Reconstruction of agricultural driven human migration based on 3D cranial morphometric analysis

• Project/Area Number: 23K23972
• Project/Area Number (Other): 22H02709 (2022-2023)
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund (2024); Single-year Grants (2022-2023)
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 45050:Physical anthropology-related
• Research Institution: Sapporo Medical University
• Principal Investigator: 松村 博文 札幌医科大学, 保健医療学部, 教授 (70209617)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥13,000,000 (Direct Cost: ¥10,000,000、Indirect Cost: ¥3,000,000); Fiscal Year 2026: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000); Fiscal Year 2025: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000); Fiscal Year 2024: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000); Fiscal Year 2023: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000); Fiscal Year 2022: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
• Keywords: ホモ・サピエンス / 農耕拡散 / 相同モデル / 3次元形態解析 / 頭骨 / 拡散移住史 / 農耕 / 3次元形状 / 頭骨3次元形状 / 旧石器時代 / 新石器時代 / 二層モデル / 移住 / 現生人類 / 3次元相同モデル

Outline of Research at the Start

頭骨形態の変異には気候適応と咀嚼機能の両面が主たる要因と考えられている。まずは、世界集団の頭骨形態の変異が、こうした主たる外的要因とどう関連しているのかを、高精度３次元メッシュデータの相同モデル解析という最先端手法を用いて検証する。そのうえで先史狩猟民と新石器時代農耕民が、どのような気候環境のもとで、それぞれの頭骨形態にいたったかを復元し、両者の移住ルートや起源地ならびに混血置換の過程を解明する。

Outline of Annual Research Achievements

農耕拡散にともなう人類史復元のため、新手法である３次元スキャナによる頭骨表面座標のデータを用いた相同モデルによる解析をこころみている。これまで全世界から400例以上の現代人頭骨のデータを蓄積させているが、ユーラシアへ拡散したホモ・サピエンスのアフリカからの拡散過程を解明するためには、旧石器時代までさかのぼった先史時代の頭骨形状データが必須であり、３年計画でアジア、ヨーロッパ、アフリカ、太平洋の広範囲の地域の先史遺跡の出土人骨にアプローチし、データの収集をおこなっているところである。
本年度は、ヨーロッパでは、ラトビアのKivutkalns遺跡、Cunkani Dreng遺跡、Kivti遺跡、Nkusi遺跡、Zvejnieki洞穴の出土骨、イタリアのシシリーに位置するSan-Tedoros洞穴、Oriente洞穴、Uzzo洞穴、Morara洞穴、フランスの旧石器人を代表するCro MagnonおよびAbri Pataud、中石器時代のHoedic遺跡、Telvic遺跡、10万年前のQufze洞穴など、多数の重要文化財級の旧石器時代の人類化石から青銅器時代までに至る頭骨標本の３次元形状データを収集することができた。またこれらヨーロッパの資料に加え、アジア地域においてもカンボジアの青銅器時代のPhum Snay遺跡とPhum Sofy遺跡、1800年代にデュボワが発見したジャワの３万年前のWajak人化石や、スマトラ島Gua Harimau洞穴、およびジャワ島のSon Terus洞穴遺跡の中石器時代から青銅器時代の頭骨データを収集することができた。
いっぽう、3次元相同モデルの解析手法や破損頭骨デジタル復元の手法も構築することができた。前者については現代人データのみを用いて頭骨の全世界的集団変異をの解析をおこない、Scientific Reportに論文を公表している。

Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

ほぼ予定していた各地の貴重な頭骨標本にアクセスすることができ、想定以上にデータ収集が進んでいる。すでにデータ収集済みおよび次年度以降収集予定の件も含めて、フランス、イギリス、デンマーク、イタリア、ラトビア、アメリカ、オランダ、ベトナム、インドネシア、カンボジア、中国、台湾、ロシアの１３カ国海外連携研究者合計３７名の資料提供の協力を得ている。

Strategy for Future Research Activity

解析に必要なデータ収集は、ユーラシアおよびアフリカ、オセアニアの広域に及ぶことから、５年計画の研究のうち各地に出張しての頭骨３次元データの収集に３年を見込んでいる。特に中国、台湾の資料については、本格的にデータ採取に取りかかる予定。必要に応じて西アジアについてはトルコ地震のため延期を検討。インドネシアの研究改革庁とは研究手法や先史人骨の修復保管のための技術指導を含めた共同研究の協定を結ぶことにより、今後発掘される人骨も含めてインドネシア全土の研究資料の提供に協力を得られることとなった。

Research Products

• [Int'l Joint Research] Australian National University(オーストラリア)
• [Int'l Joint Research] BRIN/Center for Austronesian Study(インドネシア)
• [Int'l Joint Research] The Natural History Museum, London/Cambridge University/British Museum(英国)
• [Int'l Joint Research] Musee de l’Homme/Institute of Human Paleontology(フランス)
• [Int'l Joint Research] Museo Archeologico Salinas, Palermo/Universiti degli Studi di Ferrara/Universiti degli Studi di Palermo(イタリア)
• [Int'l Joint Research]
• [Journal Article] Global patterns of the cranial form of modern human populations described by analysis of a 3D surface homologous model (2022)
  • Author(s): Matsumura Hirofumi、Tanijiri Toyohisa、Kouchi Makiko、Hanihara Tsunehiko、Friess Martin、Moiseyev Vyacheslav、Stringer Chris、Miyahara Kengo
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 12 Issue: 1 Pages: 1-15
  • DOI: 10.1038/s41598-022-15883-3
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Negritos in Taiwan and the wider prehistory of Southeast Asia: new discovery from the Xiaoma Caves (2022)
  • Author(s): Hung Hsiao-chun、Matsumura Hirofumi、Nguyen Lan Cuong、Hanihara Tsunehiko、Huang Shih-Chiang、Carson Mike T.
  • Journal Title: World Archaeology Volume: 54 Issue: 2 Pages: 207-228
  • DOI: 10.1080/00438243.2022.2121315
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] Females of the Yahuai Cave in Guangxi, Xiaoma Cave in Taiwan, Bau Du in Vietnam and other Hunter-Gatherer Sites Belonging to the First Layer of AMH Dispersal (2022)
  • Author(s): Matsumura H, Xie G, Hung HC, Nguyen LC, Li Z, Nguyen KK, Huang SC, Hung HC
  • Organizer: The Indo-Pacific Prehistory Association, 22th Congress The Indo-Pacific Prehistory Association, 22th Congress, Chain Mai
  • Int'l Joint Research