在美国西部，古代土著社区在石臼中发现的微观植物残留物，为了解他们的饮食和文化习俗提供了新的见解。

你厨房里的研钵、研杵和砧板都是古代工具——手磨石和磨臼的现代衍生物，这些古代工具在全球各地的考古遗址中均有发现。手磨石是一种手持石头，与磨臼配合使用，磨臼是一块大石头或基岩上自然形成的凹坑，可以用来研磨和加工来自植物和动物的食物。这些基岩制成的磨臼通常被称为露天磨臼，在考古环境中尤为常见，有些的历史可追溯到 15,500 年前。

如今，犹他州自然历史博物馆的研究人员正在运用先进技术，从这些古代研磨面的微小裂缝中提取出被困的微观植物残留物。他们的工作为曾经使用过这些工具的人们的饮食和习俗提供了新的见解。该团队的最新发现最近发表在《美国古物》杂志上。

揭秘古代饮食

“人们在此定居的历史源远流长，并且使用石制工具加工本土植物也有很长时间了，”自然历史博物馆的研究助理兼犹他大学研究生、植物考古学家斯特凡尼娅·威尔克斯谈到其研究的美国西部地区时表示。她的研究包括研究人们用作食物和药物的植物，据此了解传统生活方式，以及景观如何随时间推移而变化。

目前，威尔克斯正与NHMU考古学策展人、犹他大学人类学教授利兹白·劳德巴克合作，从北美西部的磨盘上提取植物残留物。但并非任何植物物质都可以。威尔克斯和劳德巴克专门研究淀粉粒，这是植物细胞内的微小结构，用于以碳水化合物的形式储存能量。这些颗粒十分微小：即使最大的颗粒也不到十分之一毫米。

淀粉粒体积微小，这意味着科学家无法用肉眼看到它们。科学家必须从人们加工植物时使用的表面提取它们，比如磨石、陶器和篮子。劳德巴克（Louderback）怀疑，尚未开发的淀粉粒来源可能是基岩磨盘。虽然岩石表面暴露于外部环境，随着时间的推移，会将淀粉粒冲刷掉或使其降解，但她怀疑岩石上的小裂缝可能隐藏着植物残留物。

“人们通过研磨和捣碎的动作，会将这些淀粉更深入地压入石头中，”威尔克斯解释道。

基岩磨盘可能显而易见，也可能难以察觉，其外观取决于岩石的类型及其被研磨的方式。例如，犹他州出露的基岩通常是砂岩，磨盘往往呈长方形凹槽状。其他基岩磨盘为圆形，呈碗状，还有一些又深又圆，就像现代的臼一样。无论形状如何，磨盘往往成群出现，或排成一列。“它们不像箭头那样引人注目，”威尔克斯（Wilks）说，“……但它们仍然包含着有关古人加工何种植物的宝贵信息。”

俄勒冈州南部的实地考察

俄勒冈州南部高地的玄武岩出露处有多处基岩磨盘，并与数千块石刻面板有关。这些考古特征中还生长着大量具有文化意义的植物，尤其是球茎植物（指具有淀粉质地下储藏器官如根和块茎的植物）。考古学家曾认为，人们只会在高地一带打猎。“我们到那里进行测试，看基岩磨盘表面是否确实被用来加工植物，”威尔克斯说。

为此，研究小组比较了磨盘表面和裂缝深处的植物残留物。他们使用电动牙刷和水擦洗磨盘表面的物质。然后，他们加入了一种絮凝剂（一种类似于洗衣粉的物质），将结块的颗粒分解，并从石头深处释放出来。他们再次使用电动牙刷，而这次收集的物质是那些被强行压入石头裂缝的物质。他们在附近未被用作磨盘的岩石表面重复了这一过程，以便进行控制实验。

拿着样本，研究团队开始用显微镜观察淀粉颗粒。研磨臼和控制表面都几乎没有淀粉颗粒。但深层嵌入的样本中却含有数百个淀粉颗粒。

“这增强了我们的信心，我们所看到的就是直接证据，证明不同种类的含淀粉器官的植物是在磨盘上被加工的，”威尔克斯回忆道。

在证明他们能从石臼基岩中提取淀粉颗粒后，研究小组开始确定这些颗粒来自哪种植物。这是一个耗时的过程：威尔克斯（Wilks）分析了来自多种植物的数百个淀粉颗粒，研究它们的形态特征，然后将它们与目前在该地区生长的植物颗粒进行比较。他们缩小了许多颗粒所属的植物科的范围，甚至有些能确定到属。例如，伞形科植物很常见，包括一组被称为饼干根的植物。他们还发现了野草——很可能是野黑麦——以及百合科植物。这些都是当地土著族群过去和现在都是重要食物来源的植物分类群。

“淀粉分析有助于研究人类过去的饮食习惯，因为一些植物部位不会在考古记录中保存下来，”威尔克斯说。例如，根类蔬菜的分解速度会比种子或谷物更快。这种提取淀粉颗粒的新方法为研究人员提供了另一种研究植物在人类饮食中作用的方式。它还证明了在考古遗址中常被忽视的基岩磨盘含有关于人类过去生活方式的宝贵信息。

参考文献：《俄勒冈州华纳谷高地岩画遗址的饼干根（Lomatium属物种）加工证据——来自淀粉粒的分析》，作者：斯特凡尼娅·L·威尔克斯、莉斯贝斯·A·劳德巴克、海蒂·M·辛珀、威廉·J·坎农，发表于《美国古物》2025年2月11日。DOI：10.1017/aaq.2024.42

该研究由美国土地管理局资助。