Människor kring Gnistahögen

Transkript

1 Människor kring Gnistahögen Begravningar från vendeltid, vikingatid och tidig medeltid Andreas Hennius, Emma Sjöling & Sofia Prata Bilaga 5 Isotopanalys Gunilla Eriksson, Stockholms universitet upplandsmuseets rapporter 2016:02 SAU rapport 2016:10

2 Bilagans omslag: Kol- och väteisotopvärden för Gnista. Gunilla Eriksson, Stockholms universitet. BILAGA 5 ISOTOPANALYS

3 Uppdragsrapport nr 259 Kol- och kväveisotopanalyser av humant material från Gnista, Danmark sn, Uppland Gunilla Eriksson Stockholms universitet Maj 2015 UPPLANDSMUSEETS RAPPORTER 2016:02 SAU RAPPORT 2016:10 3

4 ISOTOPANALYSER, GNISTA, DANMARK SN, UPPLAND 2(6) Isotopanalyser av humanmaterial från gravfält i Gnista Material och metod Humant skelettmaterial (28 prover från 17 individer) från ett tidigkristet gravfält i Gnista, Danmark sn, Uppland, analyserades på uppdrag av Upplandsmuseet. I materialet ingick även två individer (fyra prover) från ett intilliggande mindre gravfält ( E4-rondellen ) utgrävt av SAU; allt material behandlas här som en enhet. Totalt 32 prover från 19 individer analyserades med avseende på stabila kol- och kväveisotoper ( 13 C, 15 N) i kollagen från tänder och ben. Frågeställningarna gällde vilken diet individerna haft, eventuella förändringar över livstiden, variation inom populationen, samt relation till tidigare analyser av tidigkristna populationer, särskilt i Mälardalen.. Skelettmaterialet fotograferades före och efter provtagningen (arkiveras digitalt på Arkeologiska forskningslaboratoriet). Prover togs med tandläkarborr och kollagen extraherades enligt Brown et al. 1988, där ultrafiltrering (>30 kda) utgör ett viktigt moment för att säkerställa att man får ut endast välbevarat kollagen, och frystorkades. Proverna förbrändes i en CarloErba NC2500 elementanalysator kopplad till en Finnigan DeltaV advantage masspektrometer (continuous flow IRMS) med en precision på ±0,15 eller bättre. Isotopmätningarna gjordes vid SIL, Stable Isotope Laboratory, Stockholms universitet. Samtliga element gav kollagen av god kvalitet och i tillräcklig mängd för att utföra 13 C- och 15 N (tabell 1). Alla proverna höll sig väl inom gränserna för välbevarat kollagen (angivna inom parentes nedan) utifrån kvalitets-kriterierna utbyte (>1%), kolkoncentration (15,3 47,0%), kvävekoncentration (5,5 17,3%), och C/N-kvot (2,9 3,6) (DeNiro 1985, Ambrose 1990, van Klinken 1999). Kolisotopvärdet, 13 C, respektive kväveisotopvärdet, 15 N, uttrycks i promille ( ) och mäts mot varsin standard (PDB för 13 C, AIR för 15 N) (se t.ex. Schwarcz & Schoeninger 1991, Katzenberg 2000, Sealy 2001; för en översiktlig beskrivning av metoden på svenska, se t.ex. Eriksson 2002, Lidén & Schutkowski 2008). Isotopanalyser av kollagen ger information om intaget av protein, och eftersom både vegetabilier (alla sorters växter, både vilda och odlade), och animalier (t.ex. kött, inälvor, mjölkprodukter, ägg, fisk, skaldjur) innehåller protein, så ger det en väsentlig, om än inte heltäckande, bild av födointaget. Man kan inte med dessa analyser skilja mellan vilda och domesticerade resurser, men man kan däremot med hjälp av 13 C skilja mellan å ena sidan marina (havslevande, t.ex. havsfisk, skaldjur, säl, sjöfågel) och å andra sidan terrestriska (landlevande, t.ex. säd, frukt, bär, grönsaker, samt kött, mjölk och ägg från tamdjur och skogsvilt) och insjöfisk. Ytterligare information får man från 15 N, som indikerar nivån i näringskedjan ju högre kväveisotopvärde, desto högre upp i näringskedjan. Då det kan finnas vissa naturliga variationer i isotopvärden i tid och rum ger det en väsentligt bättre precision i tolkningen att ha referensvärden på djur och människor från samma tid och plats, vilket tyvärr inte fanns tillgängligt i detta fall. Här är det viktigt att reflektera över vad isotopvärdena representerar. Rent fysiologiskt använder människokroppen en del av födan som energikälla, en annan del utsöndras, men kroppen använder också ämnena i födan för att bilda olika vävnader i kroppen, så att den därmed fungerar som en sorts arkiv enkelt uttryckt man blir vad man äter. Eftersom benvävnaden i skelettet omsätts kontinuerligt under hela en individs livstid, representerar isotopvärden från ben individens genomsnittliga födointag under de sista 7 20 åren av livet, alltså i vuxen ålder. Vävnaden i tänder omsätts till skillnad från ben inte efter att den bildas, 4 UPPLANDSMUSEETS RAPPORTER 2016:02 SAU RAPPORT 2016:10

5 ISOTOPANALYSER, GNISTA, DANMARK SN, UPPLAND 3(6) så isotopvärden från tänder representerar tiden när dentinet i tanden bildades dvs. i barndomen. I de här aktuella fallen med prover från tandhalsen på en första molar (M1) respektive en premolar (P2) så kan man räkna med att dentinet bildades under ett år när individen var 2 4 år respektive 4 7 år. Resultat och diskussion Kolisotopvärdena varierar mellan 20,7 och 18,9 (medel±s.d. 19,9±0,5, n=32), och kvävelisotopvärdena varierar mellan 9,7 och 16,6 (medel±s.d. 14,3±1,4, n=32) (figur 1). Om man emellertid undantar individerna i grav 14 (spädbarn), samt 17, 18 och 19 (äldre vuxna, maturus), som, är statistiska outliers, är populationen dietmässigt homogen (medel±s.d. 13 C 20,1±0,3, 15 N 14,7±0,6, n=26), med inga eller närmast försumbara förändringar mellan barndom och vuxen ålder; som mest 0,8 skillnad i 13 C och 0,6 i 15 N mellan tand och ben från samma individ. Det finns inga statistiskt signifikanta skillnader mellan könen, baserat på de könsbedömningar som angivits. Generellt tyder de mycket höga 15 N-värdena i kombination med låga 13 C-värden på ett mycket påfallande intag av sötvattensfisk (jfr Eriksson et al. 2003). Gödsling kan också ha en inverkan på 15 N-värdet (Bogaard et al. 2007), men kan knappast ensamt förklara de höga värdena. Jämfört med andra tidigkristna populationer ligger 15 N-värdena från Gnista avsevärt högre än dem från Varnhem i Västergötland, och i det översta spannet eller något högre jämfört med fas 1 2 i Sigtuna i Uppland (Figur 2, Kjellström et al. 2009, Linderholm & Kjellström 2011, Forsetløkken, Colas Åberg 2013). De allra högsta 15 N-värdena härrör från de tre yngsta barnen (ben från grav 14, 22 och 24), vilket kan förmodas bero på att benvävnaden bildades när barnen ammades (jfr Fogel et al. 1989). Individerna i grav 17 och 18 har båda förändrat sin diet under livstiden, från ett helt terrestriskt intag under barndomen, och närmat sig dieten hos de övriga utan att helt nå fram, vilket skulle kunna tolkas som att de är inflyttade i vuxen ålder. Det kan vara värt att notera att om man 14 C-daterar ben- och tandvävnad från individer som har ätit mycket sötvattensfisk, kan dateringarna vara påverkade av en reservoareffekt. Reservoareffekter i sötvattensmiljöer kan vara mycket större än den i marina miljöer; i vissa fall kan den uppgå till flera tusen 14 C-år, medan den i andra fall är obefintlig (t.ex. Fernandes et al. 2012). Detta ger alltså en större osäkerhet i dateringarna. Referenser Ambrose, S. H Preparation and characterization of bone and tooth collagen for isotopic analysis. Journal of Archaeological Science 17, s Bogaard, A., Heaton, T. H. E., Poulton, P. & Merbach, I The impact of manuring on nitrogen isotope ratios in cereals: archaeological implications for reconstruction of diet and crop management practices. Journal of Archaeological Science 34(3), s Colas Åberg, D Hierarchy through diet : Stable isotope analysis of male graves of the estate church graveyard in Varnhem. Kandidatuppsats i laborativ arkeologi, Arkeologiska forskningslaboratoriet, Stockholms universitet. DeNiro, M.J., Postmortem preservation and alteration of in vivo bone collagen isotope ratios in relation to palaeodietary reconstruction. Nature 317, s Eriksson, G., Fågel, fisk och mittemellan: Kulturell mångfald utifrån dietundersökningar. I: Åkerlund, A. (red.), Kulturell mångfald i Södermanland, Del 1. Länsstyrelsen i Södermanlands län, Nyköping, s UPPLANDSMUSEETS RAPPORTER 2016:02 SAU RAPPORT 2016:10 5

6 ISOTOPANALYSER, GNISTA, DANMARK SN, UPPLAND 4(6) Eriksson, G., Lõugas, L. & Zagorska, I Stone Age hunter--fisher--gatherers at Zvejnieki, northern Latvia: Radiocarbon, stable isotope and archaeozoology data. Before Farming ( 2003/1 (2)(2), s Fernandes, R., Bergemann, S., Hartz, S., Grootes, P. M., Nadeau, M.-J., Melzner, F., Rakowski, A. & Hüls, M Mussels with Meat: Bivalve Tissue-Shell Radiocarbon Age Differences and Archaeological Implications. Radiocarbon 54(3-4), s Fogel, M. L., Tuross, N. & Owsley, D. W Nitrogen isotope tracers of human lactation in modern and archaeological populations. Annual Report from the Director of the Geophysical Laboratory at the Carnegie Institution of Washington , s Forsetløkken, L Bein er ikke bare bein : Isotopanalyse av det kvinnelige skjelettmaterialet fra et kristent gravsted i vikingtid. Kandidatuppsats i laborativ arkeologi, Arkeologiska forskningslaboratoriet, Stockholms universitet. Katzenberg, M. A Stable isotope analysis: A tool for studying past diet, demography, and life history. I: M. A. Katzenberg & S. R. Saunders (red.), Biological Anthropology of the Human Skeleton, s New York. Kjellström, A., Storå, J., Possnert, G. & Linderholm, A Dietary patterns and social structures in medieval Sigtuna, Sweden, as reflected in stable isotope values in human skeletal remains. Journal of Archaeological Science 36(12), s van Klinken, G.J., Bone collagen quality indicators for palaeodietary and radiocarbon measurements. Journal of Archaeological Science 26, s Lidén, K. & Schutkowski, H Sporstoffer og isotopanalyser. I: N. Lynnerup, P. Bennike & E. Iregren (red.), Biologisk antropologi med human osteologi, s København. Linderholm, A. & Kjellström, A Stable isotope analysis of a medieval skeletal sample indicative of systemic disease from Sigtuna Sweden. Journal of Archaeological Science 38(4), s Schwarcz, H.P. & Schoeninger, M.J., Stable isotope analyses in human nutritional ecology. Yearbook of Physical Anthropology 34, s Sealy, J.C., Body tissue chemistry and palaeodiet. I: Brothwell, D.R., Pollard, A.M. (red.), Handbook of Archaeological Sciences. John Wiley & Sons Ltd, Chichester, s UPPLANDSMUSEETS RAPPORTER 2016:02 SAU RAPPORT 2016:10

7 ISOTOPANALYSER, GNISTA, DANMARK SN, UPPLAND 5(6) Figurer och tabeller Figur 1. Kol- och kväveisotopvärden för Gnista, uppdelat på ålder när vävnaden bildades. Värden från alla tänder, samt ben från yngre barn (infant och infans I), är markerade med trianglar, medan ben från infans II, juvenilis, adultus och maturus) är markerade med cirklar. Dietförändringen från barndom till vuxen ålder är markerade med pilar för två individer (grav 17 och 18). Figur 2. Kol- och kväveisotopvärden för ben från adulta individer från Sigtuna fas 1-2 (data från Kjellström et al. 2009, Linderholm & Kjellström 2011) respektive Varnhem (data från Forsetløkken 2013, Colas Åberg 2013) som jämförelse till Gnistabenen. För att data ska vara någorlunda jämförbara är Gnistadata från tänder och yngre barn inte med. Obs! att skalan skiljer sig åt från Figur 1. UPPLANDSMUSEETS RAPPORTER 2016:02 SAU RAPPORT 2016:10 7

8 Tabell 1. Kol- och kväveisotopdata, kollagenutbyte, kol- och kvävekoncentrationer och C/N-kvot för samtliga analyserade prover. kollagen (mg) kollagen (%) % C % N C/N Yta Gravnr Ålder Kön Benslag/Tand 13 C ( ) 15 N ( ) Gnista SU 5 Adultus? Humerus (överarmsben) 19,7 15,5 5,6 6,3 38,2 13,7 3,2 Gnista SU 7 Maturus Kvinna Fibula (vadben) 20,0 15,3 4,7 5,8 38,4 13,9 3,2 Gnista SU 7 Maturus Kvinna M1 i mandibula (sin) 20,0 15,2 4,6 6,6 33,6 12,0 3,3 Gnista SU 8 Adultus Man Fibula (vadben) 19,5 15,0 2,1 3,3 35,7 12,9 3,2 Gnista SU 8 Adultus Man M1 i mandibula (dxt) 19,8 14,5 2,3 2,6 38,4 14,0 3,2 Gnista SU 9 Maturus Man Femur (lårben) 20,1 13,9 2,2 3,5 35,6 12,8 3,3 Gnista SU 9 Maturus Man M1 i mandibula (dxt) 19,6 15,4 1,4 2,6 35,8 12,9 3,2 Gnista SU 10 Juvenilis Kvinna? Fibula (vadben) 20,5 14,9 3,1 4,7 38,9 14,2 3,2 Gnista SU 10 Juvenilis Kvinna? M1 i mandibula (sin) 20,0 14,8 2,0 2,9 33,0 12,1 3,2 Gnista SU 14 Infant Femur (lårben) 18,9 16,6 1,5 2,6 38,2 13,8 3,2 Gnista SU 15 Juvenilis Fibula (vadben) 19,8 14,6 2,9 4,4 39,9 14,4 3,2 Gnista SU 15 Juvenilis M1 i mandibula (sin) 19,7 14,6 5,0 7,6 39,9 14,7 3,2 Gnista SU 17 Maturus Kvinna? Radius (strålben) 19,3 12,5 4,1 7,3 39,7 14,5 3,2 Gnista SU 17 Maturus Kvinna? M1 i mandibula (sin) 18,9 11,5 2,6 4,4 39,4 14,4 3,2 Gnista SU 18 Maturus Man? Fibula (vadben) 19,4 11,9 1,8 3,1 39,0 14,1 3,2 Gnista SU 18 Maturus Man? P2 i mandibula (sin) 19,6 9,7 1,3 2,2 37,0 13,5 3,2 Gnista SU 19 Maturus? Femur (lårben) 19,7 12,8 1,4 2,1 37,6 13,6 3,2 Gnista SU 21 Adultus/Maturus Man? Fibula (vadben) 19,9 14,9 4,0 4,5 41,2 14,6 3,3 Gnista SU 21 Adultus/Maturus Man? M1 i mandibula (dxt) 20,2 14,7 3,1 5,2 40,4 14,4 3,3 Gnista SU 22 Infans I Tibia (skenben) 20,7 16,2 5,6 8,7 40,6 13,7 3,5 Gnista SU 23 Adult Kvinna? Tibia (skenben) 20,2 13,5 2,5 3,9 38,4 13,8 3,2 Gnista SU 24 Infans I Humerus (överarmsben) 20,2 16,0 3,2 5,6 41,6 14,6 3,3 Gnista SU 26 Juvenilis Fibula (vadben) 20,3 14,8 3,4 5,4 39,8 14,2 3,3 Gnista SU 26 Juvenilis M1 i mandibula (dxt) 20,1 14,2 3,3 5,2 38,7 14,0 3,2 Gnista SU 28 Juvenilis Ulna (armbågsben) 20,6 14,7 1,8 2,6 40,7 14,1 3,4 Gnista SU 28 Juvenilis M1 i mandibula (sin) 19,8 14,9 1,7 2,6 38,8 14,2 3,2 Gnista SU 29 Infans II Fibula (vadben) 20,4 14,7 1,4 2,0 38,7 13,7 3,3 Gnista SU 29 Infans II M1 i mandibula (sin) 20,3 14,7 2,2 3,7 38,9 14,0 3,3 E4-rondellen 31 Maturus Man Fibula (vadben) 19,7 14,0 4,0 6,6 33,9 12,2 3,2 E4-rondellen 31 Maturus Man M1 i mandibula (sin) 20,0 13,9 2,8 4,6 39,2 14,0 3,3 E4-rondellen 36 Maturus Kvinna? Fibula (vadben) 20,7 14,6 3,3 5,1 42,6 14,8 3,4 E4-rondellen 36 Maturus Kvinna? M1 i mandibula (sin) 20,5 14,2 2,0 3,1 39,0 14,1 3,2 8 UPPLANDSMUSEETS RAPPORTER 2016:02 SAU RAPPORT 2016:10