südosten (z. B. Goodwin et al.27; McAvoy und McAvoy28,29; Moore et al.14) und des relativ geringen Prozentsatzes an Artefakten, die typischerweise Reaktionen auf Antiseren hervorrufen, ist die Zweck dieser Studie ist es, eine viel größere Stichprobe paläoamerikanischer Bifaces und Scraper (n = 120) zu untersuchen, um festzustellen, ob Blutproteinrückstände ausgestorbener Megafauna vorhanden sind. In dieser Studie haben wir 120 paläoamerikanische Steinwerkzeuge aus ganz North und South Carolina gesammelt und mithilfe der Crossover-Immunelektrophorese (CIEP) auf Proboscidea, Equidae, Camelidae und Bovidae getestet. Zusätzliche immunologische Tests wurden für lebende Tiere durchgeführt, darunter Cervidae, Canidae, Leporidae, Felidae und Ursidae.

Der Mangel an Blutrückständen, die auf eine ausgestorbene Megafauna aus früheren Studien im Südosten schließen lassen, ist verwirrend, könnte aber einfach mit der begrenzten Anzahl getesteter Artefakte zusammenhängen. Wenn durch CIEP festgestellt werden kann, dass ausgestorbene Megafauna vorhanden war und von paläoamerikanischen Jägern und Sammlern in den Carolinas gejagt/geplündert wurde, gibt es möglicherweise erhebliche Auswirkungen auf das Verständnis früher Mensch-Tier-Interaktionen in einer Region der USA, die typischerweise nur eine minimale Knochenerhaltung aufweist terrestrische Umgebungen. Die Identifizierung ausgestorbener Megafauna-Blutrückstände hat auch Auswirkungen auf den Zeitpunkt des Aussterbens der Megafauna in der Region, die ökologischen Bedingungen im Zusammenhang mit der Anwesenheit oder Abwesenheit dieser Tiere in der Landschaft und unsere Annahmen über die Verfügbarkeit und die relative Bedeutung dieser Arten in die Ernährung verschiedener paläoamerikanischer Kulturen (Faith und Surovell30; Gill et al.31; Russell et al.32).

Zu den paläoamerikanischen Artefakten (n = 120), die in ganz North und South Carolina gesammelt wurden, gehörten Artefakte, die in örtlichen Kreismuseen, Militäreinrichtungen, Universitäten und Privatsammlungen aufbewahrt werden. Zu diesen Artefakten gehören 71 Clovis-Spitzen, zwei einseitige Schaber, 31 frühpaläoamerikanische Haw River-Spitzen, 11 vollgeriffelte Redstone-Spitzen, zwei Simpson-Spitzen, eine Quad-Spitze, eine Cumberland-Spitze und eine Beaver Lake-Spitze (Abb. 1; Ergänzungstabelle 2). . Die überwiegende Mehrheit dieser Artefakte stammt aus dem Oberflächenkontext; Allerdings wurden ein Clovis und zwei zugehörige einseitige Schaber gemeinsam im Rahmen eines archäologischen Sanierungsprojekts in einem tief vergrabenen alluvialen Kontext bei 38LX531 (Tree House Site) am Saluda River in South Carolina ausgegraben (Nagle und Green33: Abb. 9.1). Die Clovis-Artefakte aus 38LX531 wurden in einer Tiefe von mehr als 2 m in einer Schwemmlandsequenz gefunden, die durch paläoamerikanische Besetzungen gut geschichtetes Waldland enthielt (Nagle und Green33). Ein Redstone-Spitzenfragment wurde auch aus dem Sandstone Ledge Rockshelter (38LX283) in South Carolina ausgegraben (Steen und Judge34) (Ergänzungstabelle 2).

Standorte getesteter Artefakte nach Bundesstaat und Landkreis mithilfe von CIEP. 30-m-Digitale Höhenkarte (DEM), erstellt in der ArcGIS-Software (v.10.4.1).

In allen Fällen wurden paläoamerikanische Artefakte zuvor aufbewahrt/inspiziert und einige, aber nicht alle, wurden vor der Durchführung dieser Studie gewaschen und beschriftet. Das äußerst begrenzte Vorkommen vergrabener paläoamerikanischer Stätten in den Carolinas untersagte die Verwendung jeglicher „unberührter“ oder ungehandhabter/ungewaschener Artefakte in dieser Studie. Die Autoren erkennen an, dass eine Kontamination nach der Ablagerung möglich ist, wir argumentieren jedoch, dass dies eine unwahrscheinliche Quelle für mit CIEP nachgewiesene tierische Proteine ist. Dies liegt daran, dass Blutproteinrückstände prähistorischer Tierarten als lineare Epitope in Steinmikrofrakturen erhalten bleiben, die durch die Ansammlung von Sedimenten und Lipiden während der Verwendung des Artefakts bei Schlacht- oder Jagdaktivitäten versiegelt werden (Shanks et al.15; Nowell et al.19). ). Neuere tierische Proteine, die in Sedimenten in Form von Urin oder Kot vorkommen könnten, werden wahrscheinlich nicht in längst gefüllten Mikrofrakturen absorbiert. Darüber hinaus werden moderne tierische Proteine im Urin oder im Kot auf der Oberfläche von Artefakten oder in Oberflächensedimenten schnell abgebaut. Es gibt eine Reihe von Studien, die belegen, dass die Überlebenszeit von Immunglobulinproteinen auf oder im Boden selbst unter idealen Bedingungen weniger als zwei Jahre beträgt (Nowell et al.19). Darüber hinaus weisen nicht zirkulierende Körperflüssigkeiten Immunglobulinkonzentrationen auf, die um Größenordnungen geringer sind als die anderer Flüssigkeiten wie Blut, Lymphe und interstitielle Flüssigkeit [wie im Fettgewebe].

Insbesondere Urin sollte einen extrem niedrigen Immunglobulingehalt haben [nahezu Null, wenn nicht sogar Null], da die Nierenfunktion darauf ausgelegt ist, Blutzellen und Proteine in unserer Blutzusammensetzung zurückzuhalten und nicht auszuscheiden (Williamson et al.1).

CIEP. Die Ergebnisse der Crossover-Immunelektrophorese (CIEP)-Analyse an 120 paläoamerikanischen Steinwerkzeugen umfassten Tests auf ausgestorbene und rezente Tiere (Abb. 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 und Tabelle 1). Zu den ausgestorbenen Arten gehören Proboscidea, Equidae und Bovidae, die 18 positive Reaktionen oder 15 % der 120 gegen verfügbare Antiseren getesteten Artefakte hervorriefen. Dazu gehörten fünf positive Reaktionen auf Proboscidea (vier Clovis-Artefakte und ein möglicher früher paläoamerikanischer Haw River-Punkt), vier positive Reaktionen auf Equidae (zwei Clovis-, ein Redstone- und eine wahrscheinliche Clovis-Variante) und neun positive Reaktionen auf Bovidae (vier Clovis-Punkte). , ein Clovis-Seitenkratzer, drei Redstone-Punkte und ein möglicher frühpaläoamerikanischer „Haw River“-Punkt) (Abb. 2, 3, 4, 8; Tabelle 1). Eine Liste der Artefakte, die negativ auf Blutrückstände getestet wurden, finden Sie in den Zusatzinformationen (Ergänzungstabelle 3).

Paläoamerikanische Artefakte, die positiv für Proboscidea sind: (a) Clovis-Spitze aus Hampton County, South Carolina (Nr. 1), (b) Clovis-Endschaber aus Lexington County, South Carolina (Nr. 29), (c) Clovis aus Darlington County, South Carolina ( #66), (d) mögliches frühes paläoamerikanisches Haw-River-Biface (#117) und (e) großes Clovis-Messer aus Williamsburg County, South Carolina (#120) (Tabelle 1).

Paläoamerikanische Artefakte, die für Equiden positiv sind: (a) Clovis Point aus Lancaster County, South Carolina (#101), (b) Clovis Base aus Kershaw County, South Carolina (#94), (c) Redstone aus Martin County, North Carolina (# 93) und (d) Beaver Lake Point aus Aiken County, South Carolina (#85) (Tabelle 1).

Paläoamerikanische Artefakte, die für Bovidae positiv sind: (a) Clovis-Punkt aus Edgefield County, South Carolina (#54), (b) Redstone-Punkt aus Allendale County, South Carolina (#38), (c) Clovis aus Lexington County, South Carolina (# 37), (d) Clovis aus Lexington County, South Carolina (#61), (e) Clovis aus Lexington County, South Carolina (#27), (f) Clovis Side Scraper aus Lexington County, South Carolina (#28), (g) Redstone aus North Carolina (#74), (h) Redstone-Basis aus South Carolina (#46) und möglicher früher paläoamerikanischer Haw River Point aus Allendale County, South Carolina (#114) (Tabelle 1).

Paläoamerikanische Artefakte, die positiv auf Cervidae sind: (a) Clovis-Punkt aus Orangeburg County, South Carolina (#59), (b) Clovis-Punkt aus Marlboro County, South Carolina (#52), (c) Clovis-Punkt aus Richland County, South Carolina (# 80), (d) Clovis aus Hampton County, South Carolina (#4) (Tabelle 1).

Für Canidae positive paläoamerikanische Artefakte: (a) Redstone-Punkt aus Cumberland County, North Carolina (Nr. 106) und (b) Clovis-Punkt aus Charleston County, South Carolina (Nr. 45) (Tabelle 1).

Paläoamerikanisches Artefakt positiv für Ursidae: Möglicher früher paläoamerikanischer Haw River-Punkt aus Allendale County, South Carolina (Nr. 109) (Tabelle 1).

Standorte nach Bundesstaat und Kreis des CIEP testeten Artefakte und positive Reaktionen für Equiden, Rinder und Rüsseltiere (Tabelle 1). Ein Artefakt (Nr. 46; positiv für Bovidae) stammt aus South Carolina, hat aber keine genaue Herkunft und ist nicht in der Abbildung dargestellt. 30-m-Digitale Höhenkarte (DEM), erstellt in der ArcGIS-Software (v.10.4.1). Das Equidae-Bild (Pleistozän-Pferd) wird mit Genehmigung von Benji Paysnoe verwendet und ist Eigentum des National Parks Service (NPS) und ist gemeinfrei. Das Bovidae-Bild (American Bison) von Chris Woolley wird mit Genehmigung von Connie Woolley reproduziert und das American Mastodon-Bild mit freundlicher Genehmigung von La Brea Tar Pits, Los Angeles County Museum of Natural History.

Standorte nach Bundesstaat und Kreis des CIEP testeten Artefakte und positive Reaktionen für Cervidae, Canidae und Ursidae (Tabelle 1). 30-m-Digitale Höhenkarte (DEM), erstellt in der ArcGIS-Software (v.10.4.1). Mit KI-Software von Midjourney© erstellte Tierbilder.

Der geringe Prozentsatz an Artefakten, bei denen Blutrückstände positiv sind, ist wahrscheinlich darauf zurückzuführen, dass die überwiegende Mehrheit der getesteten Artefakte an oder in der Nähe der Oberfläche gefunden wurde, wo sie jahrtausendelang der Witterung ausgesetzt waren. Dies wird durch die Tatsache gestützt, dass drei tief vergrabene Clovis-Artefakte aus einer archäologischen Schadensbegrenzung am Tree House Site (36LX531) in South Carolina alle positive Reaktionen auf Antiserum hervorriefen (Tabelle 1). Im Vergleich dazu waren 26 % der ausgegrabenen paläoamerikanischen und früharchaischen Artefakte in Flamingo Bay (38AK469) am Savannah River Site (SRS) in South Carolina positiv auf verfügbares Antiserum (Moore et al.14). Am Mammutstandort La Prele (Mackie et al.35) in Wyoming erzeugten fast 70 % der ausgegrabenen Artefakte positive immunologische Reaktionen, während in Hell Gap nur etwa 15 % der ausgegrabenen Artefakte positiv waren (Shimek et al.36). . Insgesamt unterstützen diese Studien eine bessere Konservierung von Blutrückständen auf vergrabenen Artefakten, allerdings mit Ausnahmen von der Regel, die auf Unterschiede in der Bodenchemie oder sogar Unterschiede in den Brucheigenschaften von lithischem Rohmaterial zurückzuführen sein können.

Zu den immunologischen Tests für lebende Tiere gehörten Cervidae, Canidae, Leporidae, Felidae und Ursidae. Diese Analyse ergab sieben positive Reaktionen (6 % von 120 getesteten Artefakten), darunter vier für Cervidae (vier Clovis-Punkte), zwei für Canidae (ein Redstone- und ein Clovis-Punkt) und eine für Ursidae (ein möglicher früher paläoamerikanischer Haw River-Punkt). (Abb. 5, 6, 7 und 9, Tabelle 1).

Mikrobekleidung. Sieben Werkzeuge aus der Studienprobe, die positiv auf Blutrückstände waren, wurden für die Hochleistungs-Mikroverschleißanalyse unter Verwendung der Keeley-Methode ausgewählt (siehe Kimball37; Moore et al.14). Diese Werkzeuge wurden auch ausgewählt, da sie aus höherwertigem Chert oder Jaspis bestehen und somit die beste Möglichkeit zur Erkennung von Mikroverschleißspuren bieten. Zu den spezifischen Werkzeugmorphologien gehören drei Clovis-Spitzen, eine Redstone-Spitze, ein Endschaber, ein Seitenschaber und ein großes Clovis-Messer. Die tierischen Rückstände sind Proboscidea (Clovis Knife-120 und End Scraper-29); Horntiere (Clovis Points-27, 54, Redstone Point-74 und Side Scraper-28); und Pferd (Clovis Point-101). Bei allen sieben Werkzeugen wurden Haftspuren dokumentiert – ein zusätzlicher Beweis dafür, dass sie von den Werkzeugherstellern verwendet wurden. Tabelle 2 gibt die Ergebnisse der Mikroverschleißanalyse wieder.

Clovis Knife-120 (Abb. 10) zeigte eine äußerst interessante Werkzeugbiographie. Dieses große (17,5 cm) bifaziale Messer mit dünnerer Basis (TT-2) wurde aus einem wahrscheinlich exotischen Hornstein gefertigt und nachdem es vom Benutzer weggeworfen wurde, zerbrach es in zwei getrennte Stücke, die fast wie durch ein Wunder im Abstand von weniger als einem Jahr gefunden wurden ein Oberflächenkontext. Eine Clovis-Zugehörigkeit für dieses Biface basiert auf dem Vorhandensein von überschießenden Flockennarben auf beiden Seiten, was ein Hinweis auf die Herstellung von Clovis-Biface ist. Auf einer Seite wird versucht, die Enden zu verdünnen oder zu riffeln, und für die Rückseite scheint eine Plattform eingerichtet zu sein. Es hätte weiter retuschiert werden können, um die andere Seite zu geriffeln, oder es hätte einfach so wie es ist als Messer mit Griff verwendet werden können, was durch die Analyse der Gebrauchsspuren angezeigt wird. Das Vorhandensein von Proboscidea-Blutrückständen auf diesem Werkzeug steht im Einklang mit einer Clovis-Zugehörigkeit. Das Messer wies deutliche Griffspuren (Abb. 11) und Mikroschlagfrakturen an beiden Seiten der distalen Spitze auf. Darüber hinaus gibt es innerhalb einer Impaktfraktur (PT-2a) einen Fleck mit Knochenpolitur. Während die Knochenpolitur darauf zurückzuführen sein kann, dass eine Projektilspitze während des Aufpralls auf den Knochen trifft, wurde experimentell dokumentiert (Kimball37: Abb. 3), dass dasselbe Muster das Ergebnis einer Schlachtung sein kann – in diesem Fall durch den Aufprall auf das Brustbein eines Hirsches während der experimentellen Schlachtung. An beiden Seitenrändern sind deutliche Gebrauchsspuren vom Metzgerhandwerk zu erkennen (UT-4).

Mikroverschleißanalyse für Artefakt Nr. 120 (Tabelle 2), die die Positionen von Haftspuren (HT-1), Mikroschlagfrakturen mit Knochenpolitur (PT-2), Scheidenverschleiß (ST-3) und basaler Ausdünnung (TT-5) zeigt. Frakturen nach der Ablagerung, Schlachtung (UT-4) und positives CIEP-Ergebnis (Tabellen 1 und 2). Das Bild des amerikanischen Mastodon wurde mit freundlicher Genehmigung von La Brea Tar Pits, Los Angeles County Museum of Natural History, zur Verfügung gestellt. Die Biface-Zeichnung stammt von Darby Erd.

Mikrofotografien für Artefakt Nr. 120 (Tabelle 2), die Haftspuren (HT-1), Schlagfraktur mit Knochenpolitur (PT-2), Scheidenabnutzungsspuren (ST-3) und Schlachtspuren (UT-4) zeigen.

Auf beiden Aspekten (ST-3) werden jedoch unterschiedliche Arten von Mikrospuren (Abb. 11; ergänzende Abb. 1a, b) beobachtet, die sehr gut entwickelt sind und sich von denen unterscheiden, die für die Metzgerei zu erwarten sind. Diese Mikrospuren sind denen am ähnlichsten, die durch das Abkratzen trockener Haut entstehen (ergänzende Abbildung 1c). Die Verteilung dieser Mikrospuren entlang der distalen, lateralen und medialen Teile des Messers lässt auf einen anderen Ursprung schließen. Kimball38 (Tafel 1f) beobachtete ein ähnliches Verteilungsmuster an einer großen Dalton-Spitze/Messer aus 11PK1771 im Westen von Illinois. In jüngerer Zeit van Gijn39:Abb. 7.11; van Gijn40:Abb. 6.4 dokumentierte auffallend ähnliche Mikrospuren (ergänzende Abbildung 1d, e) sowohl auf experimentellen als auch auf archäologischen Dolchen (skandinavische neolithische Dolche vom Typ III). Die Ähnlichkeit zwischen diesen „Hüllen“-Polituren und ihrer gemusterten Verteilung ist bemerkenswert (ergänzende Abbildung 1d, e). Allerdings unterscheiden sich die „Hüllen“-Polituren von Clovis Knife-120 etwas, was unserer Hypothese zufolge darauf zurückzuführen ist, dass die Clovis-120-Scheide aus getrockneter Haut besteht, in die möglicherweise feine Sedimentpartikel oder Ocker eingebettet waren.

Es gibt erhebliche Hinweise darauf, dass Clovis- und Redstone-Spitzen (Abb. 13, 14 und 15) hauptsächlich als Projektile und sekundär als Schlachtwerkzeuge verwendet wurden, wie an Clovis-Spitzen aus Williamson, VA (Kimball41), Flamingo Bay, SC (Kimball42) beobachtet wurde. , Birckhead, NC (Whyte und Kimball43); sowie mindestens einer der Clovis-Punkte, die unter anderem aus Gault, TX (Smallwood44) analysiert wurden. Wenn man akzeptieren kann, dass der Einsatz von Projektilen, gefolgt von der Schlachtung, ein erster Zyklus in den Werkzeugbiografien von Clovis ist, dann könnten absichtliche oder unbeabsichtigte Schnappbrüche zur Erzeugung von Schabe- oder Hobelkanten als sekundärer Zyklus angesehen werden, der in Williamson und Flamingo Bay dokumentiert ist. Das heißt, man kann eine allgemeine Clovis-Punktwerkzeugbiographie mit zwei allgemeinen Zyklen betrachten: (1) Punkte fungieren zunächst als Projektile und Schlachtwerkzeuge; und (2) dann werden die Punkte unterschiedlich modifiziert (Schnappbrüche oder Retusche des distalen Endes) in Hautschaber, Bohrer oder Stichel. Dieses Muster lässt sich an Clovis-Punkten aus Williamson, Flamingo Bay, Birckhead und Gault41,42,43,44 nachweisen.

Redstone-74 (Abb. 15) wies eine rötliche Mikrospur (HT-5) auf, die offenbar von einer Haftanordnung mit trockener Haut stammte, die mit Ocker imprägniert war (siehe Kimball61: Abb. A68). Diese ockerfarbene Trockenhautspur (Hafting Trace-Typ 9) wurde erstmals auf einem früharchaischen bifazialen Messer vom Hauptstandort in Kentucky dokumentiert (Kimball45: Anhang F-6; Abb. 9: C) (siehe ergänzende Abb. 2). Es ist auch auf Clovis-27 (HT-1) vorhanden. Ocker/Hämatit wird auch auf fünf mittelpaläoamerikanischen Bifaces am Standort Hipwater in Michigan dokumentiert (Lovis et al.46:323) von Donahue47. Beide Seitenkanten dieser Spitze wurden auch bei schwerer Schlachtung verwendet, was durch das Vorhandensein von frischem Fell und Fleischpolitur entlang der Kante sowie Flecken von Knochenpolitur erkennbar ist. Leichtes Schlachten erkennt man an Mikrospuren, die beim Durchschneiden von frischem Fell und Fleisch entstanden sind.

Bei zwei Schabewerkzeugen (Abb. 12) wurde festgestellt, dass sie konservierte Blutproteine für Proboscidea (Clovis End Scraper-29) und Bovidae (Clovis Side Scraper-28) aufweisen. Nach Modifikationen an den proximalen und beiden seitlichen Kanten wurde der Endschaber mit Stiel zum Schaben trockener Haut verwendet. Der Seitenschaber wurde am proximalen und distalen Ende modifiziert, um das Heften zu erleichtern, und an einer Seitenkante retuschiert, die dann zum Schneiden von Fleisch verwendet wurde.

Mikroverschleißanalyse für die Artefakte Nr. 29 und Nr. 28 (Tabelle 2), die die Position und Mikrofotografien für Heftspuren, Trockenhautschaben, Fleischschneiden, Kantenschleifen, Retuschieren und ein positives CIEP-Ergebnis für jedes Werkzeug zeigt (Tabellen 1 und 2). Das Bild des amerikanischen Mastodon wurde mit freundlicher Genehmigung von La Brea Tar Pits, Los Angeles County Museum of Natural History, und das Bovidae-Bild (amerikanischer Bison) von Chris Woolley wurde mit Genehmigung von Connie Woolley reproduziert.

Diese bedeutenden Ergebnisse haben Auswirkungen auf die Nutzung der Megafauna und die paläoamerikanische Archäologie der Region. Erstens ist dies unseres Wissens nach die einzige veröffentlichte immunologische Studie für den Osten der Vereinigten Staaten mit Hinweisen auf Blutproteinrückstände von Proboscidea und Equidae auf paläoamerikanischen Steinwerkzeugartefakten. Proboscidea-Blutrückstände sind auf vier Clovis-Artefakten vorhanden, darunter ein Endschaber aus einem vergrabenen Clovis-Kontext, ein großes exotisches Hornstein-Clovis-Messer, ein Küsten-Plain-Chert-Clovis, ein metavulkanisches Clovis-Spitze und ein frühpaläoamerikanisches Küsten-Plain-Chert-Haw-River-Spitze (Abb . 2 und 8; Tabelle 1). Hinweise auf Mikroverschleiß aus einer Stichprobe von Werkzeugen, die positiv auf Proboscidea, Equidae und Bovidae getestet wurden, zeigen, dass die Werkzeuge für erwartete Aufgaben im Zusammenhang mit der Verwendung von Projektilen sowie für die Schlachtung und das Abkratzen frischer und trockener Häute verwendet wurden (Tabelle 2).

Zweitens fand eine frühere Studie für die Region (Moore et al.14) bei einer kleinen Stichprobe paläoamerikanischer Artefakte aus South Carolina und Georgia keine Hinweise auf eine ausgestorbene Megafauna, sondern nur Hinweise auf noch lebende Tiere (z. B. Cervidae, Canidae, Leporidae). , Felidae und Ursidae) sowie Bovidae. Die vorliegende Untersuchung stimmt teilweise mit der früheren Studie überein, da sie ein starkes Vorkommen von Bovidae-Blutrückständen (n = 9) auf paläoamerikanischen Steinwerkzeugen zeigt, darunter vier Clovis, ein Clovis-assoziierter Seitenschaber, drei Redstone und ein Haw River (Abb. 4). und 8; Tabelle 1). Dies deutet auf eine starke paläoamerikanische Konzentration auf die Bisonjagd hin und hat Auswirkungen auf die ökologischen Bedingungen, die zu dieser Zeit wahrscheinlich in den Carolinas und Georgia herrschten (z. B. das Vorhandensein offener Graslandschaften, potenziell großer Wanderherden und die Entwicklung und Nutzung ausgedehnter Wildwege durch paläoamerikanische Jäger). -Sammler [z. B. Brooks et al.48; Moore und Irwin49]). Es gibt eine gut dokumentierte Änderung der Projektilpunktmorphologie zwischen Clovis- und Redstone-Spitzen, ausgehend von Klingenspitzenformen, die zum Durchstechen und Schneiden (Clovis-Punkte) und zum Durchstechen und Durchdringen (Redstone-Punkte) wirksam sind (Goodyear 50, 51) (ergänzende Abbildung 3). Die Redstone-Spitzen wären beim wiederholten Stechen und Zurückziehen eines Speers effektiver als beim Vernichten von Tieren in Herden. Zukünftige paläoamerikanische Siedlungs- und Subsistenzmodelle im Südosten sollten die Erkenntnisse der ausgedehnten Bisonjagd und deren Auswirkungen berücksichtigen.

Drittens sind Proboscidea-Reste an einem frühen paläoamerikanischen Haw River-Punkt vorhanden (Abb. 2d). Dieser Punkttyp ist undatiert, aber die Morphologie und die ausgedehnte Verwitterung des Hornsteins lassen auf eine frühpaläoamerikanische Zugehörigkeit schließen, möglicherweise vor Clovis (Painter52,53; Charles und Moore54; Whatley und Arena55; Gingerich und Childress56). Das Vorkommen von Proboscidea deutet darauf hin, dass die Haw River Points entweder zeitgleich mit oder früher als Clovis sein könnten. Nur weitere Forschung, einschließlich chronometrischer Datierung und Dokumentation dieses Punkttyps in einem eindeutigen stratigraphischen Kontext, wird die Frage klären, wo Haw River-Punkte chronologisch zueinander passen.

Viertens ist das Fehlen von Proboscidea-Rückständen auf Post-Clovis-Redstone, Cumberland, Quad und Beaver Lake zwar zu gering (n = 16), um in dieser Studie eine endgültige Aussage zu treffen, was jedoch hinsichtlich der möglichen Ausrottung verlockend ist von Mammuts und Mastodonen aus der Region zu Beginn oder während der frühen jüngeren Dryas. Rückstände von Equiden sind auf den Punkten Clovis (n = 2), Redstone (n = 1) und Beaver Lake (n = 1) vorhanden, was darauf hindeutet, dass das pleistozäne Pferd noch eine Zeit lang nach dem Einsetzen der jüngeren Dryas fortbestand, was mit der wahrscheinlichen Nachbeobachtung übereinstimmt -Pferdeknochen aus der Clovis-Zeit, die mit überfluteten Suwannee-Standorten in Flüssen im Norden Floridas (Dunbar und Vojnovksi57) in Zusammenhang stehen. Siehe ergänzende Informationen „Hintergrund zu Nicht-Clovis-Paläoamerikanischen Punkten“.

Diese Studie hat gezeigt, dass die immunologische Blutrückstandsanalyse von paläoamerikanischen Steinwerkzeugen verwendet werden kann, um Fragen der Mensch-Tier-Interaktionen und des Aussterbens selbst in Gebieten der Vereinigten Staaten zu beantworten, in denen es praktisch keine Knochenerhaltung gibt. Die Ergebnisse dieser Studie sind auch relevant für die anhaltende Debatte über die möglichen Auswirkungen der paläoamerikanischen Jagd auf das Aussterben der Megafauna, die ungelöst ist und weiterer Untersuchungen bedarf. Zu diesem Zweck besteht der nächste Schritt darin, eine viel größere Stichprobe von Arten unmittelbar nach Clovis zu testen, um den Zeitpunkt des Aussterbens der Megafauna im Südosten weiter zu bewerten und gegebenenfalls den Zusammenhang zwischen Aussterben/Aussterben von Arten und technologischen Veränderungen im Südosten zu bestimmen archäologische Aufzeichnungen und klimatologische Veränderungen im Zusammenhang mit dem Beginn der jüngeren Dryas.

(AINW) Das Residue Analysis Laboratory verwendet die Technik der Crossover-Immunelektrophorese (CIEP), um Proteinrückstände zu analysieren, die von der Oberfläche von Steinartefakten und anderen Objekten extrahiert wurden. Diese Technik wird in forensischen Labors häufig eingesetzt, um die Herkunft von Blutflecken als Beweismittel bei strafrechtlichen Ermittlungen zu bestimmen, und wurde vor kurzem für den Einsatz in der Archäologie angepasst, um Proteinrückstände auf Steinwerkzeugen zu erkennen. Die vom AINW Residue Analysis Laboratory verwendete CIEP-Methode basiert auf Techniken, die vom Royal Canadian Mounted Police Serology Laboratory in Toronto, Ontario (Culliford58; Newman11; Williams59) entwickelt wurden.

Die CIEP-Technik nutzt die Immunreaktion (Antikörper‐Antigen), das Prinzip, dass alle Tiere Immunglobulinproteine (Antikörper) produzieren, die als Teil des körpereigenen Abwehrsystems fremde Proteine (Antigene) erkennen und an sie binden. Die Fähigkeit von Antikörpern, Antigene aus Lösungen auszufällen, ist die Grundlage der CIEP-Analyse (Newman11:56). CIEP zeigt das Vorhandensein oder Fehlen eines bestimmten Antigens an und ist nicht als quantitativer Test konzipiert. Während andere Arten von Immunoassays effektiv zur Analyse von Blutproteinrückständen unter verschiedenen Bedingungen eingesetzt wurden, ist der CIEP-Test besonders geeignet, da er empfindlich genug ist, um Proteine in Konzentrationen von etwa zwei Teilen pro Million nachzuweisen, keine teure oder sperrige Ausrüstung erfordert, ist relativ schnell (ca. 48 Stunden pro Test) und kann problemlos und effizient mehrere Proben aufnehmen (Newman11:52).

Standardanalytische Verfahren begannen mit der Extraktion von Proteinen aus den 120 Artefakten. Die Artefaktextrakte wurden dann einzeln in Gele gegeben und mit der CIEP-Technik gegen die neun ausgewählten Antiseren getestet. Zusätzlich zu den Artefaktextrakten wurden mit jedem Gel positive und negative Kontrollseren mitgeführt. Dies wurde durchgeführt, um festzustellen, ob Verunreinigungen oder Fremdproteine vorhanden waren, die zu falsch positiven Ergebnissen führen könnten. Wenn ein anomales Ergebnis erzielt wird, beispielsweise wenn ein Extrakt mit einem negativen Kontrollserum reagiert, wird die Extraktlösung mit einem gleichen Volumen einer 1 %igen Lösung eines nichtionischen Detergens gemischt, um die Spezifität der chemischen Bindung zu erhöhen, und das CIEP-Verfahren erneut durchlaufen . Tritt nach der Zugabe des nichtionischen Detergens immer noch eine Reaktion auf, werden etwaige Reaktionen dieser Proben auf das Antiserum nicht berücksichtigt. Keiner der für dieses Projekt analysierten Extrakte reagierte mit der Negativkontrolle.

Die Artefaktextrakte wurden gegen neun Antiseren getestet, darunter Elefanten, Kamele, Pferde, Rinder, Bären, Hirsche, Hunde, Katzen und Kaninchen (siehe Ergänzungstabelle 1). Die Lösungen werden auf ein Gelsubstrat gegeben und einem elektrischen Strom ausgesetzt, der die Proteine zusammenfließen lässt. Durch eine Immunreaktion zwischen dem Extrakt und dem Antiserum bildet sich ein Niederschlag, der nach der Färbung sichtbar ist. Siehe Zusatzinformation „Blutrückstandsanalyse“.

Die Mikroverschleißanalyse hat sich als nützlich bei der Identifizierung von Aktivitäten erwiesen, die an archäologischen Stätten von Kulturen durchgeführt wurden, in denen Steinwerkzeuge verwendet wurden (Longo und Skakun60; van Gijn40). Auch wenn dies hier nicht im Detail besprochen wird (siehe Kimball61), kann die in dieser Studie verwendete Methode die Art des bearbeiteten Materials, die eingesetzten Aktionen und die Frage identifizieren, ob Hafting bei dem von Semenov62 entwickelten sogenannten „Hochleistungs“-Mikroskopansatz beteiligt war. von Keeley63 geklärt und von anderen verfeinert (siehe Rezensionen von Juel Jensen64; Yerkes und Kardulias65; van Gijn40,66).

Diese Analysen wurden mit einem metallurgischen Binokularmikroskop Olympus BH bei 50-, 100- und 200-facher Vergrößerung mit Auflicht und einem Dino-Lite AM4113TL-M40 USB-Mikroskop (5- bis 40-fache Vergrößerung) durchgeführt. Jedes archäologische Exemplar wurde digital fotografiert und dann vor der mikroskopischen Untersuchung in einem handelsüblichen Mehrzweckreiniger (Mr. Clean®) mit Ultraschall gereinigt. Im Allgemeinen wurde eine archäologische Probe mit 100-facher Vergrößerung gescannt, um das Vorhandensein von Mikrospuren festzustellen. Anschließend wurden die Bereiche mit potenziellen Mikrospuren mit 200-facher Vergrößerung untersucht. Sobald Spuren identifiziert wurden, die als Folge der Herstellung, Verwendung, Befestigung oder nach der Entsorgung erfolgten Veränderung identifiziert wurden, wurden die Stellen (für diskontinuierliche oder fleckige Spuren) oder die Verteilung dieser Stellen in die Artefaktzeichnung eingezeichnet. In den Abb. verwendete Codes. 10, 11, 12, 13, 14 und 15, um die allgemeine Klasse (Verwendungs-, Herstellungs-, Haft- und Nachentsorgungsspuren) und die Anzahl der Mikrospuren für jedes Werkzeug wie folgt aufzuzeichnen: UT = Verwendungsspur; HT = Haftspur; PT = Schlagbruch durch Projektion; TT = technologisch herstellungsbezogen; ST = Mikroverschleißspur aufgrund von Mantelverschleiß; und MT = Mikrospuren, die nicht auf Verwendung, Befestigung, Projektion oder Herstellung zurückzuführen sind.

Mikroverschleißanalyse für die Artefakte Nr. 101 und Nr. 27 (Tabelle 2), die Standorte und Mikrofotografien für Heftspuren, Schneiden/Sägen, Hautschaben, Mikroschlagfrakturen und frisches Hautschneiden/Zerlegen zeigt, mit positiven CIEP-Ergebnissen für jedes Werkzeug (Tabellen 1). und 2). Das Equidae-Bild (Pleistozän-Pferd) wird mit Genehmigung von Benji Paysnoe verwendet und ist Eigentum des National Parks Service (NPS) und ist gemeinfrei. Das Bovidae-Bild (Amerikanischer Bison) von Chris Woolley wird mit Genehmigung von Connie Wooley reproduziert.

Mikroverschleißanalyse für Artefakt Nr. 54 (Tabelle 2), die den Standort und Mikrofotografien für Haftspuren, Metzgerei und Mikroschlagfrakturen zeigt, mit einem positiven CIEP-Ergebnis (Tabellen 1 und 2). Das Bovidae-Bild (Amerikanischer Bison) von Chris Woolley wird mit Genehmigung von Connie Woolley reproduziert.

Mikroverschleißanalyse für Artefakt Nr. 74 (Tabelle 2), die die Lage und Mikrofotografien von Haftspuren, Schlachtspuren und Ockerrückständen zeigt, mit einem positiven CIEP-Ergebnis (Tabellen 1 und 2). Das Bovidae-Bild (Amerikanischer Bison) von Chris Woolley wird mit Genehmigung von Connie Woolley reproduziert.

Die Identifizierung von Mikrospuren erfolgte anhand einer Sammlung von über 300 Experimenten, die von Larry Kimball durchgeführt wurden. Der Großteil dieser Experimente und die beobachteten Mikrospuren aufgrund von Gebrauch, Projektion, Griff, versehentlichem Bruch, Trampeln und chemischer Veränderung werden vom Autor an anderer Stelle ausführlich dokumentiert (Kimball37,45,61,67,68,69,70; Moore et al.14). Drei der elf Arten von Haftspuren, die von Kimball61:93–95 ausführlich beschrieben werden; Kimball61: F4–F6) werden in dieser Analyse beobachtet.

Alle für die Bewertung dieser Arbeit erforderlichen Daten sind in der Arbeit und/oder den Zusatzinformationen enthalten. Die in dieser Arbeit untersuchten Artefakte wurden an ihre jeweiligen Eigentümer zurückgegeben und stehen den Autoren nicht zur Einsichtnahme zur Verfügung. Zusätzliche Daten zu diesem Artikel können beim entsprechenden Autor angefordert werden.

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Referenzen herunterladen

Die Autoren danken dem Heritage Trust Program des South Carolina Department of Natural Resources (SCDNR) für die Finanzierung dieser Forschung. Wir danken außerdem dem South Carolina Institute for Archaeology and Anthropology (SCIAA), den Vorstandsmitgliedern und Treuhändern des SCIAA Archaeological Research Trust (ART) und dem College of Arts and Sciences der University of South Carolina. Wir sind den zahlreichen Institutionen, Museen, Einzelpersonen und Hobbyarchäologen zu großem Dank verpflichtet, die Artefakte für diese Studie geliehen haben. Dazu gehören in keiner bestimmten Reihenfolge die Hampton County Historical Society und das Hampton County Museum in South Carolina; das Laurens County Historical Museum in South Carolina; das South Carolina Institute of Archaeology and Anthropology (SCIAA); der Southeastern Paleoamerican Survey (SEPAS); die Phelps Archaeology Laboratories an der East Carolina University in North Carolina; Dominion Energy in South Carolina; das Archäologische Institut des Pee Dee (AIPD) in Florence, South Carolina; und das US Army Basic Combat Training Museum in Fort Jackson in South Carolina. Zu den mit diesen Institutionen verbundenen Personen gehören LaClaire Laffitte und Mary Ann Sowell vom Hampton County Museum, gesponsert von der Hampton County Historical Society; Chan Funk (Archäologe bei der Fort Jackson Environmental Division); Henry Howe (Direktor des Basic Combat Training Museum in Fort Jackson); Doug Morrow (Leiter der Wildtierabteilung der Direktion für öffentliche Arbeiten in Fort Jackson); Amy Bresnahan (Dominion Energy); Laura Clifford (Laurens County Museum); Jim Legg (SCIAA); und Benjamin Zeigler (Vorstandsvorsitzender des Archaeological Institute of the Pee Dee). Wir sind auch Eugene Jhong, John Arena, Anthony Bowen, John Kolmar, Andee und Van Steen und Familie, Johnny Causey, Jim Michie, Larry Strong, Dennis Hendrix, Danny Greenway, Tommy Charles, R. Scott Jones und Carl Steen zu großem Dank verpflichtet , Chris Judge, Terry Ferguson, Jim Dunbar, Andrew Hemmings, JJ Lindler, Joe Wilkinson, Chris Young, Tariq Ghaffar, Jennifer Konarski, Tammy Herron, Nena Rice, Sidney Rainwater, Clint Stone und Wendy Moore für ihre Unterstützung bei dieser Recherche und Leihgabe Artefakte. Wir sind auch für Kommentare von Gutachtern dankbar, die das Papier erheblich verbessert haben.

SCDNR Heritage Trust Program, Abteilung Land, Wasser und Naturschutz, South Carolina Department of Natural Resources.

South Carolina Department of Natural Resources (SCDNR), Abteilung Land, Wasser und Naturschutz, Heritage Trust Program, PO Box 167, Columbia, SC, 29202, USA

Christopher R. Moore, Sean G. Taylor und Kiersten J. Weber

South Carolina Institute for Archaeology and Anthropology, University of South Carolina, 1321 Pendleton Street, Columbia, SC, 29208, USA

Christopher R. Moore, Albert C. Goodyear und Mark J. Brooks

Abteilung für Anthropologie, Appalachian State University, Boone, NC, 28608, USA

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Abteilung für Anthropologie, East Carolina University, Greenville, NC, 27858, USA

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John L. Fagan

WWAMI Medical Education Program, University of Wyoming, Dept. 4238 Health Sciences Bldg., Rm. 445E, 1000 E. University Avenue, Laramie, WY, 82071, USA

Cam M. Walker

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CRM, LRK, ACG und MJB konzipierten das Projekt, leiteten den Großteil der Feldforschung und Analyse und verfassten den Großteil des Manuskripts. IRD, AW, SGT, KJW, JLF und CMW haben relevante Abschnitte zum Hauptpapier und zur Ergänzung beigesteuert. Alle Autoren haben das Manuskript überprüft.

Korrespondenz mit Christopher R. Moore.

Alle Co-Autoren können von ihren jeweiligen Organisationen eine Erstattung für die Teilnahme an Symposien zu den in diesem Artikel vorgestellten Forschungsergebnissen erhalten. ACG und CRM sind Autoren und Herausgeber eines Buches über südöstliche Archäologie und erhalten Lizenzgebühren. IRD ist Autor von drei Büchern über südöstliche Archäologie und erhält Lizenzgebühren. AW ist Co-Autor von „The Cycle of Cosmic Catastrophes“, einem Buch im Zusammenhang mit der Younger Dryas Impact Hypothesis; Den gesamten Erlös spendet er an die gemeinnützige Comet Research Group. Keiner der anderen Co-Autoren erhält Buchlizenzen. Die Autoren geben keine weiteren Interessenkonflikte an.

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Nachdrucke und Genehmigungen

Moore, CR, Kimball, LR, Goodyear, AC et al. Paläoamerikanische Nutzung der ausgestorbenen Megafauna wurde durch immunologische Blutrückstands- und Mikroverschleißanalyse aufgedeckt, North und South Carolina, USA. Sci Rep 13, 9464 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-36617-z

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Eingegangen: 21. März 2023

Angenommen: 07. Juni 2023

Veröffentlicht: 10. Juni 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-36617-z

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