Pogodzenie kultur materialnych w archeologii z danymi genetycznymi wymaga solidnych taksonomii ewolucyjnych kultur / Felix Riede, Christian Hoggard i Stephena Shennana 

Rozwikłanie dawnych wzorców czasoprzestrzennych i procesów zmian kulturowych jest jednym z głównych celów archeologii. Przez ostatnie 30 lat analizy genetyczne w coraz większym stopniu przyczyniały się do realizacji tego programu, ponieważ obiecują one rozróżnić czysto kulturowe i biologiczne dynamikę. Podstawowym warunkiem wstępnym rozpoznania takich procesów jest jasna definicja analitycznych jednostek taksonomicznych używanych do badań. Wiąże się to z (i) spójnymi kryteriami ich definicji i delimitacji, których ważność jest ustalana a priori w odniesieniu do zadawanych pytań, (ii) jasnym systemem taksonomicznym, w którym można umieścić takie jednostki archeologiczne, (iii) zgodą co do znaczenia względnych rang w ramach tego systemu taksonomicznego oraz (iv) ich znaczeniem w ramach uzgodnionych ram teoretycznych. Te cztery wymagania są niezbędne do prowadzenia badań porównawczych i kumulatywnych na skalę ponadregionalną i diachroniczną oraz do konstruowania narracji głębokiej historii.

Definicja jednostek taksonomicznych archeologicznych była przedmiotem wielkiej troski wczesnych praktyków, a metoda typologiczna (Montelius, 1903 ) została opracowana w tym celu, z widoczną i wyraźną inspiracją podobnymi wysiłkami taksonomicznymi w biologii (Riede, 2006; Riede, 2010 ). Jednostki taksonomiczne — z potocznymi etykietami, takimi jak kultury, technokompleksy, grupy, gałęzie przemysłu, tradycje lub facje — rozpowszechniły się; uważano, że reprezentują one rzeczywiste przeszłe grupy etniczne, czasami w sposób dorozumiany, a innym razem bardzo wyraźnie (Bergsvik, 2003; Clark, 1994; Sackett, 1991; Barton, 1997 ). Trudności wnioskowania o spójności grupy, a nawet przynależności etnicznej z materiału archeologicznego, ponownie pojawiły się z nową pilnością w następstwie ostatnich publikacji, takich jak programowa monografia Davida Reicha ( 2018 ) na temat archeogenetyki. Zapowiedziana przez krytyczne recenzje ostatnich badań archeogenetycznych (Johannsen i in., 2017 ; Furholt, 2018 ; Hofmann, 2015 ), publikacja ta wywołała natychmiastowe odpowiedzi, które przemawiają za bardziej równomierną integracją zestawów danych genomicznych i archeologicznych (Linderholm, 2018; Horsburgh, 2018; Vander Linden, 2018; Klein, 2018; Bandelt, 2018; Kirch, 2018 ). Odpowiedzi te jednak oferują niewiele w kwestii konkretnych porad, w jaki sposób taką integrację można osiągnąć metodologicznie.

Świadomi problemu domniemanej przynależności etnicznej i po przejrzeniu obecnego miszmaszu doraźnych konwencji nazewnictwa, Eisenmann i in. ( 2018 ) proponują paletę ewidentnie pragmatycznych, a nie polemicznych rozwiązań, które umożliwiłyby preferencyjne nazywanie genetycznie rozpoznawanych skupisk populacji według geografii i względnej chronologii kulturowej (np. C_Europe_LN dla późnego neolitu środkowoeuropejskiego). Według Eisenmanna i in. takie konwencje nazewnictwa oferują zalety zwięzłości, spójności, dostępności, elastyczności i stabilności oraz pozwalają uniknąć uproszczonego dopasowywania skupisk archeogenomicznych do kultur archeologicznych. Chociaż przydatne z punktu widzenia etykietowania, takie taksonomie nie wykorzystują potencjału dowodowego zapisu archeologicznego w odniesieniu do przeszłej demografii. Uważamy, że celem analizy archeologicznej jest śledzenie wzorców i procesów przekazu kulturowego, które następnie mogą zostać wprowadzone w dialog z danymi genetycznymi pod parasolem teorii podwójnego dziedziczenia (np. Shennan, 2011 ). W tym ujęciu przestrzenna i czasowa spójność pewnych atrybutów kultury materialnej jest wynikiem dynamiki przekazu kulturowego w obrębie danych populacji. Stąd definicja taksonów kulturowych oparta na atrybutach, które można rozsądnie powiązać z przekazem umiejętności rzemieślniczych, oferuje solidniejsze podstawy teoretyczne. Zamiast powstrzymywać się od tworzenia taksonomii kulturowych, sugerujemy zatem, aby podejścia ewolucyjne zapewniały drogę naprzód, która jest jednocześnie epistemologicznie i analitycznie wykonalna oraz odpowiednio ambitna w odniesieniu do pracy epistemicznej, którą potencjalnie może wykonać zapis archeologiczny. Zamiast porzucać etykiety kulturowe, sugerujemy, aby obecne taksonomie kulturowe zostały zbadane i zrewidowane, zanim będziemy mogli je sensownie pogodzić z ich archeogenomicznymi odpowiednikami.

Myślenie ewolucyjne ma długą tradycję w archeologii (Shennan, 2002a ), a w ciągu ostatnich dwóch dekad poczyniono znaczne postępy w kierunku zdefiniowania kultury jako systemu ewolucyjnego równoległego do innych dziedzin dziedziczenia (tj. genetycznego, epigenetycznego: patrz Shennan, 2002b , Lipo i in., 2006 ; Shennan, 2009 ). W rzeczywistości znaczący impuls dla definicji kultury jako systemu transmisji informacji przybrał formę formalnych modeli inspirowanych genetyką populacyjną. Znane jako modele koewolucji genów i kultury lub teoria podwójnego dziedziczenia, podejścia te rozwijają kwestię, że kultura i genetyka są powiązane, ale muszą być rozumiane oddzielnie i na podobnym poziomie ilościowego wyrafinowania (Boyd i Richerson, 1985 ; Cavalli-Sforza i Feldman, 1981 ). Poniżej przedstawiamy epistemologiczne i metodologiczne różnice między tradycyjnymi definicjami kultur archeologicznych a ich ewolucyjnymi definicjami archeologicznymi. Następnie pokazujemy, w jaki sposób nomenklatury ewolucyjne stają się podatne na podejścia analityczne (tj. filogenetyczne i modelowanie formalne), które odzwierciedlają te stosowane w genetyce populacji, i w jaki sposób oferują one zatem ścieżki interpretacyjne, które przynoszą znacznie wyższe dywidendy epistemiczne. Niniejszy artykuł jest komentarzem na temat niedawnej praktyki taksonomicznej, oferowanej w nadziei na stymulowanie dalszych produktywnych zmian.

Archeolodzy opracowali ideowe, esencjalistyczne i top-down podejście typologiczne pod koniec XIX i na początku XX wieku, w czasie, gdy szybki rozwój rolnictwa i przemysłu doprowadził do ogromnego wzrostu znalezisk archeologicznych, które należało uporządkować. Typologia archeologiczna była w rzeczywistości wzorowana na taksonomiach biologicznych, jak rozumiano je w tamtym czasie (Riede, 2010 ). Jednak później biologia przeszła rewolucję koncepcyjną, która przekształciła to esencjalistyczne rozumienie tych kluczowych jednostek analitycznych w materialistyczne i skoncentrowane na populacji (Mayr, 1959 ). Następnie nastąpiło przyjęcie komputerów, otwierając nowe sposoby radzenia sobie z coraz większymi zbiorami danych i z tą coraz większą zmiennością bez uciekania się do oczywistej abstrakcji idealizacji (Hagen, 2003 ). Ułatwiło to z kolei rozwój właśnie tych metod filogenetycznych, które obecnie wykorzystuje się do podziału zmienności biologicznej na różnych poziomach (O’Hara, 1997 ), w tym podziałów wewnątrzpopulacyjnych na klastry, które obecnie tak wyraźnie ujawniają ostatnie badania genomiczne aDNA dotyczące dawnych populacji ludzkich.

W przeciwieństwie do tego, i pomimo wysiłków Davida Clarke’a ( 1968 ) w latach 60. XX wieku zmierzających do opracowania „politetycznej” definicji bytów archeologicznych, znaczna część archeologii nigdy nie przeszła takiego gruntownego przeglądu koncepcyjnego i metodologicznego (Lycett i Shennan, 2018 ). W czasie, gdy takie przemyślenie mogło nastąpić, dyscyplina ta zwróciła się ku innym zagadnieniom (Shennan, 2004 ; Trigger, 2006 ). Komputery i statystyka powoli wkraczały do ​​dyscypliny (np. Aldenderfer, 2005 ), a badania taksonomiczne kulturowe radykalnie wyszły z mody, w wyniku czego nomenklatury kulturowo-historyczne pozostały w dużej mierze niezbadane i niezrewidowane (Roberts i Vander Linden, 2011 ). Obecna różnorodność archeologicznych jednostek taksonomicznych i widoczna heterogeniczność metodologiczna stojąca za ich konstrukcją i interpretacją to poważny problem zarówno dla późniejszej prehistorii, jak podsumowali Eisenmann i in., jak i dla wcześniejszych okresów (Clark i Riel-Salvatore, 2006 ; Sauer i Riede, 2019 ). Przynajmniej częściowo ta heterogeniczność jest wynikiem bezwładności w rewizji epistemologii i metod analitycznych, jeśli chodzi o klasyfikację i taksonomię kulturową (Bisson, 2000 ), bezwładności związanej przynajmniej częściowo z oczywistą potrzebą komunikowania się w ramach dyscypliny i z zewnętrznymi interesariuszami, w tym opinią publiczną. Ponadto wiele tradycyjnych jednostek typologicznych zostało zreifikowanych w bazach danych dziedzictwa. Ich status epistemologiczny został jednak poddany wnikliwej analizie, a jedna gałąź archeologii zaczęła zajmować się tym problemem, archeologia ewolucyjna. Zainspirowani rozwojem modeli koewolucyjnych genów i kultury, które postrzegają kulturę jako wielopokoleniowy system przekazywania informacji, podobny do dziedziczenia genetycznego, ale jednocześnie różniący się od niego w szczegółach (Cavalli, Sforza i Feldman, 1981 ; Boyd i Richerson, 1985 ), archeolodzy ewolucyjni od 30 lat dostosowują zarówno metody mikroewolucyjne (genetyczne populacji), jak i makroewolucyjne (filogenetyczne) do badania zmian w kulturze materialnej (Bettinger, 2008; O’Brien i Lyman, 2000; O’Brien, 2008; Shennan, 2009; Shennan, 2008 ; Lipo i in., 2006 ; Mace i in., 2005 ; Shennan, 2002b ). Takie koncepcje zróżnicowania kulturowego są również w pełni świadome tego, że nie utożsamiają gałęzi filogenetycznych z grupami biologicznymi lub etnicznymi, lecz zamiast tego twierdzą, że można je zasadnie rozumieć jako wynik przeszłych społeczności praktykujących (ryc. 1) .; O’Brien i in., 2008 ; Collard i Shennan, 2008 ; Riede, 2011b ).

Schematyczna figura przedstawiająca różnicę między myśleniem typologicznym a myśleniem populacyjnym, jak zostało to wdrożone w odniesieniu do zmienności kultury materialnej. Dana populacja (z której pobierane są również próbki archeogenetyczne) jest postrzegana jako społeczność praktyki (Lave i Wenger, 1991 ) złożona z osób w różnym wieku, płci, zdolnościach, dostępie do wiedzy i surowców, tutaj wskazanych przez różnice w rozmiarze i kolorze. Procesy produkcyjne i praktyki pedagogiczne w takich przeszłych społecznościach można czasami wnioskować bardzo szczegółowo (Donahue i Fischer, 2015; Bodu, 1996; Högberg, 2008 ). Artefakty wytwarzane w takich społecznościach są różne, co pokazano tutaj poprzez zarysy dużych ostrzy z późnego paleolitu (15 000–11 000 kal. BP) z typowego stanowiska tak zwanej kultury Bromme (Mathiassen, 1946 ). Panel a pokazuje, jak w ramach tradycyjnego myślenia typologicznego typologiczna abstrakcja jest postrzegana jako w jakiś sposób zidealizowany wspólny szablon mentalny, tutaj reprezentowany przez kształt medianowy, który jednak nie ma rzeczywistego empirycznego przedstawiciela. Po zdefiniowaniu, takie zidealizowane typy działają jako zreifikowane zastępstwa dla społeczności praktyki. Natomiast panel b pokazuje, jak w podejściu materialistycznym uważa się, że dalsza zmienność jest wprowadzana przez pokolenia (g) do całkowitej próby artefaktów (Eerkens i Lipo, 2007 ), które następnie mogą być wybierane przez czynniki kulturowe i naturalne. Tutaj duże próbki artefaktów, wraz z danymi chronologicznymi i przestrzennymi, ułatwiają wnioskowanie na temat procesów transmisji, a zatem na temat zmieniającej się dynamiki populacji.

Obraz w pełnym rozmiarze

Z wielu szczegółowych badań minionych technologii wiemy, które cechy najlepiej nadają się do takiej analizy i które cechy prawdopodobnie odzwierciedlają wiedzę i know-how nabyte w ramach procesów praktyk obejmujących bliską interakcję między uczniem a nauczycielem (Jordan, 2015 ; Stark i in., 2008 ; Tehrani i Riede, 2008 ; Tostevin, 2013 ). Zamiast umieszczać materiał archeologiczny w z góry przyjętych i zazwyczaj dość statycznych kategoriach idealnych, takie ewolucyjne podejścia stosują techniki filogenetyczne i modelowanie izolacji według odległości (Shennan i in., 2015 ), między innymi, w celu empirycznego zbadania struktury taksonomicznej w danym zestawie danych. Takie techniki mogą dodatkowo dostarczać niezależnych szacunków kontaktu i mieszania się populacji, w przyszłości tworząc wykresy domieszek oparte na badaniach archeologicznych (Pickrell i Pritchard, 2012 ), które można testować na podstawie danych genetycznych. Ponadto takie techniki mogą ujawnić ustrukturyzowane zagnieżdżanie spójnych kulturowych grup taksonomicznych i tym samym zapewnić solidne kryteria rozróżniania między kategoriami wernakularnymi, takimi jak kultury , technokompleksy, grupy , branże , tradycje lub facje , które są często, ale rzadko konsekwentnie rozumiane jako reprezentujące różne poziomy zróżnicowania kulturowego. Takie filogenetycznie wywodzące się grupowania można następnie rozumieć jako przeszłe społeczności praktyki powiązane ze sobą wspólnymi historiami transmisji cech kulturowych, tj. reprezentują one metodologiczne uzupełnienie klastrów paleogenetycznych, które są wynikiem wspólnych historii transmisji biologicznej. W zasadzie klastry te powinny następnie wykazywać pewien stopień spójności przestrzennej i czasowej, ale spójność czasoprzestrzenna jest wynikiem, a nie konieczną cechą spójności taksonomicznej.

Obecna fala badań archeogenetycznych próbuje ocenić przeszłe relacje populacyjne i dynamikę, która je wytworzyła, przy użyciu genetycznych proxy. Podobnie taksonomie archeologiczne są narzędziami do wnioskowania o przeszłej dynamice kulturowej. Jednak zarówno bliskość przestrzenna, jak i czasowa są w najlepszym razie raczej pośrednimi proxy dla wzorców interakcji, szczególnie w tych warunkach — szybkich zmian kulturowych, rozproszenia, migracji i kontaktu populacji — szczególnie interesujących dla takich badań. Chronologia jest ważna, ale słabym proxy dla pokrewieństwa kulturowego, ponieważ wiele tradycji może współistnieć w dowolnym momencie. Tak jak dana populacja może zawierać wiele wariantów genetycznych, tak jej skład kulturowy może być mieszanką wielu tradycji i praktyk, co zostało wykazane w przypadku neolitycznych i epoki brązu kultur ceramiki sznurowej i pucharów dzwonowatych (Furholt, 2014 ; Vander Linden, 2016 ). Bliskość przestrzenna jest słabym proxy dla pokrewieństwa kulturowego, ponieważ ludzie mogą być bardzo mobilni. To powiedziawszy, bliskość geograficzna odgrywa pewną rolę w strukturyzacji przekazu kulturowego, a zatem zróżnicowania kultury materialnej, ale stopień, w jakim tak jest, musi zostać oceniony empirycznie w każdym przypadku (Jordan i O’Neill, 2010 ; Jordan, 2009 ). Kluczowa cecha w kwestii, ewolucyjne pochodzenie kulturowe (tj. historyczne pokrewieństwo), jest solidniej śledzona przez cechy nabyte poprzez społeczne uczenie się w intymnych warunkach dzieciństwa i nauki zawodu (Tabela 1 ).

Na tle ich bardzo wartościowego przeglądu, Eisenmann i in. akceptują różnorodność w praktyce nazewnictwa i twierdzą, że użyteczne nomenklatury muszą spełniać pięć kluczowych kryteriów: zwięzłość, spójność, dostępność, elastyczność i stabilność. Klastry kulturowe pochodzące z filogenezy nie są dostarczane z gotowymi etykietami wernakularnymi, chociaż poszczególne gałęzie monofiletyczne czasami pokrywają się z kulturami o tradycyjnych nazwach, których oznaczenia mogłyby być wówczas w zasadzie przenoszone, o ile nowa podstawa dla nich byłaby jasna (Riede, 2011a ). Jednak, chociaż nazwy mogą być ważne, uważamy kwestie spójności, dostępności, elastyczności i powtarzalności za bardziej krytyczne. Podczas gdy wyraźnie zabezpieczamy się przed naiwnymi zestawieniami wzorców archeogenomicznych i archeologicznych, obawiamy się, że podejście Eisenmanna i in. do etykietowania nie wykorzystuje w pełni epistemicznego potencjału zapisu archeologicznego w celu rzucenia światła na procesy transmisji kulturowej, mobilności i kontaktu na poziomie populacji. W przeciwieństwie do tego, obliczeniowe metody filogenetyczne i oparte na sieci, w tym wykorzystanie drzew domieszek, oferują przejrzysty, powtarzalny i przenoszalny przypadek sposób konstruowania statystycznie sprawdzonych, a zatem stabilnych archeologicznych operacyjnych jednostek taksonomicznych, zwłaszcza gdy współdzielenie kodu i powtarzalność wysuwają się na pierwszy plan w tej dyscyplinie (Marwick i in., 2017; Marwick, 2017 ). Taksonomie archeologiczne można konstruować przy użyciu szerokiego zakresu zestawów danych kultury materialnej, przechodząc od stosunkowo prostych zliczeń obecności/nieobecności określonych klas obiektów, na przykład w grobach lub osadach, do dwu- lub trójwymiarowych skanów obiektów pobranych z kluczowych artefaktów; poniżej podajemy przykład takiego podejścia. Coraz szybsze przechwytywanie takich cyfrowych obrazów i skanów szybko skutkowałoby dużymi bazami danych; formy artefaktów można by następnie badać, stosując na przykład podejścia morfometrii geometrycznej (Petřík i in., 2018; Schillinger i in., 2016; Serwatka i Riede, 2016; Buchanan i in., 2014 ) w połączeniu z bardziej tradycyjnymi analizami opartymi na cechach.

Gdy zostanie osiągnięty solidny przegląd istniejącej zmienności kultury materialnej i ustanowione zostaną odpowiednie protokoły analityczne, dodawanie danych pochodzących z nowo wykopanych stanowisk lub wcześniej nieeksploatowanych archiwów muzealnych staje się proste. W tym kontekście ciekawe jest zauważenie, że archeolodzy powszechnie wykorzystują rysunki jako sposób przekazywania cech artefaktów (Lopes, 2009 ). Istnieje wiele obszernych katalogów takich rysunków. Najczęściej to właśnie te rysunki, a nie rzeczywiste obiekty, są następnie konsumowane i wchłaniane przez praktyków podczas konstruowania lub określania konkretnych jednostek kulturowych. Digitalizacja i późniejsza komputerowo wspomagana analiza takich obrazów jest teraz w zasięgu ręki.

Aby zademonstrować znaczenie obliczeniowych metod filogenetycznych i sieciowych w ocenie operacyjnych jednostek taksonomicznych, przedstawiamy dendrogram szeroko współczesnych dużych ostrzy z paleolitu końcowego jako przykład. Na podstawie ich rozmiaru, ocenianego w odniesieniu do wymagań balistycznych różnych systemów przenoszenia broni, wszystkie one najprawdopodobniej służyły jako ostrza lotek związane z systemem napędowym miotacza włóczni (Riede, 2009b ); aby uniknąć czynników zakłócających, takich jak ponowne ostrzenie, w naszej analizie uwzględniamy tylko kompletne okazy. Tradycyjne przypisania kulturowo-historyczne widzą warianty tej klasy artefaktów reprezentujące lokalne lub regionalne populacje, pochodzące od wspólnego przodka (Sinitsyna, 2002; Szymczak, 1987 ), w szczególności południowoskandynawską kulturę Bromme (Mathiassen, 1946 ). Aby ocenić ten quasi-etniczny podział populacji, konstruujemy dendrogram oparty na dwuwymiarowej geometrycznej metodologii morfometrycznej, obejmujący 226 dużych ilustracji punktów chwytowych ze wschodniej i północnej Europy (Rys. 2 ). Ilustracje z tego regionu geograficznego obejmują przykłady z Białorusi, Litwy, Polski, zachodniej Rosji i Ukrainy; uwzględniamy również ilustracje z samej kultury Bromme (Tabela 2 ).

Mapa wszystkich stanowisk zbadanych w artykule ( n  = 56). (1) Barówka; (2) Chilczyce; (3) Chwojnaj; (4) Koromka; (5) Krasnasieński; (6) Silnik; (7) Woronówka; (8) Elemly Sø; (9) Hjarup Mose; (10) Rolykkevej; (11) Rundebakke; (12) Sølystgaard; (13) Brom; (14) Trolles dał; (15) Bracie; (16) Alt Duvenstedt; (17) Dohnsena; (18) Sassenholz; (19) Baltašiškės; (20) Derežnyčia; (21) Duba; (22) Ežerynas; (23) Glūkas; (24) Glyno Pelkė; (25) Gribaša; (26) Kašėtos; (27) Katra; (28) Lieporiai; (29) Marcinkonys; (30) Margių; (31) Maskauka; (32) Merkys-Ūla; (33) Mitriszki; (34) Rudnia; (35) Varėna; (36) Varėnė; (37) Wilno; (38) Burdeniszki; (39) Dziewule-Piaski; (40) Krzemienne; (41) Maćkowa Ruda; (42) Płaska; (43) Stańkowicze; (44) Suraż; (45) Wołkusz; (46) Zusno; (47) Podol; (48) Ust-Tudovka; (49) Anosowo; (50) Vishegore; (51) Tieply Nruchey; (52) Krasnosilja; (53) Lipa; (54) Liutka; (55) Rudnia; (56) Wielki Midsk

Obraz w pełnym rozmiarze

Aby zbadać różnice między jednostkami archeologicznymi za pomocą morfometrii geometrycznej, wykorzystano analizę eliptyczną Fouriera (EFA). EFA jest powszechną metodą analizy kształtu o zamkniętym zarysie opartą na rozkładzie zamkniętych zarysów na nieskończony szereg powtarzających się funkcji trygonometrycznych (harmonicznych). W porównaniu do innych metod dwuwymiarowych metod o zamkniętym zarysie, w tym kształtu własnego punktu współrzędnych (Macleod, 1999 ), wariacji promienia Fouriera i kątów stycznych Fouriera (Zahn i Roskies, 1972 ) oraz dopasowywania krzywych wielomianowych (Rogers i Fog, 1989 ), EFA może pochwalić się szeregiem zalet metodologicznych. Jedną zauważalną zaletą jest to, że EFA nie wymaga, aby punkty danych były równe pod względem liczby lub równomiernie rozmieszczone, co pozwala na gęstsze rozmieszczenie punktów danych na segmentach o dużej krzywiźnie i złożoności artefaktów (Rohlf i Archie, 1984; Crampton, 2007 ). W związku z tym EFA jest obecnie powszechnie stosowana w analizie statystycznej kształtów archeologicznych narzędzi kamiennych (np. Saragusti i in., 2005 ; Iovita, 2009 ; Cardillo, 2010 ; Iovita i in., 2017 ; Serwatka, 2015 ). Aby uzyskać więcej informacji na temat podstaw i ram matematycznych leżących u podstaw EFA, zapoznaj się z Caple i in. ( 2017 ).

Wszystkie ilustracje (.png) zostały najpierw zsyntetyzowane w jednym pliku spline cienkiej płytki (.tps), wspólnym dla analiz morfometrycznych geometrycznych. Wykonano to w tpsUtil v.1.69, z kartezjańskimi współrzędnymi i pozycjami dla każdego obrazu utworzonego przy użyciu funkcji „Obiekt konturu” w tpsDig2 v.2.27 (Rohlf, 2015 ). Ponieważ te kontury nie wymagają takiej samej liczby punktów orientacyjnych (biorąc pod uwagę wybraną metodę analizy) i w celu uchwycenia jak największej części oryginalnego kształtu, zachowano surowy kontur. W ten sposób punkty styczne charakteryzują się średnio 1544 kartezjańskimi współrzędnymi. Podczas standaryzacji wszystkich konturów przed EFA, wszystkie okazy zostały znormalizowane do wspólnego centroidu (0,0) i przeskalowane przy użyciu ich rozmiaru centroidu (Bonhomme i in., 2017 ).

Normalizacja poprzez obrót była niepotrzebna, ponieważ jest ona włączana poprzez późniejsze dopasowanie eliptyczne. Następnie przeprowadzono analizę głównych składowych (PCA) na eliptycznych współczynnikach Fouriera, a główne wyniki wykorzystano do aglomeracyjnej hierarchicznej analizy klastrów (z wyświetlonymi archeologicznymi jednostkami taksonomicznymi dla punktów stycznych). Wszystkie analizy przeprowadzono w środowisku R (R Core Team, 2017 ), przy użyciu Momocs v.1.2.9 (Bonhomme i in., 2014 ). Do wizualizacji dendrogramu (rys. 3 ) użyto pakietu ggtree v.10.5 (Yu i in., 2016 ). Plik .tps, metadane (w formacie .csv) i R Markdown (d: w formatach .rmd i .html), szczegółowo opisujące procedurę eksploracyjną w tym artykule, można znaleźć w Open Science Framework^Notatka1 .

Przykładowy dendrogram szeroko współczesnych, dużych, jednostronnych punktów chwytnych z późnego paleolitu (15 000–11 000 kal. BP) z Europy. Wszystkie te obiekty są technologicznie bardzo podobne i często uważa się, że są historycznie powiązane. Tutaj analizuje się je pod kątem ich dwuwymiarowej zmienności kształtu przy użyciu geometrycznych metod morfometrycznych. Kolory oznaczają tradycyjne typologiczne etykietowanie, odzwierciedlając kulturowohistoryczne podziały materiału na jednostki regionalne i podjednostki: kultury. Taka analiza budowania drzewa ujawnia kulturową strukturę taksonomiczną na różnych poziomach bez a priori idealizacji, ale pokazuje również, że wielu tradycyjnych jednostek nie można ponownie znaleźć w ten sposób. Dużą liczbę obiektów można łatwo uwzględnić w analizie, a umiejscowienie każdego obiektu można śledzić

Obraz w pełnym rozmiarze

Do tego czasu, uwzględniając informacje o datowaniu i stratygrafię, takie dendrogramy mogą zostać przekształcone w kladogramy i wykorzystane do wnioskowania o historii ewolucji kulturowej poszczególnych społeczności praktykujących. Krytycznym wynikiem jest jednak to, że bardzo niewiele obiektów tradycyjnie przypisywanych różnym „kulturom” definiowanym według regionu lub domniemanego powinowactwa wykazuje spójne klastrowanie (patrz rys. 3 ). Potwierdza to niedawną krytykę tej konkretnej klasy artefaktów jako ważnej diagnostyki kulturowej (Kobusiewicz, 2009 ; Riede, 2017 ; Serwatka i Riede, 2016 ) i pokazuje, że tradycyjne definicje kultur archeologicznych są dojrzałe do ponownego zbadania przy użyciu metod obliczeniowych. Gdy grupy archeologiczne zostaną zdefiniowane jako operacyjne jednostki taksonomiczne w ramach systemu transmisji, stają się epistemologicznie wyrównane z grupami genetycznymi, otwierając drogi do równoległych analiz ko-filogenetycznych, które porównują podobne z podobnymi.

Powyżej naszkicowaliśmy plan działania w celu stworzenia solidnych operacyjnych jednostek archeologicznych, które w zasadzie można sensownie pogodzić z archeogenetyką, a także, nawiasem mówiąc, z zestawami danych paleośrodowiskowych (Gamble i in., 2005 ). Nie ma jeszcze żadnych starożytnych analiz genetycznych pasujących do naszego ostatecznego studium przypadku paleolitu i przyznajemy, że archeologia ma jeszcze długą drogę do przebycia, zanim takie analityczne definicje kultury staną się powszechne. Ważne jest również, aby w miarę możliwości używać wielu klas artefaktów do budowania kulturowych drzew ewolucyjnych, ponieważ różne obiekty mogą reagować na różne ścieżki transmisji (związane z wiekiem, płcią, statusem lub kontekstem użytkowania). Można również stosować techniki inne niż morfometria 2D lub 3D, na przykład analizę technologiczną i atrybutową; jest to szczególnie istotne w przypadku strategii kamiennych, które mogą nie zapewniać odrębnych kształtów (i w związku z tym nie mogą być wykryte za pomocą EFA), np. przemysły ostrzy. Pomijając te wyzwania, podobieństwa i różnice między tymi liniami kulturowymi — i ich powiązanymi wzorcami genetycznymi — ujawniałyby dynamikę społeczną. Przyszłe analizy mające na celu równoległe zrozumienie diachronicznej ewolucji częstotliwości genetycznych i kulturowych powinny być ukierunkowane na te miejsca, które mogą dać aDNA, a także bezpośrednio powiązane zespoły artefaktów, umożliwiając rygorystyczną ponowną analizę materiału artefaktów.

Podsumowując, widzimy niewielką wartość w zastępowaniu tradycyjnych kulturowych, ale problematycznych nomenklatur nowymi, które nie wykorzystują w pełni potencjału epistemicznego danego materiału. Zamiast tego gorąco zachęcamy archeologów i genetyków do wspólnego wykorzystania okazji, jaką dają równoległe rewolucje nie tylko w archeogenetyce i naukach paleośrodowiskowych, ale także, co jest krytyczne, w archeologii obliczeniowej, aby kompleksowo odnowić archeologiczne podejścia taksonomiczne. Obietnica zdefiniowania kultur archeologicznych filogenetycznie opiera się nie tylko na solidności i przejrzystości podejścia, ale także na metodologicznym zbliżeniu podejść archeologicznych i genetycznych. Raz, ale tylko raz, zarówno klasterowanie genetyczne, jak i klasterowanie kultury materialnej zostaną zdefiniowane filogenetycznie, możemy zbadać, jak porównać pojawiające się struktury w tych zestawach danych i różne siły dryfu i selekcji działające w celu ich wytworzenia, nie tylko jakościowo, ale i ilościowo — i takie ko-filogenetyczne metody są dostępne (Tehrani i in., 2010 ; Riede, 2009a , Bortolini i in., 2017 ). Należy na koniec zauważyć, że Marwick i Schmidt ( 2019 ) niedawno pokazali, w jaki sposób przyjęcie nowych narzędzi napędza znaczące postępy naukowe w archeologii. Wpływ czysto naturalnych metod naukowych, takich jak paleogenomika, na dyscypliny historyczne, takie jak archeologia, jest poza wątpliwością (Kristiansen, 2014 ), Marwick i Schmidt demonstrują konkretnie, w jaki sposób ilościowe podejścia analityczne i współdzielenie kodu również napędzają taką zmianę.

Nasze obawy wyrażone tutaj, a mianowicie udoskonalenie naszego traktowania dowodów archeologicznych pod kątem konstruowania taksonomii kulturowych, są, jak sądzimy, w pełni zgodne z intencjami Eisenmanna i in. ( 2018 , str. 10), którzy celowo zaoferowali swój wkład jako trampolinę do „dalszej refleksji na temat konwencji nazewnictwa w archeogenetyce”. W przeciwieństwie do wielu innych dyskusji na temat pomyślanych i rzeczywistych wyzwań w łączeniu archeologii i paleogenetyki, nasz komentarz jest skierowany przede wszystkim do naszych kolegów archeologów. Mamy nadzieję, że pokazaliśmy tutaj, że zamiast po prostu zajmować się konwencjami nazewnictwa, koncepcyjnie i metodologicznie przyszłościowa droga do przeniesienia archeogenetyki i archeologii w przyszłość leży w materialistycznym, opartym na populacji przemyśleniu samych kultur archeologicznych.

Udostępnianie danych

Zestawy danych związane z tym badaniem są dostępne w repozytorium OSF pod adresem (DOI: 10.17605/OSF.IO/VTDF2): https://osf.io/vtdf2/