蹄と荷車に乗った動物の移動と、それがインダス文明における交流を理解する上で示唆すること(Animal movement on the hoof and on the cart and its implications for understanding exchange within the Indus Civilisation)
出典:https://www.nature.com/articles/s41598-023-50249-3
https://doi.org/10.1038/s41598-023-50249-3
Author:C. A. Petrie、E. Lightfoot、P. J. Jones、J. R. Walker、B. T. Valentine、J. Krigbaum、P. le Roux、P. P. Joglekar、V. Shinde、R. N. Singh & T. C. O’Connell
Received:23 June 2023
Accepted:17 December 2023
Published:02 January 2024
Publisher:Scientific Reports
Rights and permissions
Open Access
This article is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License, which permits use, sharing, adaptation, distribution and reproduction in any medium or format, as long as you give appropriate credit to the original author(s) and the source, provide a link to the Creative Commons licence, and indicate if changes were made. The images or other third party material in this article are included in the article's Creative Commons licence, unless indicated otherwise in a credit line to the material. If material is not included in the article's Creative Commons licence and your intended use is not permitted by statutory regulation or exceeds the permitted use, you will need to obtain permission directly from the copyright holder. To view a copy of this licence, visit http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/.
この記事はCreative Commons Attribution 4.0 国際ライセンスに基づきライセンスされています。このライセンスは、原著者および出典を適切にクレジットし、Creative Commonsライセンスへのリンクを提供し、変更があった場合はその旨を明記することを条件として、あらゆる媒体または形式での使用、共有、翻案、配布、複製を許可します。この記事に掲載されている画像やその他の第三者素材は、素材のクレジットラインに別途記載がない限り、記事のCreative Commonsライセンスに含まれています。素材が記事のCreative Commonsライセンスに含まれておらず、かつ、意図する使用が法令で許可されていない場合、または許可された使用範囲を超える場合は、著作権者から直接許可を得る必要があります。このライセンスのコピーは、http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ をご覧ください。
Abstract
Movement of resources was essential to the survival and success of early complex societies. The sources and destinations of goods and the means of transportation – be it by boats, carts and/or foot – can often be inferred, but the logistics of these movements are inherently more difficult to ascertain. Here, we use strontium isotopic analysis to test hypotheses about the role of animal and animal-powered transport in medium and long-distance movement and exchange, using the Indus Civilization as a case study. Across the wide geographical spread of the Indus Civilisation, there is strong evidence for long-distance exchange of raw materials and finished objects and this process is presumed to involve boats and animal-driven transport, although there is little evidence as to the relative importance of each mode of movement. Strontium isotopic analysis of animal remains from four sites analysed for this study combined with results from nine other sites indicates limited long-distance animal movement between different geological zones within the Indus Civilisation. These findings suggest that individual animals primarily moved short- or medium-distances, though there are several significant exceptions seen in some pigs and cattle found at two large urban sites. We infer that long-distance transport of goods, be it raw materials, finished objects, other goods, or the animals themselves, could have occurred through the use of boats and waterways, by traction animals moving over long distances that did not end up in the archaeological record, and/or by different animals participating in many short to medium-distance movements.
資源の移動は、初期の複雑な社会の存続と成功に不可欠であった。商品の源と送り先、輸送手段 - ボート、荷車、徒歩など - はしばしば推測できるが、これらの移動の物流は本質的に究明することが難しい。ここでは、インダス文明を事例研究として用いて、中距離および長距離の移動と交換における動物および動物動力輸送の役割に関する仮説を検証するために、ストロンチウム同位体分析を使用する。インダス文明の広い地理的広がりの中で、原材料と完成品の長距離交換の強力な証拠があり、このプロセスには舟と動物による輸送が含まれていると推定されているが、各移動手段の相対的な重要性に関する証拠はほとんどない。本研究のために分析した4カ所の遺跡からの動物遺体のストロンチウム同位体分析は、他の9カ所の遺跡からの結果と合わせて、インダス文明内の異なる地質帯間の動物の長距離移動が限られていることを示している。これらの知見は、個々の動物が主に短距離または中距離を移動することを示唆しているが、2カ所の大きな都市遺跡で発見されたいくつかの豚および牛にはいくつかの重要な例外が見られる。私たちは、原材料、完成品、その他の商品、または動物そのものであろうと、商品の長距離輸送は、舟や水路の使用、考古学的記録には残っていない長距離を移動する牽引動物、および/または多くの短距離から中距離の移動に参加する異なる動物によって行われた可能性があると推測する。
Introduction
Complex societies provision their populations with the resources necessary for life, and this includes staples, fuel and also items made from rare and more exotic materials. Studies of material culture and material provenance inform us about the sources of raw materials and the locations between which goods were moved. While iconographic depictions of boats, carts and animal and human traction can provide insight into the available mechanisms for moving those goods, it is not always simple to reconstruct the organisation and relative importance of different modes of transport.
複雑な社会は、人々に生活に必要な資源を供給しており、これには主食、燃料、そして希少でより異国情緒な材料で作られたものも含まれる。物質文化と物質の来歴の研究は、原材料の供給源と商品が移動された場所について私たちに情報を提供する。ボート、荷車、動物および人間の牽引力の図像的描写は、これらの商品を移動するために利用可能なメカニズムについての洞察を提供することができるが、異なる輸送様式の組織および相対的重要性を再構築することは必ずしも容易ではない。
Archaeologists have long debated the significance of exchange and trade1,2,3,4,5,6,7. South Asia’s Indus Civilisation is an interesting case in point, as the settlements of its urban phase (2600–1900 BC) were distributed over an extensive area of Pakistan and northwest India, and there is abundant evidence for the movement of raw materials and finished products made from different types of metal and stone, as well as stoneware bangles and large storage vessels over short, medium and long distances8,9,10,11. Compositional analyses have suggested that these raw materials and finished objects were widely distributed (and redistributed) across the Indus Civilisation, being brought from sources as far afield as northern Afghanistan, Khyber Pakhtunkhwa, the Himalayas, Maharashtra, Rajasthan, and Baluchistan11. Archaeometric studies have shown that manufactured items such as stoneware bangles and carnelian beads were moved within the Indus Civilisation9,12,13. Indus-type artefacts were exported overland across complex highland terrain as far as Badakhshan in Afghanistan and the Kopet Dagh piedmont in Turkmenistan. Material was also moved by water throughout the Persian Gulf, and to cities in southwest Iran and Mesopotamia9,14,15,16,17,18.
考古学者は長い間、交換と貿易の重要性について議論してきた[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7]。南アジアのインダス文明は興味深い事例であり、その都市期 (紀元前2600-1900年) の集落はパキスタンと北西インドの広い範囲に分布しており、様々な種類の金属や石から作られた原材料や完成品、石器の腕輪や大きな貯蔵容器が短距離、中距離、長距離にわたって移動したことを示す豊富な証拠がある [8, 9, 10, 11]。組成分析によると、これらの原材料や完成品はインダス文明全体に広く分布 (および再分布) しており、アフガニスタン北部、Khyber Pakhtunkhwa、ヒマラヤ、Maharashtra、Rajasthan、Baluchistanといった遠方からも持ち込まれていた [11]。考古学的研究は、石器の腕輪やカーネリアンビーズなどの製造品がインダス文明内で移動されたことを示している [9, 12, 13]。インダス型の工芸品は、アフガニスタンのBadakhshanやトルクメニスタンのKopet Dagh山麓まで、複雑な高地地形を横断して陸路で輸出された。物質はペルシャ湾全域と、イラン南西部とメソポタミアの都市にも水によって移動された [9, 14, 15, 16, 17, 18]。
The different scales of movement that took place within the Indus Civilisation largely remain unspecified, and discussion of the logistics of how goods were transported over these distances has largely been speculative. Across the expanse of the Indus Civilisation, short distances were feasibly those traversable on foot or hoof in one day (up to 25 km), medium distances would require several days of travel, potentially within one geographical region (up to 100–150 km), while long distance movement would involve travel over hundreds of kilometres and potentially weeks of travel time, and include movement between different geographical regions. To date, the assumption has been that raw materials and goods were moved over medium and long distances across the Indus Civilisation through a combination of riverine and animal transportation9,19,20,21. Indus boats are attested by depictions on Indus seals9,20, while animal transport is indicated by a relative abundance of clay cart models and animal figurines, zooarchaeological evidence for animals being used for traction, and cart tracks in the streets of Harappa9,19,20,21,22.
インダス文明内で行われたさまざまな規模の移動は、ほとんど特定されておらず、これらの距離を物資がどのように輸送されたかについての議論は、ほとんど推測の域を出ない。インダス文明の広大な地域では、短距離は徒歩または蹄で1日で移動可能な距離 (最大25 km) であり、中距離は数日間の移動を必要とし、1地域の地理的地域内 (最大100–150 km) で移動する可能性がある、その上長距離の移動には数百km以上の移動と数週間の移動時間が必要であり、異なる地理的地域間の移動も含まれる。これまでのところ、原材料や商品は、河川と動物の輸送を組み合わせて、インダス文明を越えて中長距離を移動していたと想定されている [9, 19, 20, 21]。インダス船はインダス印章の描写によって証明され [9, 20]、一方、動物輸送は粘土製の荷車模型や動物の置物、牽引に使われている動物の動物考古学的証拠、ハラッパーの街路にある荷車の跡によって示されている [9, 19, 20, 21, 22]。
The traditional view is that the Indus Civilisation was riverine, with settlement distribution biased towards locations close to perennial water sources20,21. While there were clearly settlements on rivers and smaller water courses, there is also abundant evidence that settlements were situated in a variety of other contexts not close to obvious perennial or flowing water sources, and this is particularly the case for settlements distributed across northwest India21,23,24,25,26,27. Furthermore, a significant proportion of the ancient hydrology that has been reconstructed across the Indus River Basin was likely composed of ephemeral water courses for much of the Holocene26,28,29,30,31,32. It is still unclear how many of these water courses would have been navigable, even to small boats with shallow draft. Given the degree of variability in settlement location, and the likelihood that not all settlements were interconnected via the hydrological system, animal transport must have played an important role in some Indus long-distance exchange logistics, whether for complete or partial journeys.
伝統的な見解では、インダス文明は河川系であり、定住地の分布は永続的な水源に近い場所に偏っていた [20, 21]。川や小さな水路に集落があったことは明らかであるが、明らかな永続的水源や流水源の近くにない他のさまざまな状況に集落があったことを示す豊富な証拠もあり、特にインド北西部に分布する集落に顕著である[21, 23, 24, 25, 26, 27]。さらに、インダス川流域で再構築された古代の水文学のかなりの部分は、完新世の大部分のための一時的な水路で構成されていた可能性が高い [26, 28, 29, 30, 31, 32]。これらの水路のうちどれだけが、喫水の浅い小型船でさえ航行可能であったかは、依然として不明である。居住地の変動性の程度と、すべての居住地が水文システムを介して相互に接続されているわけではない可能性を考えると、動物輸送は、完全な移動であれ部分的な移動であれ、インダスの長距離交換物流において重要な役割を果たしたに違いない。
Indus Civilisation boat transport is likely to have been relatively simple where navigable water courses were present, relying on wind, current, animal and human power for motion. Some of these watercraft may have been connected to specific settlements, but their crews must also have interacted with other actors, as the settlements in interstitial areas away from navigable rivers are likely to have only been accessible using animal driven and/or human transport. Kenoyer19 has suggested that appropriately loaded animals of various sizes may have been used to move goods over shorter distances, but noted that carts would have been more efficient, estimating that individual Indus carts could hold 1870 kg of goods. He has suggested that carts were ideal for transporting bulk goods over short distances across the plains, but argued that the lack of roads and bridges would have made long distance transport of goods via carts difficult19. Thus far it has been challenging to test this hypothesis. It is likely that the logistics via which the different types of transportation operated were dependent upon the types of individuals and economic transactions involved.
インダス文明の船舶輸送は、航行可能な水路が存在し、風、海流、動物および人間の力に頼って移動する比較的単純なものであった可能性が高い。これらの水上船の中には、特定の集落に接続されていたものもあったかもしれないが、航行可能な河川から離れた間隙地域の集落は、動物や人間の輸送手段によってのみアクセス可能であった可能性が高いため、乗組員は他の関係者とも交流していたに違いない。Kenoyer [19]は、商品をより短い距離で移動させるために、様々なサイズの適切に積載された動物が使用された可能性があることを示唆しているが、荷車はより効率的であり、個々のインダスの荷車は1870kgの商品を運ぶことができると推定している。彼は、荷車は平野を横断する短い距離で大量の商品を輸送するのに理想的であると示唆したが、道路や橋がないため、荷車による商品の長距離輸送は困難であったと主張した [19]。これまでのところ、この仮説を検証することは困難である。異なるタイプの輸送が運営される物流は、関与する個人および経済取引のタイプに依存していた可能性が高い。
The nature of the political economy of the Indus Civilisation is much discussed, and the role of exchange and trade in empowering and enriching individuals or groups within cities and other settlements is debated33,34,35. Heather Miller20 has highlighted the clear evidence for the operation of way-stations and road markers as critical parts of the overland transport system under the Mughal Empire, but no such structures have yet been identified in the context of the Indus Civilisation. Although there are a range of inscribed materials that are indicative of administrative activities35, the Indus script remains untranslated, and there is an absence of records that provide explicit insight into the administration of exchange processes. There is evidence for the use of a standardised weight system36,37, but these weights were typically in small units, and were not likely to have been used for bulk goods38. It is possible that the sourcing and distribution of raw materials and finished products within the Indus economy was part of an elite driven and controlled system that involved merchants and places of exchange. In a formalised system with merchants potentially acting as independent agents, individual teams of transportation animals may have been used to move bulk goods long distances, or individual loads may have been moved by many teams over shorter distances. Both options would have required significant logistical planning. It is also possible that a more substantive system of sourcing and distributing raw materials and finished products may have been operating, where the distribution of goods and the movement patterns of transport teams may have been governed by redistribution relationships and reciprocity. Such a system may show patterns more in keeping with distance-decay or down-the-line exchange models, where the distribution of materials declines with distance from the source4,39,40. Ideally, analysis of archaeological material remains provides the means of ascertaining the nature of ancient exchanges systems, though the interpretation of data is not always straightforward.
インダス文明の政治経済の性質が多く議論され、都市やその他の居住地における個人やグループに力を与え、豊かにする上での交換と貿易の役割が議論されている[33, 34, 35]。Heather Miller [20] は、ムガル帝国下の陸路輸送システムの重要な部分として、中間駅と道路標識の運用に明確な証拠を強調しているが、インダス文明の文脈では、そのような構造物はまだ確認されていない。行政活動を示すさまざまな碑文資料 [35] があるけれども、インダス文字は未翻訳のままであり、交換プロセスの管理について明確な洞察を提供する記録はない。標準化された重量システム[36, 37]を使用した証拠があるが、これらの重量は通常小さな単位であり、積み荷貨物には使用されなかった可能性が高い [38]。インダス経済における原材料と完成品の調達と流通は、商人と交流の場を巻き込んだエリート主導で管理されたシステムの一部であった可能性がある。商人が独立した代理人として行動する可能性のある形式化されたシステムでは、輸送動物の個々のチームが大量の商品を長距離移動するために使用されていたかもしれないし、個々の荷物がより短い距離で多くのチームによって移動されていたかもしれない。どちらの選択肢も、かなりの物流計画を必要としただろう。また、原材料と完成品の調達と流通のより実質的なシステムが運用されていた可能性もあり、そこでは、商品の流通と輸送チームの移動パターンが再分配関係と相互主義によって支配されていた可能性がある。このようなシステムは、物質の分布が発生源からの距離とともに減少する距離減衰モデルまたはダウンライン交換モデルにより一致したパターンを示すかもしれない [4, 39, 40]。理想的には、考古学的資料の分析は古代の交換システムの性質を確認する手段を提供するが、データの解釈は必ずしも単純ではない。
※down‐the‐line exchange model
商品の供給を受ける側が一定の割合を保持し、残りを同じことをする次のグループに渡す(取引、販売、贈答など)交換慣行のパターン。パターンは繰り返されますが、物質の量は移転のたびに減少します。物質の体積を線源からの距離に対してグラフにプロットすると、このような交換パターンは指数関数的減衰曲線として現れる。対数スケールでプロットすると、減衰は直線で表示されます。
参照元:https://www.oxfordreference.com/display/10.1093/acref/9780199534043.001.0001/acref-9780199534043-e-1248
Strontium isotopic analysis allows us to examine whether animals travelled long-distances, as it enables us to identify animals born in a different geological zone to the one in which they were deposited archaeologically. In the context of the Indus Civilisation, establishing whether animals moved beyond individual geological ‘isozones’ has implications for understanding short, medium and long-distance interaction in the Indus River Basin. In particular, it has the potential to provide evidence in support of the hypothesis that carts drawn using animal traction were used to transport goods long distances. Here, we analyse 94 samples from 39 animals from four Indus settlements in northwest India. We compare these data with previously published animal and human enamel strontium isotope data from nine settlements in other areas within the Indus Civilisation. By considering the dynamics of animal mobility, we explore the degree to which animal movement occurred at long-range scales between settlements within different parts of the Indus Civilisation, and make inferences about the degree to which it operated at local to medium scales between villages, and between villages and neighbouring cities.
ストロンチウム同位体分析は、考古学的に堆積した地質帯とは異なる地質帯で生まれた動物を特定することができるため、動物が長距離を移動したかどうかを調べることができる。インダス文明の文脈では、動物が個々の地質学的「isozone」を越えて移動したかどうかを確立することは、インダス川流域における短距離、中距離、長距離の相互作用を理解する上で意味がある。特に、動物の牽引力を用いて引かれた荷車が商品を長距離輸送するために使用されたという仮説を支持する証拠を提供する可能性がある。ここでは、インド北西部の4カ所のインダス人居住地からの39匹の動物からの94個の試料を分析する。これらのデータをインダス文明内の他の地域の9カ所の居住地からの既報の動物およびヒトエナメル質ストロンチウム同位体データと比較した。動物の移動の動態を考察することによって、インダス文明の異なる地域内の居住地間の長距離スケールで動物の移動がどの程度行われたかを調査し、村落間および村落と近隣都市との間の局所から中規模スケールで動物の移動がどの程度行われたかについて推論する。
Approaching animal mobility in the Indus Civilisation(インダス文明における動物の移動に迫る)
The Indus Civilisation and evidence for animal use(インダス文明と動物利用の証拠)
The Indus Civilisation is characterised by the appearance of the first cities in South Asia, but was also marked by a preponderance of rural settlements distributed across a large area of modern Pakistan and India (Fig. 1). Cattle have long been regarded as being tremendously important to the Indus subsistence economy41,42, and largely it has been assumed that cattle were the primary beasts of burden22,43,44. Indus zooarchaeological assemblages typically have a high proportion of cattle (largely Bos indicus) and/or water buffalo (Bubalus bubalis), typically 50 to 60%, but also occasionally up to 80 to 90%, and a smaller proportion of sheep/goat (Ovis aries and Capra hircus), with some pig (Sus domesticus), wild terrestrial and aquatic bones also being found22,45,46. Laura Miller22,44 argued that large bovids, including both zebu and water buffalo, were the animals most suited to heavy traction in both agricultural production and the transport of the resultant products, as well as of raw materials and craft items. She also observed that 90% of bovine animals survived into reproductive adulthood (3–3.5 years), at which point they were exploited for secondary products potential—females as dairy producers and males/castrates as traction animals [22:484, 625–628]. Cattle bones reveal evidence for pathological conditions associated with the physical stress associated with traction and heavy duty labour. The widening of the distal end of the metapodia, pedosis, and exostosis of the proximal ends of the third phalanges is seen at a number of sites, including Harappa22,44, Farmana47, Kanmer48, Surkotada49, Jaidak50, Shikarpur, Kuntasi and Karanpura in Rajasthan46.
インダス文明は、南アジアの最初の都市の出現によって特徴づけられるが、現代のパキスタンとインドの広い地域に分布する農村集落の優勢によっても特徴づけられる (図1) 。牛はインダスの自給自足経済にとって非常に重要であると長い間考えられてきており[41, 42]、主に牛が主な荷物の獣であると考えられてきた[22, 43, 44]。インダスの動物考古学的集団は、典型的には牛 (大部分はBos indicus) および/または水牛 (Bubalus bubalis) の割合が高く、典型的には50~60%であるが、時には80~90%に達することもあり、羊/ヤギ (Ovis ariesおよびCapra hircus) の割合は小さく、豚 (Sus domesticus)、野生の陸生および水生の骨もいくつか発見されている[22, 45, 46]。Laura Miller [22, 44]は、コブウシ(zebu)とスイギュウの両方を含む大型ウシ科動物は、農業生産と生産物の輸送、および原材料と工芸品の輸送の両方において、大量の牽引に最も適した動物であると主張した。彼女はまた、ウシの90%が生殖可能な成熟期 (3–3.5年) まで生存し、その時点で二次生産の可能性のために利用されていることを観察した - すなわち、雌は酪農生産者として、雄/去勢は牽引動物としてである[22:484,625–628]。牛の骨は、牽引および重労働に関連する身体的ストレスに関連する病理学的状態の証拠を明らかにする。中足の遠位端の拡大、足症、および第三指骨の近位端の外骨症は、Harappa [22, 44]、Farmana [47]、Kanmer [48]、Surkotada [49]、Jaidak [50]、Shikarpur、Rajasthan州のKuntasiおよびKaranpura [46]を含む多くの遺跡で見られる。
Figure 1

Maps of sites mentioned in the text: (a) Map of the Indus Civilization with known sites shown by orange circles, city sites by black circles and sites with animal strontium isotope data by white circles; (b) Map of the study region, with white circles indicating the sites in Haryana analysed as part of this study, where the size of the circle relates to the site size in hectares [images generated using ArcGIS and NASA Blue Marble imagery].
本文に記載されている遺跡の地図: (a) インダス文明の地図。既知の遺跡をオレンジ色の丸で示し、都市の遺跡を黒丸で示し、動物のストロンチウム同位体データがある遺跡を白丸で示す。(b) 調査地域の地図。白丸は、この調査の一部として分析されたHaryanaの遺跡を示し、円の大きさは、ヘクタール単位の遺跡の大きさに関連している [ArcGISとNASA Blue Marble画像を使用して作成された画像] 。
Strontium isotope ratios and movement(ストロンチウム同位体比と移動)
Strontium isotopic analysis can be used to identify animals that moved between geological zones51,52. This technique is based on the principle that strontium isotope ratios (87/86Sr) in tooth enamel reflect the geology from which an individual’s food was sourced53,54,55,56,57. The level of strontium isotopic variation in any region is dependent on a number of factors, including underlying geology, weathering rates, soil composition and alluvial overburden. The level of geological variation in any region is variable, but on large alluvial plains such as those in Haryana and Indian and Pakistani Punjab, geological variation is more likely over long-distance scales than it is at local and potentially medium-distance scales.
ストロンチウム同位体分析は、地質帯間を移動した動物を特定するために使用することができる [51, 52]。この技術は、歯のエナメル質中のストロンチウム同位体比 (87/86Sr) は、個人の食物が供給された地質を反映するという原則に基づいている[53, 54, 55, 56, 57]。どの地域でもストロンチウム同位体の変動レベルは、地質、風化速度、土壌組成、沖積土被りなどの多くの要因に依存する。どの地域でも地質学的変動のレベルは一定ではないが、Haryana、インド、パキスタンのPunjabなどの大規模沖積平野では、地質学的変動は局地的および中距離のスケールよりも長距離のスケールで起こりやすい。
Non-local individuals are identified as those whose tooth enamel strontium isotope ratios are not reflective of the local environment52. The identification of such a mis-match is not always simple, particularly in environments where the local isotopic signal is not well-constrained. In practice, a combination of techniques is often used, including: comparison to previously analysed individuals from the region (human or animal); comparison to geological maps; comparison with modern strontium isotope ratios of the target region determined by analyses of water, sediment, plant, snails and/or small mammal samples; and statistical analysis of the dataset58,59,60. All of these methods have flaws, particularly with regards to whether or not modern data truly reflects the past and/or ‘missing’ data, and it is therefore sensible to pursue a multi-strand strategy.
非地域住民は、歯のエナメル質のストロンチウム同位体比が地域環境を反映していない人々として特定される [52]。このようなミスマッチの同定は、特に局所的な同位体信号が十分に制約されていない環境においては、必ずしも単純ではない。実際には、以下のような技術を組み合わせて用いることが多い:以前に分析された地域の個体 (ヒトまたは動物) との比較;地質図との比較;水、堆積物、植物、カタツムリおよび/または小型哺乳類試料の分析によって決定された標的領域の現代のストロンチウム同位体比との比較;およびデータセットの統計解析[58, 59, 60]。これらの方法はすべて、特に現代のデータが本当に過去および/または「欠落」データを反映しているかどうかに関して欠陥があり、したがって、マルチストランド戦略を追求することは賢明である。
Geological and strontium isotopic variation in the Indus region(インダス川流域の地質学的およびストロンチウム同位体比の変動)
The Indus River Basin and surrounding regions are characterised by a range of different geological units. Much of the lower basin is comprised of Quaternary alluvial and sand/dune deposits (Fig. 2) and the archaeological sites included in this study are all located on the alluvial plains, where alluvium has been deposited by the Indus and the other rivers of Punjab, and is typically hundreds of metres deep61,62,63,64. Alluvium in Hissar District (India), where four of the study sites are located, varies from 228 to 310 m in depth overlying pre-Cambrian granite and mica schist bed-rock61. The north of the Indus River Basin is bordered by mountain chains, including the Karakorum, the Salt Range and the Himalayas, which include Paleozoic, Mesozoic, Palaeogene, and Neogene geology. The eastern edge of the basin is formed by the Thar Desert, which consists of sand and dunes formed by Quaternary sediments. Gujarat, to the south-east of the basin, is dominated by the Deccan Traps, which is a large volcanic feature that formed in the Cretaceous period. Finally, the Western Fold Belt lies to the west of the area and includes two major mountain chains, the Kirthar and Suleiman Mountains, which are largely Paleogene and Neogene in age. To the east of the Thar Desert and bordering on the alluvial plains of Haryana is the Proterozoic Aravalli Range.
インダス川流域とその周辺地域は、さまざまな地質学的単位によって特徴づけられる。下流域の大部分は第四紀の沖積堆積物と砂/砂丘堆積物で構成されており (図2)、この研究に含まれる遺跡はすべて、Punjab州のインダス川や他の川によって沖積堆積物が堆積した沖積平野に位置しており、典型的には数百メートルの深さがある[61, 62, 63, 64]。4カ所の研究遺跡が位置するHissar地区 (インド) の沖積堆積物は、カンブリア紀以前の花崗岩と雲母片岩の岩盤を覆う深さが228mから310mまで変化する [61]。インダス川流域の北部は、Karakorum山脈、ソルトレンジ、ヒマラヤ山脈などの山脈に囲まれており、古生代、中生代、古第三紀、新第三紀の地質が含まれている。盆地の東端は、第四紀堆積物によって形成された砂と砂丘からなるタール砂漠によって形成されている。盆地の南東にあるグジャラートは、白亜紀に形成された大きな火山地形であるデカントラップに支配されている。最後に、西部褶曲帯はこの地域の西にあり、Kirthar山脈とSuleiman山脈という2個の主要な山脈を含んでいる。これらの山脈は、主に古第三紀と新第三紀である。タール砂漠の東にあり、Haryanaの沖積平野に接しているのが原生代のAravalli山脈である。
Figure 2

Geological map of the Indus River Basin, with known sites shown by orange circles, city sites by black circles and sites with animal strontium isotope data by white circles [images generated using ArcGIS and USGS World Geological Maps Data].
インダス川流域の地質図。既知の遺跡はオレンジ色の円で、都市の遺跡は黒い円で、動物のストロンチウム同位体データのある場所は白い円で示されています [ArcGIS および USGS 世界地質図データを使用して生成された画像]。
River water and sediment samples show strontium isotopic variation across these zones and suggest that there are three inputs: the high Himalayan crystallines, the Kohistan Arc, and the Western Fold belt, which lead to strontium isotopic variation within the Indus River Basin and the neighbouring regions65,66,67. Variation is also seen in biologically available strontium isotope ratios of soils, modern dung and archaeological samples of animals and humans which fits broadly with the geological patterns (summarised in Table 1 and references therein).
河川水と堆積物試料は、これらの地帯でのストロンチウム同位体変動を示し、インダス川流域と近隣地域[65, 66, 67]内でのストロンチウム同位体変動を導く3箇所の入力があることを示唆した。生物学的に利用可能な土壌、現代のフン、動物やヒトの考古学的試料のストロンチウム同位体比にもばらつきが見られ、これは地質学的パターンと概ね一致する(表1に要約され、そこに参考文献がある)。
Table 1 Summary of strontium baseline data for the Indus civilisation area.
表1 インダス文明地域のストロンチウムベースラインデータの概要。

*Local ranges estimated from the interquartile range (IQR). **In this instance the human strontium isotopic data are bimodal (and the analysed individuals likely contain a high proportion of migrants—see text for further discussion), so a local range derived from the IQR is likely inappropriate; the faunal data probably represent a more reliable local range.
*四分位範囲 (IQR) から推定される局所範囲。**この例では、ヒトのストロンチウム同位体データは二峰性であり (分析された個体には移住者が高い割合で含まれている可能性が高い。詳細については本文を参照)、IQRから得られた局所的な範囲は不適切である可能性が高い;動物相データはおそらくより信頼性の高い局所的範囲を示している。
Materials and methods(試料と方法)
We collected and analysed 15 soil samples and 94 samples of enamel from 39 animal teeth following standard methods. The Supplementary Information (SI) contains full details of sample collection, preparation and analysis of strontium concentrations and 87/86Sr ratios (hereafter strontium isotope ratios).
私たちは、標準的な方法に従って39本の動物の歯から15個の土壌サンプルと94点のエナメル質サンプルを収集し、分析した。補足情報 (SI) には、ストロンチウム濃度および87/86Sr比 (以下、ストロンチウム同位体比) の試料採取、調製および分析の完全な詳細が含まれている。
Soil samples were collected from locations distributed along a cross-shape across Haryana to test for systematic variation based upon the spread of the aeolian sands from the southwest and the sediment deposited by rivers from the north and northeast (see SI 1, Fig. SI 1, Table SI 1). Animal teeth were chosen from four archaeological sites where both cattle/water buffalo and sheep/goat were attested (Fig. 1; SI 2, Table SI 2). Samples of cattle, water buffalo, sheep, goat, pig and boar were taken where available, however sample size was limited by extremely poor preservation of the remains68. Two of these sites, Masudpur I and Masudpur VII, are in close proximity in central Haryana, Farmana is c.40 km to their southeast, but also on the plains of Haryana. The fourth site, Alamgirpur, is located c.100 km further to the east of Farmana, on the other side of the Yamuna River in Uttar Pradesh, adjacent to the floodplain of the Hindon River, which flows through the Ganges/Yamuna doab. For the 28 hypsodont teeth (i.e. cattle, water buffalo, sheep/goat) three samples were taken from each tooth, from the top, middle and bottom of the crown, while bulk samples were taken from the 11 pig/boar and wild animal teeth (SI 3).
南西からの風成砂の広がりと北と北東からの河川によって堆積した堆積物に基づく系統的変動を試験するために、Haryanaを横断する十字形に沿って分布する場所から土壌試料を採取した (SI 1、図SI 1、表SI 1を参照)。動物の歯は、牛/水牛および羊/ヤギの両方が証明された4カ所の考古学的遺跡から選択された(図 1;SI 2、表SI 2)。ウシ、スイギュウ、ヒツジ、ヤギ、ブタおよびイノシシのサンプルが入手可能な場合に採取されたが、サンプルサイズは遺体の保存状態が極めて不良であったため制限された [68]。そのうちの2カ所、Masudpur IとMasudpur VIIはHaryana中部に近接しており、Farmanaはその南東約40kmにあるが、Haryanaの平原にもある。4番目の場所であるAlamgirpurは、Farmanaの東約100kmに位置し、Uttar Pradesh州のYamuna川の対岸にあり、ガンジス川/Yamuna川に挟まれた地域を流れるHindon川の氾濫原に隣接している。28本の長冠歯(すなわち、牛、水牛、羊/山羊)については、歯冠の上部、中央および下部から各歯から3個の試料を採取し、一方、連続体は11本のブタ/イノシシおよび野生動物の歯から採取した (SI 3)。
※doab
2本の川に挟まれた地域
Figures, data summaries were generated, and statistical analyses (SI 4, SI 5, SI 6) were performed using Rstudio version 2022.12.0 + 35369. Kruskal Wallis tests with post-hoc Wilcoxon rank sum tests were used since the data were non-parametric. Outliers identified statistically are defined as samples that lie more than 1.5 times the interquartile range from quartile 1 or 359.
Rstudioバージョン2022.12.0+35369を用いて、図、データ要約を作成し、統計解析(SI 4、SI 5、SI 6)を行った。データがノンパラメトリックであったため、後付Wilcoxon順位和検定によるKruskal Wallis検定を用いた。統計的に特定された外れ値は、第1四分位または第3四分位範囲の1.5倍を超えるサンプルとして定義される [59]。
Results
Animal tooth enamel strontium concentration values(動物の歯のエナメル質のストロンチウム濃度値)
The enamel samples show a wide range of strontium concentrations (239 to 2418 ppm, n = 94; Fig. SI 2, SI 3), which is higher than has been measured elsewhere (e.g. 20–417 ppm in human teeth from archaeological sites on the British Isles)58, but consistent with concentrations in previous studies of tooth enamel from sites in India70. Herbivore faunal tissues tend to have higher strontium concentrations than omnivores and carnivores because plants are strontium rich compared to meat71,72,73. There is a clear relationship between strontium concentration, region and site: at Alamgirpur, the concentration values fall between 239 and 488 ppm, while at Masudpur I, Masudpur VII and Farmana the concentrations are much higher (494 to 2418 ppm, collectively). This geographical pattern is supported further by previous strontium concentration analyses of animal and human teeth from Harappa, Rakhigarhi, Farmana and Sanauli70,74 (Table SI 3; Fig. SI 2). We therefore suggest that these animal tooth enamel concentration values are generally reflective of particular geological zones rather than contamination.
エナメル質サンプルは広範囲のストロンチウム濃度(239~2418ppm、n=94;図SI 2、SI 3)を示し、他の場所で測定された濃度(例えば、イギリス諸島の遺跡から採取されたヒトの歯では20–417 ppm) [58] よりも高いが、インドの歯のエナメル質の以前の研究の濃度 [70] と一致している。草食動物相の組織は、植物が肉に比べてストロンチウムに富むため、雑食動物や肉食動物よりもストロンチウム濃度が高い傾向がある[71, 72, 73]。ストロンチウム濃度、地域及び遺跡の間には明確な関係がある:Alamgirpurでの濃度値は239~488ppmの間にあるが、Masudpur I、Masudpur VIIおよびFarmanaでの濃度ははるかに高い(まとめて494~2418ppm)。この地理的パターンは、Harappa、Rakhigarhi、FarmanaおよびSanauliの動物およびヒトの歯の以前のストロンチウム濃度分析によってさらに裏付けされる [70, 74] (表SI 3;図SI 2)。したがって、これらの動物の歯エナメル質濃度値は一般的に汚染よりもむしろ特定の地質帯を反映していることを示唆する。
Comparison between sites and identifying strontium isozones within the Indus Civilisation(インダス文明における遺跡間の比較とストロンチウム等層帯の特定)
The strontium isotope ratios of animal tooth enamel show a clear patterning by site and geography (Fig. 3; Table 2). Animals from the sites from the plains of Haryana in northwest India presented here (Farmana, Masudpur I, Masudpur VII) are similar to each other and also to those from Rakhigarhi70 in terms of strontium isotope ratios. These animals are distinct from those from the site of Harappa, situated in Pakistani Punjab, in terms of strontium isotope ratios70. Animals from the sites in Sindh in Pakistan (Nausharo, Allahdino)70 and Gujarat in India (Kotada Bhadli, Shikarpur, Bagasra, Jaidak)75,76 are distinct and also cluster together. The animals from Alamgipur presented here are clearly different to those from all of the other sites, with higher strontium isotope ratios. It is notable that the animals from the two city sites of Rakhigarhi and Harappa show a wider range overall. Statistical testing supports this clustering based on site location (Kruskal–Wallis test of effect of site: H(357.13) = 124, p < 0.001, sites with n < 18 excluded (Rakhigarhi, Nausharo, Allahdino); post-hoc Wilcoxon rank sum tests indicate that the sites can be categorised into five groups denoted by letters a-e in Fig. 3).
動物の歯のエナメル質のストロンチウム同位体比は、場所と地理によって明確なパターンを示す(図3;表2)。ここに提示した北西インドのHaryana平原由来の動物(Farmana、Masudpur I、Masudpur VII)は、ストロンチウム同位体比の点で互いに類似しており、Rakhigarhi [70]の動物とも類似していた。これらの動物は、ストロンチウム同位体比 [70]の点で、パキスタンのパンジャブ州に位置するHarappa遺跡の動物とは異なる。パキスタンのSindh州(Nausharo) [70]およびインドのグジャラート州(Kotada Bhadli、Shikarpur、Bagasra、Jaidak) [75, 76]の動物は明確に区別され、密集している。ここに示したAlamgipurの動物は、他のすべての地域の動物とは明らかに異なり、ストロンチウム同位体比が高い。RakhigarhiとHarappaの2カ所の都市からの動物は、全体的に広い範囲を示していることは注目に値する。統計検定では、遺跡の場所に基づいてこのクラスタリングが裏付けされます(遺跡の影響に関するKruskal-Wallis検定:H (357.13) =124、p<0.001、n<18のサイトは除外(Rakhigarhi, Nausharo, Allahdino);事後Wilcoxon順位和検定は、サイトが図3のa~eの文字で示される5群のグループに分類できることを示している。)。
Figure 3

Boxplot of animal enamel strontium isotope results from the Indus Civilisation summarised by site, specifically previously published material from Nausharo (n = 6), Allahdino (n = 5), Kotada Bhadli (n = 18), Shikarpur (n = 137), Bagasra (n-262), Jaidak (n = 68), Harappa (n = 22), and Rakhigarhi (n = 8), and material for this study from Masudpur VII (n = 23), Masudpur I (n = 23), Farmana (n = 26) and Alamgirpur (n = 22). Letters a-e refer to the results of post-hoc statistical analyses, which exclude the three sites with n < 18 (Nausharo, Allahdino, Rakhigarhi; see text for details). Outliers are those which are more than 1.5IQR beyond Q1 or Q3: three pigs (HS2, HS4, HS5) and one bovid (F3926) from Harappa, one pig (RS5) from Rakhigarhi, see S1 for more information [image generated using R].
インダス文明の動物エナメル質ストロンチウム同位体結果の箱髭図を遺跡別に要約した、具体的には、以前に公表されたNausharo (n=6)、Allahdino (n=5)、Kotada Bhadli (n=18)、Shikarpur (n=137)、Bagasra (n-262)、Jaidak (n=68)、Harappa (n=22)、Rakhigarhi (n=8) の試料、そしてこの研究のためのMasudpur VII (n=23)、Masudpur I (n=23)、Farmana (n=26)、Alamgirpur (n=22) の資料である。文字a~eは、n<18 (Nausharo, Allahdino, Rakhigarhi;詳細は本文を参照)の3カ所の遺跡を除外した事後統計解析の結果を示す。外れ値は、Q1またはQ3を超えて1.5 IQRを超えるものである:Harappaの豚3頭(HS2、HS4、HS5)とウシ科1頭 (F3926)、Rakhigarhiの豚1頭 (RS5)、詳細はS1参照 [Rを使用して作成された画像] 。
Table 2 Summary of animal tooth enamel strontium isotope values from the Indus, by site (all serial sub-samples from individual teeth included).
表2 インダス川流域の動物の歯のエナメル質ストロンチウム同位体値の地域別概要(個々の歯からのすべての連続サブサンプルを含む)。

The isozone code is derived from the statistical analyses (see text for details).
Given the groupings identified by the post-hoc Wilcoxon rank sum tests we can infer that there are at least four clear geographic strontium isozones that can be differentiated in the Indus River Basin and neighbouring areas based on the available samples – ‘Gujarat/Baluchistan’ (groups ‘a’ and ‘b’—Kotada Bhadli, Shikarpur, Bagasra and Jaidak; also Nausharo, Allahdino), ‘western Punjab’ (group ‘c’—Harappa), ‘Haryana’ (group ‘d’—Masudpur VII, Masudpur I, Farmana, and also Rakhigarhi which is excluded from the post-hoc tests due to sample size) and the ‘Ganges-Yamuna doab’ (group ‘e’—Alamgirpur). The samples from Nausharo in Baluchistan and Allahdino in Sindh may in fact represent a fifth strontium isozone, though it is one that has similar strontium isotope ratios to Gujarat, which may be a result of similar parent rocks in each region (Fig. 2); the sample sizes are too small to be included in the statistical analyses (N = 6 and 5, respectively). Here the Gujarat and Baluchistan samples (a & b) have been grouped as belonging to one isozone.
事後Wilcoxon順位和検定によって同定されたグループ分けを考慮すると、インダス川流域および利用可能な試料に基づいて隣接する地域で識別できる少なくとも4カ所の明確な地理的ストロンチウムisozoneが存在すると推測できる。すなわち、『グジャラート/Baluchistan』(グループ『a』と『b』—Kotada Bhadli、Shikarpur、Bagasra、Jaidak;あるいはNausharo, Allahdino)、『Punjab西部』(グループ『c』—ハラッパー)、『Haryana』(グループ『d』—Masudpur VII、Masudpur I、Farmana、およびサンプルサイズのために事後検定から除外されたRakhigarhi)、Haryana、『Ganges-Yamuna間の地域』 (グループ『e』、Alamgirpur) である。BaluchistanのNausharoとSindhのAllahdinoからのサンプルは、実際には第5のストロンチウム同位体を示している可能性があるが、グジャラートと同程度のストロンチウム同位体比を持つものであり、これは各地域の類似した母岩の結果である可能性がある (図2);サンプルサイズが少なすぎて統計解析に含めることができない(それぞれN=6およびN=5)。ここでは、グジャラートとBaluchistanのサンプル (a & b) を1か所のisozoneに属するものとしてグループ化した。
In most cases, the enamel strontium isotope ratios are consistent with those of the relevant soil leachate and dung data from this study and previously published samples of dung, shell and soil70,77,78, supporting the identification of different isozones (Fig. 3). Soils from Baluchistan have similar values to animal enamel data from Nausharo; soils from Sindh have similar values to animal enamel data from Allahdino; dung and shell from Gujarat have similar values to animal enamel data from Kotada Bhadli, Shikarpur, Bagasra and Jaidak; soils from Haryana have similar values to animal enamel data from Masudpur VII, Masudpur I, Farmana and Rakhigarhi. It is notable, however, that while the tooth enamel results from Alamgirpur are very distinct from the samples from all other sites, they are also different to the samples from Sanauli, which is similarly situated in western Uttar Pradesh (Fig.SI 4). This difference may be due to the fact that each of these sites is located within the watershed of a different river, but it cannot otherwise be explained at present.
ほとんどの場合、エナメル質ストロンチウム同位体比は、本研究で得られた関連する土壌浸出水と糞のデータ、および以前に公表された糞、貝殻、土壌のサンプル[70, 77, 78]と一致しており、異なるisozoneの同定を支持している (図3)。Baluchistanの土壌はNausharoの動物エナメル質データと類似した値を示す;Sindhの土壌は、Allahdinoの動物のエナメル質データと同様の値を持つ;グジャラートの糞と貝殻は、Kotada Bhadli、Shikarpur、Bagasra、Jaidakの動物エナメル質データと同様の値を示す;Haryanaの土壌は、Masudpur VII、Masudpur I、FarmanaおよびRakhigarhiの動物エナメル質データと同様の値を示した。しかしながら、Alamgirpurからの歯のエナメル質の結果は他のすべての場所からの試料と非常に異なっているが、それらは同様に西部Uttar Pradesh(図SI 4)に位置するSanauliからの試料とも異なっていることは注目に値する。この違いは、これらの場所がそれぞれ異なる河川の流域内にあるという事実によると考えられるが、現時点ではそれ以外の説明はできない。
Intra-tooth isotopic variation(歯内同位体変異)
There is little isotopic variation seen in sub-sampled animal teeth (Fig. 4; Table 3, Table SI 2); for the 28 teeth where we have multiple sub-samples, the mean of the strontium isotopic variation within a tooth is 0.00036 (minimum range = 0.00005, maximum range = 0.00108). The maximum intra-tooth change is significantly less than the total variation seen in the strontium isotope ratios from across the Indus River Basin. The biggest change within an individual tooth is seen in the bovid MSD5146 (from Masudpur VII, range = 0.00108), which we note also had the largest range in carbon isotope values in our previous research, although they still consumed predominantly C4 food throughout the time of tooth formation (δ13C range = 3.4‰)68. The next largest change is seen in the bovid MSDNN010 (Masudpur I, range = 0.00090, identified as an outlier at the site level), although this individual had a more typical range in carbon isotope values (1‰). In total there are nine teeth with intra-individual variation more than 0.0005 their strontium isotope ratios (Table 3), but only three of which appear to deviate from the typical values of fauna at the site level (FR1729, MSDNN010, MSD5121), along with one antelope (MSDNN012) where the tooth was analysed in bulk (Fig. 4). Thus, with a small number of exceptions, these data indicate limited movement across different geological zones during the period of tooth formation for each of the individuals analysed.
サブサンプルとして採取した動物の歯には同位体の変動はほとんど見られない(図4;表3、表SI 2);複数のサブサンプルがある28本の歯の場合、歯内のストロンチウム同位体変動の平均は0.00036 (最小範囲=0.00005、最大範囲=0.00108)である。歯内最大変化はインダス川流域のストロンチウム同位体比の全変動よりも有意に小さかった。個々の歯の中で最大の変化はウシ科のMSD5146 (Masudpur VII出身、範囲=0.00108)に見られ、私たちの以前の研究で炭素同位体値の最大の範囲を持っていたことにも注目していますが、彼らは歯の形成の時間を通して主にC4食物を摂取していました(δ13C範囲=3.4‰) [68]。次に大きな変化はウシ科MSDNN010 (Masudpur I、範囲=0.00090、遺跡レベルでの外れ値として特定)で見られたが、この個体は炭素同位体値のより典型的な範囲 (1‰) を持っていた。ストロンチウム同位体比が0.0005以上の個体内変異を持つ歯は全部で9本あり (表3)、そのうちの3本だけが遺跡レベルでの動物相の典型的な値(FR1729、MSDNN010、MSD5121)から逸脱しているようであり、1本のアンテロープ (MSDNN012) はその歯が一括で分析された (図4)。したがって、少数の例外を除いて、これらのデータは、分析された各個体の歯の形成期間中に異なる地質帯を横断する限られた移動を示している。
Figure 4

Enamel strontium isotope results from the animal teeth analysed in this study, plotted by site, showing the change within individual teeth [image generated using R].
この研究で分析された動物の歯のエナメル質ストロンチウム同位体の結果。部位ごとにプロットされており、個々の歯の変化を示しています[R を使用して生成された画像]。
Table 3 Strontium isotope variation in animal tooth enamel sub-samples from this study by individual.
表3 本研究で得られた動物の歯のエナメル質サブサンプル中のストロンチウム同位体の個体別変動。

Discussion
Indus isozones
The animal tooth enamel strontium isotope ratios presented here and in the published literature indicate that there are distinct geographical ‘isozones’ within the Indus River Basin and surrounding areas that were occupied by populations of the Indus Civilisation (Fig. 3). The lowest values come from Kotada Bhadli, Shirkarpur, Bagasra and Jaidak (groups ‘a’ and ‘b), which are located on the Deccan traps in Gujarat, and are similar to the limited tooth enamel data from Nausharo and Allahdino, which are situated in the more varied geologies of the Western Fold Belt in Baluchistan and Sindh (‘Gujarat/Baluchistan’ isozone; Fig. 2). While it seems counter-intuitive that such different base geologies would have similar strontium isotopic signatures, these data are broadly consistent with the soil leachate data from these regions (Table 1 and Fig. SI 4), and it is notable that geological formations of similar age are present in both regions (Fig. 2). It may be that further research and analysis will allow for further differentiation, but alternatively it may be that the average strontium isotope ratios of these regions are too similar to be clearly distinguished. Another isozone is represented by the samples analysed from Haryana (group ‘d’ in Fig. 3), and represents at least the Haryana part of the Indus River Basin floodplain (‘Haryana’ isozone). Significantly, the strontium isotopic range of the sites in Haryana is similar to several of the animal tooth samples from Harappa (group ‘c’ in Fig. 3). The clustering of the majority of samples from Harappa indicates that this part of Pakistani Punjab at least (‘western Punjab’ isozone) represents a separate ‘isozone’ to Haryana, potentially demonstrating that sediments deposited in different parts of the Indus River Basin are derived from different Himalayan sources. Alamgirpur sits on an alluvial plain in Uttar Pradesh that is part of a different watershed to the other sites (Fig. 1), and the samples from there appear to represent another isozone (‘Ganges/Yamuna doab’ isozone; Fig. 2, Fig. SI 4).
ここに示した動物の歯のエナメル質ストロンチウム同位体比と公表された文献は、インダス川流域とインダス文明の人々が住んでいた周辺地域には、明確な地理的「isozone」があることを示している (図3)。最低値は、グジャラートのデカントラップに位置するKotada Bhadli、Shirkarpur、BagasraおよびJaidak (グループ『a』および『b』) から得られ、BaluchistanおよびSindhの西部褶曲帯のより多様な地質に位置するNausharoおよびAllahdinoからの限られた歯エナメル質データ(「グジャラート/Baluchistan」isozone;図2)に類似している。このように異なる基盤地質が類似したストロンチウム同位体の特徴を持つことは直感に反するように思えるが、これらのデータはこれらの地域の土壌浸出水データ(表1および図SI 4)と概ね一致しており、両地域に類似した年代の地層が存在することは注目に値する (図2)。さらなる研究と分析がさらなる分化を可能にするかもしれないが、あるいは、これらの地域の平均ストロンチウム同位体比が類似しすぎて明確に区別できないかもしれない。別のisozoneは、Haryana(図3のグループ『d』)から分析された試料によって表され、少なくともインダス川流域の氾濫原のHaryana部分を表す (‘Haryana’ isozone) 。重要なことに、Haryanaの遺跡のストロンチウム同位体範囲はハラッパーの動物歯試料のいくつかと類似していた (図3のグループ『c』)。ハラッパーからの試料の大部分のクラスター化は、少なくともパキスタンのPunjabのこの部分 (「Punjab西部」isozone) がHaryanaとは別の「isozone」であることを示し、インダス川流域の異なる部分に堆積した堆積物が異なるヒマラヤ源に由来する可能性を示した。AlamgirpurはUttar Pradesh州の沖積平野に位置しており、他の場所とは異なる流域の一部である (図1) 。ここからの試料は、別のisozone(Ganges-Yamuna間の地域;図2、図SI 4)を表しているようである。
Long-distance movement of animals(動物の長距離移動)
We can use isotopic variation within the cattle, water buffalo, and sheep/goat teeth that were sub-sampled to consider mobility within the time period of tooth formation for each individual animal. Given the formation times of teeth (1–2 years for hypsodont teeth) and typical animal lifetimes (6–12 years)79,80, it is a fair assumption that long-distance movement between different isozones will be reflected in animal tooth enamel strontium isotope ratios. As mentioned above, 9 of the 28 animals that we sub-sampled from the sites in Haryana had strontium isotopic variation greater than 0.0005 within their teeth. Nevertheless, all of the strontium isotope ratios of these individuals more closely match to the strontium isotopic data from their geographic area than they do with the strontium isotopic data from elsewhere in the Indus Civilisation. The implication is that there is likely to have been some movement of animals between areas that were not very isotopically distinct, most likely relatively local movement. This conclusion is echoed in the data from isotopic analyses previously performed at Bagasra and Kotada Bhadli75,81. Indeed, the only strong evidence for animal movement between ‘isozones’ is one pig from Rakhgarhi, as well as several pigs and potentially one or two bovids from Harappa (evident in Fig. 3). This pattern indicates that pigs moved between isozones, presumably as part of a living shipped load rather than on their own feet, or as a whole carcass, given that the transport of a butchered pig’s head with teeth is unlikely. The possible movement of meat rather than living animals also raises questions about measures of preservation such as salting or smoking, which would have been needed in an environment where spoilage would be a major issue82.
私たちは、サブサンプリングされたウシ、水牛、ヒツジ/ヤギの歯内の同位体変動を用いて、個々の動物の歯形成期間内の移動性を考慮することができる。歯の形成時間 (長冠歯では1–2年) と動物の典型的な寿命 (6–12年) [79, 80]を考えると、異なるisozone間の長距離移動が動物の歯のエナメル質ストロンチウム同位体比に反映されるというのは公正な仮定である。上述のように、Haryanaのサイトからサブサンプリングした28頭の動物のうち9頭は、歯内に0.0005以上のストロンチウム同位体変動を示した。それにもかかわらず、これらの個人のすべてのストロンチウム同位体比は、インダス文明の他の場所からのストロンチウム同位体データよりも、彼らの地理的地域からのストロンチウム同位体データとより密接に一致している。このことは、同位体的にあまり明確でない領域間で動物の移動があった可能性が高く、比較的局所的な移動であった可能性が高いことを示唆している。この結論は、以前にBagasraとKotada Bhadliで実施された同位体分析のデータに反映されている [75, 81]。実際、『isozone』間の動物の移動を示す唯一の有力な証拠は、Rakhgarhiの1頭の豚と、ハラッパーの数頭の豚と、おそらく1頭か2頭の牛である(図3で明らか)。このパターンは、豚がiszone間を移動したことを示している、これはおそらく、自分の足ではなく生きた積荷の一部として、または歯のある解体された豚の頭部が輸送される可能性が低いことを考えると、死体全体としてである。生きている動物ではなく肉が移動する可能性があることは、塩漬けや燻製などの保存手段についても疑問を投げかけている。塩漬けや燻製は、腐敗が大きな問題となる環境では必要であっただろう [82]。
Our results resonate with other work on animal mobility, which has shown that humans transported pigs across long distances in the Neolithic in Britain82, between Greece and the Levant in the Bronze Age83 and across the Pacific during the Lapita migration84. The finding that pigs may have been moved around the Indus River Basin, would also seem to provide further warning against the uncritical use of pigs as a means of determining a ‘local signal’ for strontium isotopic analysis.
私たちの研究結果は、動物の移動に関する他の研究と共鳴するものである。これらの研究では、新石器時代のブリテン島 [82]、青銅器時代のギリシャとレバントの間 [83]、およびLapita人の移動の間 [84] にヒトがブタを長距離輸送したことが示されている。豚がインダス川流域の周辺を移動した可能性があるという発見は、ストロンチウム同位体分析のための「局所シグナル」を決定する手段として豚を無批判に使用することに対するさらなる警告を与えるように思われる。
In summary, the available strontium isotopic evidence suggests that there was limited animal movement between ‘isozones’, but also indicates that some animals moved over long distances. There is some evidence for the existence of different breeds of cattle and sheep within the Indus Civilisation22,42, which implies at least some degree of genetic isolation between groups of animals, presumably based on either geography or husbandry practices. Stable carbon and oxygen isotopic data on tooth enamel for many of the animals analysed in this and other studies shows that water buffalo and cattle consumed diets largely based on C4 resources, while sheep and goat consumed varying proportions of C3 and C4 plants throughout the year68,75,81. These dietary differences may reflect different local or regional mobility patterns, with sheep and goats likely to have been more mobile than cattle and water buffalo on a daily and seasonal scale.
要約すると、入手可能なストロンチウム同位体の証拠は、「isozone」間の動物の移動が限られていたことを示唆しているが、一部の動物は長距離を移動したことも示している。インダス文明の中には、異なる品種の牛や羊が存在していたことを示す証拠がいくつかある[22, 42]、このことは、おそらく地理的な条件や飼育方法に基づいて、動物のグループ間で少なくともある程度の遺伝的隔離が行われていたことを示唆している。この研究や他の研究で分析された多くの動物の歯のエナメル質の安定した炭素と酸素の同位体データは、水牛と牛は主にC4資源に基づいた食事を摂取し、ヒツジとヤギは年間を通して様々な割合のC3とC4植物を摂取したことを示している[68, 75, 81]。これらの食事の違いは、地域または地域の移動パターンの違いを反映している可能性があり、ヒツジやヤギは、牛やスイギュウよりも日常的および季節的に移動していた可能性が高い。
Long-distance movement and the Indus Civilisation(長距離移動とインダス文明)
The animal tooth enamel samples that have been analysed to date suggest that there was very limited long-distance movement of bovids within the Indus Civilisation. There is only one bovid from Harappa that appears to have originated in Haryana (Fig. 3). The available data thus suggests that typically cattle were being utilised locally, most probably as beasts of burden in support of local-scale farming and traction, facilitating movement between villages, and/or between villages and the larger settlements in their local area. These animals will also have been used for secondary products and food.
これまでに分析された動物の歯エナメル質試料は、インダス文明内でウシ科動物の長距離移動が非常に限られていたことを示唆している。ハラッパーのウシ科はHaryanaに起源をもつと思われる1頭のみである (図3)。このように入手可能なデータは、典型的には牛が地域的に利用されていたことを示唆しており、おそらく、地域規模の農業と牽引を支える重荷の獣として利用され、村落間および/または村落とその地域のより大きな集落との間の移動を促進していた。これらの動物は二次製品や食用にも利用されるだろう。
How then do we explain a scenario where it is clear that goods, people and potentially multiple pigs were moving long distances within the Indus Civilisation, but cattle and water buffalo were not? We argue that there are three plausible scenarios to explain these data: (i) either cattle (and water buffalo) were not moved or used for long distance transport at all; or (ii) animal-drawn transport was used over long distances, but cattle haulage teams were changed after short distances, perhaps around 25 km. There is also the possibility that: (iii) cattle that moved long distances were not disposed of in the same way that cattle used for other purposes were, and with one exception these animals have not (or have not yet been) found in the archaeological record. While this latter scenario is entirely possible, it stands in contrast to the identification of several ‘migrant’ pigs. All three of these options suppose the existence of a formalised transport and exchange economy.
では、インダス文明の中で、商品、人、潜在的には複数の豚が長距離を移動していたが、牛と水牛は移動していなかったことが明らかなシナリオをどのように説明すればよいのだろうか?私たちは、これらのデータを説明するための3つのもっともらしいシナリオがあると主張する:(i) 牛 (および水牛) が長距離輸送に全く移動または使用されなかったかのいずれかである;または (ii) 長距離では動物牽引輸送が使用されていたが、牛運搬チームは短距離、おそらく約25 kmで交換された。また以下の可能性も考えられる:(iii) 長距離を移動した牛は、他の目的に使用された牛と同じ方法で処分されなかった可能性もあり、1個の例外を除いて、これらの動物は考古学的記録には発見されていない (あるいはまだ発見されていない)。この後者のシナリオは完全に可能であるが、いくつかの「移動」豚の同定とは対照的である。これら3個の選択肢はすべて、正式な輸送・交換経済の存在を前提としている。
If, however, we accept that cattle were not moving far or being used for long distance transport at all or at least very rarely, then we are left in a situation where we must hypothesise about the mechanisms of long-distance movement of materials, goods and some animal species. Possibilities include the use of multiple teams of cattle, other animals, boats and/or human-power to move goods over various distances. Of the other potential beasts of burden, the obvious candidate would be donkeys, however donkeys are only found in very low numbers in Indus zooarchaeological assemblages (and horses not at all)85. Donkeys therefore do not seem to be a realistic answer to the problem of Indus overland transport. Boats may provide a partial solution but, as noted above, not all settlements were situated on rivers, and many rivers were not navigable all year round. Movement of goods via human moved hand carts is entirely possible, but would not seem an efficient way to move bulk goods long distances in a context where there is evidence for the use of carts and animal traction. The parsimonious explanation given the current data would seem to be a combination of the above mechanisms, with boats used where possible, and probably being responsible for the longer distance movement along the larger, navigable rivers, including the Indus River itself. Given that navigable rivers did not reach every settlement, however, more local and regional (i.e. small and medium distance) distribution of goods almost certainly utilised animal transport to move commodities between key settlement nodes, and from those nodes to outlying settlements. The use of carts and cattle is clearly attested to in Indus material culture, most notably in terracotta figurines, which include abundant examples of cattle and water buffalo. Given the large strontium ‘isozones’ seen in the Indus Civilisation (Fig. 2), such movement on a scale of tens rather than hundreds of kilometres would not necessarily be apparent in the strontium isotopic analyses of Indus animal assemblages.
しかしながら、もし牛が遠くに移動したり、長距離輸送に利用されたりすることは全くない、あるいは少なくとも非常にまれであることを私たちが認めれば、物質、商品、およびいくつかの動物種の長距離移動のメカニズムについて仮説を立てなければならない状況に置かれる。可能性としては、牛、他の動物、ボートおよび/または人力の複数のチームを使用して、様々な距離にわたって物品を移動させることが含まれる。重荷となる可能性のある他の獣のうち、明らかな候補はロバであろうが、ロバはインダスの動物考古学的集団において非常に少数しか発見されていない (そして馬は全く発見されていない) [85]。したがって、ロバはインダス島の陸路輸送の問題に対する現実的な答えではないようである。ボートは部分的な解決策を提供するかもしれないが、上述のように、すべての集落が河川に位置しているわけではなく、多くの河川は一年中航行できなかった。人が動く手押し荷車による商品の移動は完全に可能であるが、荷車や動物牽引の使用の証拠がある状況では、大量の商品を長距離移動する効率的な方法とは思えない。現在のデータを考慮すると、上記のメカニズムの組み合わせであると考えられ、可能な場合にはボートが使用され、おそらくインダス川自体を含む、より大きく航行可能な河川に沿った長距離の移動に関与している。しかしながら、航行可能な河川がすべての集落に到達しているわけではないことを考えると、より局地的で地域的な(中小距離)物資の流通は、ほぼ確実に動物輸送を利用して、主要な集落の結節点間で物資を移動させ、それらの結節点から遠隔地の集落に物資を移動させた。荷車と牛の使用は、インダスの物質文化、特に牛と水牛の豊富な例を含むテラコッタの置物において明確に証明されている。インダス文明に見られる大きなストロンチウム「isozone」(図2)を考えると、数百キロメートルではなく数十キロメートルのスケールでのこのような動きは、インダスの動物群のストロンチウム同位体分析では必ずしも明らかではない。
The analysis of exchange and trade in the Indus Civilisation is a major topic that warrants significant attention and re-evaluation, and a full assessment is beyond the scope of this paper. Law’s11 analysis of raw material distribution has demonstrated that non-perishable materials and products were being moved considerable distances. However, the mechanics of the exchange and trade systems that underpin this distribution remain poorly understood. The analysis of animal mobility patterns is a small but, in some ways, critical component of our ability to characterise broader patterns of movement and exchange. The strontium isotopic data presented here suggests that long range movement of individual animals or teams was either limited or not typical. This evidence thus suggests that if raw and finished materials were moving as part of a formal exchange or trade system operating overland, this system must have involved individual haulage teams moving short distances, which were then being switched for new teams so that the cart and/or goods could continue on. The limited evidence for long-distance movement of transport animals might indicate the lack of a formal exchange or trade system involving merchants who controlled transport. However, in terms of the animals themselves, a formal system involving individual teams moving short distances would not be distinct isotopically from down-the-line or distance-decay models, which also involve multiple short distance movements between settlements. The analysis of bovids for strontium thus narrows the range of possibilities, but does not provide definitive answers. It should be possible to differentiate the various explanations through the quantification of material and spatial analysis of material distribution, but this approach has not yet been attempted systematically in the Indus context, and remains an obvious topic for future analysis. It thus remains unclear whether the exchange system (or systems) that operated within the Indus Civilisation involved merchants controlling multiple animal teams or a much less formalised form of down-the-line exchange.
インダス文明における交換と貿易の分析は、重要な注意と再評価を必要とする主要なトピックであり、完全な評価は本稿の範囲を超えている。Law [11]による原材料流通の分析では、腐りにくい原材料や製品がかなりの距離を移動していることが示されています。しかしながら、この流通を支える交換と貿易システムの仕組みは、依然として十分に理解されていない。動物の移動パターンの解析は小さいが、ある意味では、より広範な移動と交換のパターンを特徴づける上で重要な要素である。ここに示されたストロンチウム同位体データは、個々の動物またはチームの長距離移動が制限されているか、または典型的ではないことを示唆している。この証拠は、原材料と完成品が陸路で運営される正式な交換または取引システムの一部として移動していた場合、このシステムには、荷車および/または商品が継続できるように、短距離を移動する個々の運搬チームが含まれていたに違いないことを示唆している。輸送動物の長距離移動に関する限られた証拠は、輸送を管理する商人を含む正式な交換または貿易システムの欠如を示している可能性がある。しかしながら、動物自体に関しては、個々のチームが短距離を移動する形式的なシステムは、居住地間の複数の短距離移動を伴うダウンラインモデルまたは距離減衰モデルと同位体的に区別できない。このようにウシ科のストロンチウムの分析は可能性の範囲を狭めるが、決定的な答えは得られない。物質の定量化と物質分布の空間解析によって様々な説明を区別することは可能であるが、このアプローチはインダスの文脈ではまだ体系的に試みられておらず、将来の分析のための明らかなトピックである。したがって、インダス文明内で運用されていた交換システム (または複数のシステム) が、複数の動物チームを管理する商人を含んでいたのか、またははるかに形式化されていない形式の下流交換であったのかは不明である。
It is somewhat surprising that there appears to be clear evidence for the movement of pigs, with individuals apparently originating in the ‘Ganges/Yamuna doab’ and ‘Haryana’ isozones being found at Harappa, and one individual originating in the ‘western Punjab’ isozone being found at Rakhigarhi. These cities and isozones are hundreds of kilometres apart, and while it is likely that these pigs were moved while alive, they were presumably not walking the whole way at any great speed. Were they being transported in carts drawn by cattle for at least part of the journey? Were multiple cattle teams potentially involved? The clear evidence for the movement of pigs actually fits with the evidence for the movement of various types of raw materials and finished products, but most likely they would have been a living product, and the cultural practices and economic rationales underpinning the choice to move pigs between regions requires further investigation.
ハラッパーでは「ガンジス/Yamuna間の地域」および「Haryana」isozoneに由来する個体が発見され、Rakhigarhiでは「Punjab西部」isozoneに由来する個体が発見されており、豚の移動の明確な証拠があるように見えることはいささか驚きである。これらの都市とiszoneは数百キロメートル離れており、これらの豚は生きている間に移動された可能性が高いが、おそらく大きな速度で歩いていたわけではない。それらは、少なくとも旅程の一部は牛が引く荷車で運ばれていたのでしょうか?複数の牛チームが関与する可能性があったのか?豚の移動に関する明確な証拠は、実際には様々な種類の原材料や完成品の移動に関する証拠と一致するが、それらは生きた製品であった可能性が最も高く、地域間で豚を移動させるという選択の根拠となる文化的慣行と経済的合理性については、さらなる調査が必要である。
Although this paper has focused on the results of strontium isotopic analysis of animal tooth enamel, it is important to give some consideration to the similarities and differences between the strontium isotopic evidence for animals and that of humans74,77. There are notably a higher proportion of individuals identified as non-local/migratory within the available human datasets (Fig. SI 4), and the human samples from Harappa have an extremely wide range of strontium isotope ratios, with almost half of the individuals identified as non-local74,77. This high proportion of human migrants likely reflects the fact that Harappa was a large city and it is reasonable to conclude that in-migration was highest at such settlements. Importantly, the presence of non-locals is attested in all three of the cemeteries that have had samples analysed, including at Farmana (located in the ‘Haryana/Punjab’ isozone) and Sanauli (located in the ‘Ganges/Yamuna doab’ isozone), although on a smaller scale (Fig. SI 4)70,77. It would be revealing to conduct strontium isotopic analysis on human remains from the cities at Mohenjo-Daro, Rakhigarhi and Dholavira, and the smaller sites of Rupar, Lothal and Kalibangan, which all have human remains and/or burials86. The cemeteries at Farmana and Sanauli are smaller than Harappa, but the evidence for non-locals at each indicates that human mobility was not simply restricted to movement between cities, and human movement between rural settlements and cities in other regions was potentially prevalent.
本論文は動物の歯エナメル質のストロンチウム同位体分析の結果に焦点を当てているが、動物とヒトのストロンチウム同位体証拠の間の類似性と相違を考慮することが重要である [74, 77]。入手可能なヒトデータセットの中で、非地元/移住者と同定された個体の割合が顕著に高く(図SI 4)、Harappaのヒト試料のストロンチウム同位体比は極めて広範囲であり、ほぼ半数の個体が非地元と同定された [74, 77]。ヒト移住者のこの高い割合は、ハラッパーが大都市であったという事実を反映している可能性が高く、そのような居住地では移住が最も多かったと結論づけるのは妥当である。重要なことは、サンプルが分析された3カ所の墓地すべてで、小規模ではあるが、Farmana(Haryana/Punjabのisozoneに位置) とSanauli(Ganges/Yamuna間の地域isozoneに位置) を含む非地元住民の存在が証明されていることである(図SI 4) [70, 77]。Mohenjo-Daro、Rakhigarhi、Dholavira、さらに小規模なRupar、Lothal、Kalibanganの人骨についてストロンチウム同位体分析を行うことは新たな知見が得られるだろう、いずれも人骨や埋葬品がある [86]。FarmanaとSanauliの墓地はHarappaよりも小さいが、それぞれの非地元住民の証拠は、人間の移動が単に都市間の移動に限定されておらず、農村集落と他の地域の都市との間の人間の移動が潜在的に広く行われていたことを示している。
Conclusion (結論)
Strontium isotopic analysis of Indus animals has shown very low levels of long-distance animal movement, which contrasts to the considerable evidence for movement of raw materials and finished products, and humans. The exception appears to be pigs. When animals moved long distances, they appear to have ended up in cities. While it is likely that boats were used to move goods, animals and people, the lack of perennial, navigable rivers reaching many settlements means that some animal transport was essential, particularly for moving commodities over short and medium distances, and especially from key nodes to settlements inaccessible by water. Animal-powered transport thus most likely operated on a more local and regional level. If animal-powered transport was used in long-distance movement overland, it remains unclear as to whether it occurred as part of a formalised system where individuals or teams of cattle hauling carts only travelled short distances and were replaced so that the carts and their loads could keep moving. It is entirely possible that the system was less formalised, and products were moved and then unloaded after short distances, and any movement of goods over longer distances was via a system of down-the-line or distance-decay exchange. There is clearly considerable scope for future research into and theorising about the systems of exchange and movement in the Indus River Basin. Amongst a range of possible approaches, the Indus case is ideal for exploration through network and agent based modelling that consider the distribution of individual products, their quantities and the ways in which these patterns change over time.
インダス動物のストロンチウム同位体分析では、動物の長距離移動は非常に低いレベルであることが示されており、これは原材料や完成品、ヒトの移動に関するかなりの証拠とは対照的である。例外はブタのようです。動物が長距離を移動したとき、彼らは都市に行き着いたようである。ボートは物資、動物、人を運ぶために使われた可能性が高いが、多くの集落に至る永久的で航行可能な川がないことは、特に短距離から中距離の物資の移動、特に重要な結節点から水路では到達できない集落への移動には、ある程度の動物輸送が不可欠であったことを意味する。したがって、動物を動力源とする輸送は、より地域的・地域的なレベルで行われていた可能性が高い。陸路での長距離移動に動物の動力による輸送が利用された場合、それが、荷車を運ぶ牛の個人またはチームが短距離だけ移動し、荷車とその荷物が移動し続けることができるように交換された正式なシステムの一部として行われたのかどうかは不明である。このシステムがあまり形式化されておらず、製品が移動された後、短距離で荷卸しされ、長距離にわたる商品の移動はすべて、ダウンラインまたは距離減衰交換のシステムを介して行われた可能性は十分にある。インダス川流域における交換と移動のシステムについての将来の研究と理論化には、明らかにかなりの余地がある。可能なアプローチの範囲の中で、インダスの事例は、個々の製品の分布、それらの量、およびこれらのパターンが時間とともに変化する方法を考慮するネットワークおよびエージェントベースのモデル化を通じて探索するために理想的である。
Data availability
All of the data presented in the paper is made available in the tables that are included in the paper and the supplementary information.
Acknowledgements
We wish to thank the Archaeological Survey of India who gave permission to carry out the excavations at Alamgirpur, Masudpur I and Masudpur VII, and permission to sample material from these sites and also from Farmana. The authors wish to thank Christel Tinguely (University of Cape Town) and George Kamenov (University of Florida) for their help with analysis. Adam S. Green provided invaluable comments on a draft of this paper, which improved its theoretical scope.
Funding
The research presented in this paper was funded by the European Research Council (ERC) under the Horizon 2020 research and innovation programme (TwoRains project: grant agreement number 648609) and the FP7 programme (Food Globalization in Prehistory project: grant number GA249642). Writing occurred as part of the UKRI Global Challenges Research Fund-supported TIGR2ESS project (BB/P027970/1). PJJ's overall doctoral study was funded by the Rae and Edith Bennett Travelling Scholarship.
Author information
Authors and Affiliations
Department of Archaeology, University of Cambridge, Cambridge, UK
C. A. Petrie, E. Lightfoot, J. R. Walker & T. C. O’Connell
Menzies Institute for Medical Research, University of Tasmania, Hobart, Australia
P. J. Jones
Department of Anthropology, University of Florida, Gainesville, USA
B. T. Valentine & J. Krigbaum
Department of Geological Sciences, University of Cape Town, Cape Town, South Africa
P. le Roux
Department of Archaeology, Deccan College, Pune, India
P. P. Joglekar & V. Shinde
Department of AIHC and Archaeology, Banaras Hindu University, Varanasi, India
R. N. Singh
Contributions
The project was conceived by C.A.P., E.L. and P.J.J. Samples were obtained from excavations directed or co-directed by V.S., R.N.S. and C.A.P., and were selected by P.P.J., J.R.W. and E.L. Sr analysis was conducted by J.K., B.T.V. and P.le.R. The manuscript was drafted by C.A.P., E.L. and T.C.O’C. All co-authors contributed to the text and read and confirmed the final draft, which was prepared by C.A.P. and T.C.O’C. Tables were prepared by E.L., and Figures were prepared by C.A.P. and T.C.O’C.
Corresponding author
Correspondence to C. A. Petrie.
Ethics declarations
Competing interests
The authors declare no competing interests.
Additional information
Publisher's note
Springer Nature remains neutral with regard to jurisdictional claims in published maps and institutional affiliations.
Supplementary Information
Supplementary Information.
References
Polanyi, K. The economy as instituted process. In Trade and Market in the Early Empires (eds Polanyi, K. et al.) 243–270 (Free Press, 1957).
Google ScholarPolanyi, K. The Early Development of Trade, Money, and Markets Institutions (Year Book of the American Philosophical Society, 1960).
Google ScholarSabloff, J. & Lamberg Karlovsky, C. C. Ancient Civilization and Trade (School of American Research/University of New Mexico Press, 1975).
Google ScholarEarle, T. K. & Ericson, J. T. Exchange Systems in Prehistory (Academic Press, 1977).
Google ScholarEricson, J. E. & Earle, T. K. Contexts for Prehistoric Exchange (Academic Press, 1982).
Google ScholarHirth, K. G. Political economy and archaeology: Perspectives on exchange and production. J. Archaeol. Res. 4, 203–239 (1996).
Article Google ScholarOka, R. & Kusimba, C. M. The archaeology of trading systems, part 1: Towards a new synthesis. J. Archaeol. Res. 16, 339–395 (2008).
Article Google ScholarLahiri, N. The Archaeology of Indian Trade Routes (up to c. 200BC) (Oxford University Press, 1992).
Google ScholarKenoyer, J. M. Ancient Cities of the Indus Valley Civilization (Oxford University Press, 1998).
Google ScholarMery, S. and Blackman, M.J. Socio-economical patterns of a ceramic container: the Harappan Black Slipped Jar. In C. Jarrige and V. Lefèvre (Eds) South Asian Archaeology 2001, Sixteen International Conference on South Asian Archaeology, Paris, 2–6 July 2001, 226–235 (ERC, 2005).
Law, R.W. Inter-Regional Interaction and Urbanism in the Ancient Indus Valley: A Geological Provenience Study of Harappa’s Rock and Mineral Assemblage (Linguistics, Archaeology and the Human Past Occasional Paper), Vol. 11, Research Institute for Humanity and Nature (2011).
Blackman, M. J. & Vidale, M. The production and distribution of stoneware bangles at Mojenho-Daro and Harappa as monitored by chemical characterization studies. In South Asian Archaeology 1989 (ed. Jarrrige, C.) 37–43 (Prehistory Press, 1992).
Google ScholarVidale, M. The Archaeology of Indus Crafts: Indus Craftspeople and Why We Study Them (Istituto Italiano per l’Africa e l’Oriente, 2000).
Google ScholarPotts, D. T. The Arabian Gulf in Antiquity: Volume I: From Prehistory to the Fall of the Achaemenid Empire (Clarendon Press, 1990).
Google ScholarPotts, D. T. Mesopotamian Civilization: The Material Foundations (Cornell University Press, 1997).
Google ScholarPotts, D. T. Ancient Magan: The Secrets of Tell Abraq—In Depth Guides (Trident Press, 2000).
Google ScholarPossehl, G. L. The Indus Civilization: A Contemporary Perspective (AltaMira Press, 2002).
Google ScholarCleuziou, S. & Tosi, M. In the Shadow of the Ancestors: The Prehistoric Foundations of the Early Arabian Civilization in Oman 2nd edn. (Ministry of Heritage and Culture, Archaeopress, 2020).
Google ScholarKenoyer, J. M. Carts and wheeled vehicles of the Indus Civilisation: New evidence from Harappa, Pakistan. Linguist. Archaeol. Hum. Past Occas. Pap. 9, 1–35 (2009).
Google ScholarMiller, H.M.-L. Comparing landscapes of transportation: Riverine-oriented and land-oriented systems in the Indus Civilisation and the Mughal Empire. In Space and Spatial Analysis in Archaeology (eds Robertson, E. C. et al.) 281–292 (University of Calgary Press and University of New Mexico Press, 2006).
Google ScholarWright, R. P. The Ancient Indus Urbanism, Economy, and Society (Cambridge University Press, 2010).
Google ScholarMiller, L.J. Urban Economies in Early States: The Secondary Products Revolution in the Indus Civilization. PhD thesis submitted to the Department of Anthropology, New York University (2004).
Petrie, C. A. South Asia. In The Oxford Handbook of Cities in World History (ed. Clark, P.) 83–104 (Oxford University Press, 2013).
Google ScholarPetrie, C. A. Crisis, what crisis? Adaptation, resilience and transformation in the Indus Civilisation. In Crisis to Collapse: The Archaeology of Social Breakdown (eds Cunningham, T. & Driessen, J.) 43–64 (Aegis Publications, 2017).
Google ScholarPetrie, C. A. Diversity, variability, adaptation and ‘fragility’ in the Indus Civilisation. In The Evolution of Fragility: Setting the Terms (ed. Yoffee, N.) 109–133 (McDonald Institute Monographs: Conversations, 2019).
Google ScholarPetrie, C. A. et al. Adaptation to variable environments, resilience to climate change: investigating, land, water and settlement in Northwest India. Curr. Anthropol. 58(1), 1–30 (2017).
Article Google ScholarGreen, A. S. et al. Re-discovering dynamic ancient landscapes: Archaeological survey of mound features from historical maps in northwest India and their implications for the large-scale distribution of settlements in South Asia. Remote Sens. 11(18), 2089 (2019).
Article ADS Google Scholarvan Dijk, W. M., Densmore, A. L., Shiva, R., Singh, A. & Voller, V. R. Reduced-complexity probabilistic reconstruction of alluvial aquifer stratigraphy, and application to sedimentary fans in northwestern India. J. Hydrol. 541(B), 1241–1257 (2016).
Article Google ScholarOrengo, H. A. & Petrie, C. A. Large-scale, multi-temporal remote sensing of palaeo-river networks: A case study from northwest India and its implications for the Indus Civilisation. Remote Sens. 9(7), 735 (2017).
Article ADS Google ScholarOrengo, H. A. & Petrie, C. A. Multi-scale relief model (MSRM): A new algorithm for the analysis of subtle topographic change in digital elevation models. Earth Surf. Process. Landf. 43(6), 1361–1369 (2018).
Article PubMed PubMed Central ADS Google ScholarSingh, A. et al. Counter-intuitive influence of Himalayan river morphodynamics on Indus Civilisation urban settlements. Nat. Commun. 8, 1617 (2017).
Article PubMed PubMed Central ADS Google ScholarGarcia-Molsosa, A., Orengo, H. A. & Petrie, C. A. Reconstructing long-term settlement histories on complex alluvial floodplains by integrating historical map analysis and remote-sensing: An archaeological analysis of the landscape of the Indus River Basin. Herit. Sci. 11, 141 (2023).
Article Google ScholarGreen, A. S. Killing the priest king: Addressing egalitarianism in the Indus Civilization. J. Archaeol. Res. 29, 153–202 (2020).
Article Google ScholarKenoyer, J. M. Wealth and socio-economic hierarchies of the Indus Valley Civilization. In Order, Legitimacy and Wealth in Early States (eds Richards, J. & Van Buren, M.) 88–109 (Cambridge University Press, 2000).
Google ScholarKenoyer, J. M. The origin and development of the Indus Script: Insights from Harappa and other sites. In Studies on Indus Script (ed. Lashari, K.) 217–270 (National Fund for Mohenjodaro, 2020).
Google ScholarKenoyer, J. M. Measuring the Harappan World. In The Archaeology of Measurement: Comprehending Heaven, Earth and Time in Ancient Societies (eds Morley, I. & Renfrew, C.) 106–121 (Cambridge University Press, 2010).
Chapter Google ScholarMiller, H.M.-L. Weighty matters: Evidence for unity and regional diversity from the Indus Civilization weights. In Connections and Complexity: New Approaches to the Archaeology of South and Central Asia (eds Abraham, S. A. et al.) 161–176 (Left Coast Press, 2013).
Google ScholarRatnagar, S. Harappan Archaeology: Early State Perspectives (Primus Books, 2016).
Google ScholarSummerhayes, G. Exchange systems. In Encyclopedia of Archaeology (ed. Pearsall, D. M.) 1339–1344 (Academic Press, 2008).
Chapter Google ScholarDarville, T. Down the line exchange model, Distance decay model. In The Concise Oxford Dictionary of Archaeology 2nd edn (ed. Darville, T.) (Oxford University Press, 2009).
Google ScholarFairservis, W. A. The origin, character, and decline of an early civilization. Am. Museum Novit. 2302, 1–48 (1967).
Google ScholarMeadow, R. H. Faunal remains and urbanism at Harappa. In Harappa Excavations 1986-1990: A Multidisciplinary Approach to Third Millennium Urbanism (ed. Meadow, R. H.) 1986–1990 (Prehistory Press, 1991).
Google ScholarThomas, P. K. & Joglekar, P. P. Holocene faunal studies. Man Environ. XIX, 179–204 (1994).
Google ScholarMiller, L. J. Secondary products and urbanism in South Asia: The evidence for traction at Harappa. In Indus Ethnobiology: New Perspectives from the Field (eds Weber, S. A. & Belcher, W. R.) 251–326 (Lexington Books, 2003).
Google ScholarMeadow, R. H. & Patel, A. Prehistoric Pastoralism in Northwest South Asia from the Neolithic Through to the Harappan Period 65–94 (Lexington, 2003).
Google ScholarJoglekar, P., Sharada, C. V. & Abhayan, G. S. Faunal diversity during the Harappan period in Haryana: A review. Herit. J. Multidiscipl. Stud. Archaeol. 1, 262–287 (2013).
Google ScholarSharada, C. V., Joglekar, P. P. & Shinde, V. S. Faunal remains from the Late Harappan Phase at Mitathal, Bhiwani District, Harayana. Man Environ. XXXVII 1, 31–41 (2012).
Google ScholarGoyal, P. & Joglekar, P. P. Report on the Faunal Remains recovered from Kanmer, Gujarat, during the Third Field Season (2007–08). In Linguistic, Archaeology and the Human Past: Occasional Paper Vol. 10 (eds Osada, T. & Uesugi, A.) 105–128 (Research Institute for Humanity and Nature, 2011).
Google ScholarSharma, A. K. Animal bone remains. In Excavations at Surkotada 1971–72 and Explorations in Kutch, Memoirs of Archaeological Survey of India Vol. 87 (ed. Sharma, A. K.) 372–383 (Archaeological Survey of India, 1990).
Google ScholarJoglekar, P. P. & Goyal, P. Animals. In Protohistoric Foundations Vol. II (eds Chakrabarti, D. K. & Lal, M.) 184–201 (Vivekananda International Foundation and Aryan Books International, 2013).
Google ScholarBentley, R. A., Price, T. D. & Stephan, E. Determining the ‘local’ 87Sr/86Sr range for archaeological skeletons: a case study from Neolithic Europe. J. Archaeol. Sci. 31, 365–375 (2004).
Article Google ScholarBentley, R. A. Strontium isotopes from the Earth to the archaeological skeleton: A review. J. Archaeol. Method Theory 13(3), 135–187 (2006).
Article Google ScholarEricson, J. E. Strontium isotope characterization in the study of prehistoric human ecology. J. Hum. Evol. 14, 503–514 (1985).
Article Google ScholarComar, C. I., Russell, R. S. & Wasserman, R. H. Strontium-calcium movement from soil to man. Science 126(3272), 485–492 (1957).
Article CAS PubMed ADS Google ScholarTootes, H. & Voorhies, M. R. Strontium in fossil bones and the reconstruction of food chains. Science 149, 854–855 (1965).
Article ADS Google ScholarBlum, J. D., Taliaferro, E. H., Weisee, M. T. & Holmes, R. T. Changes in Sr/Ca, Ba/Ca and 87Sr/86Sr ratios between trophic levels in two forest ecosystems in the northeastern U.S.A. Biogeochemistry 49, 87–101 (2000).
Article CAS Google ScholarFlockhart, D. T., Kyser, T. K., Chipley, D., Miller, N. G. & Norris, D. R. Experimental evidence shows no fractionation of strontium isotopes (87 Sr/86 Sr) among soil, plants, and herbivores: Implications for tracking wildlife and forensic science. Isot. Environ. Health Stud. 51(3), 372–381 (2015).
Article CAS Google ScholarEvans, J. A., Chenery, C. A. & Montgomery, J. A summary of strontium and oxygen isotope variation in archaeological human tooth enamel excavated from Britain. J. Anal. At. Spectrom. 27(5), 754–764 (2012).
Article CAS Google ScholarLightfoot, E. & O’Connell, T. C. On the use of biomineral oxygen isotope data to identify human migrants in the archaeological record: Intra-sample variation, statistical methods and geographical considerations. PLoS One 11(4), e0153850 (2016).
Article PubMed PubMed Central Google ScholarGreenfield, T. L. et al. Were there royal herds? Understanding herd management and mobility using isotopic characterizations of cattle tooth enamel from early dynastic Ur. PloS One 17(6), e0265170 (2022).
Article CAS PubMed PubMed Central Google ScholarCGWB, Ground water information booklet, Hissar district, Haryana, Central Ground Water Board, Ministry of Water Resources, Government of India (2013a).
CGWB, Ground water information booklet, Jind district, Haryana, Central Ground Water Board, Ministry of Water Resources, Government of India (2013b).
CGWB, Ground water information booklet, Kurukshetra district, Haryana, Central Ground Water Board, Ministry of Water Resources, Government of India (2013c).
CGWB, Ground water information booklet, Sirsa district, Haryana, Central Ground Water Board, Ministry of Water Resources, Government of India (2013d).
Pande, K., Sarin, M. M., Trivedi, J. R., Krishnaswami, S. & Sharma, K. K. The Indus river system (India-Pakistan): Major-ion chemistry, uranium and strontium isotopes. Chem. Geol. 116(3–4), 245–259 (1994).
Article CAS ADS Google ScholarKarim, A. & Veizer, J. Weathering processes in the Indus River Basin: Implications from riverine carbon, sulphur, oxygen and strontium isotopes. Chem. Geol. 170, 153–177 (2000).
Article CAS ADS Google ScholarTripathi, J. K., Bock, B. & Rajamani, V. Nd and Sr isotope characteristics of Quarternary Indo-Gangetic plain sediments: Source distinctiveness in different geographic regions and its geological significance. Chem. Geol. 344, 12–22 (2013).
Article CAS ADS Google ScholarLightfoot, E. et al. Feeding the herds: Stable isotope analysis of animal diet and its implications for understanding social organisation in the Indus Civilisation, Northwest India. Archaeol. Res. Asia 24, 100212 (2020).
Article Google ScholarR Core Team. R: A Language and Environment for Statistical Computing (R Foundation for Statistical Computing, 2017).
Google ScholarValentine, B.T. Immigrant Identity in the Indus Civilization: A Multi-site Isotopic Mortuary Analysis. PhD Thesis submitted to the Department of Anthropology, University of Florida (2013).
Sillen, A. & Kavanagh, M. Strontium and paleodietary research: A review. Yearb. Phys. Anthropol. 25, 67–90 (1982).
Article Google ScholarPrice, T. D., Schoeninger, M. J. & Armelagos, G. J. Bone chemistry and past behaviour: An overview. J. Hum. Evol. 14, 419447 (1985).
Article Google ScholarBocherens, H., Brinkman, D. B., Dauphin, Y. & Mariotti, A. Microstructural and geochemical investigations on Late Cretaceous archosaur teeth from Alberta, Canada. Can. J. Earth Sci. 31, 783–792 (2011).
Article Google ScholarKenoyer, J. M., Price, T. C. & Burton, J. H. A new approach to tracking connections between the Indus Valley and Mesopotamia: Initial results of strontium isotope analyses from Harappa and Ur. J. Archaeol. Sci. 40, 2286–2297 (2013).
Article Google ScholarChakraborty, K. S. et al. Enamel isotopic data from the domesticated animals at Kotada Bhadli, Gujarat, reveals specialized animal husbandry during the Indus Civilization. J. Archaeol. Sci. Rep. 21, 183–199 (2018).
Google ScholarChase, B., Meiggs, D. & Ajithprasad, P. Pastoralism, climate change, and the transformation of the Indus Civilization in Gujarat: Faunal analyses and biogenic isotopes. J. Anthropol. Archaeol. 59, 101173 (2020).
Article Google ScholarValentine, B. T. et al. Evidence for patterns of selective urban migration in the Greater Indus Valley (2600–1900 BC): A lead and strontium isotope mortuary analysis. PLoS One 10(4), e0123103 (2015).
Article PubMed PubMed Central Google ScholarChase, B., Meiggs, D., Ajithprasad, P. & Slater, P. A. What is left behind: Advancing interpretation of pastoral land-use in Harappan Gujarat using herbivore dung to examine biosphere strontium isotope (87Sr/86Sr) variation. J. Archaeol. Sci. 92, 1–12 (2018).
Article Google ScholarBrown, W. A. B., Christofferson, P. V., Massler, M. & Weiss, M. B. Postnatal tooth development in cattle. Am. J. Vet. Res. 21, 7–34 (1960).
CAS PubMed Google ScholarBalasse, M. Reconstructing dietary and environmental history from enamel isotopic analysis: Time resolution of intra-tooth sequential sampling. Int. J. Osteoarchaeol. 12, 155–165 (2002).
Article Google ScholarChase, B., Meiggs, D., Ajithprasad, P. & Slater, P. A. Pastoral land-use of the Indus Civilization in Gujarat: Faunal analyses and biogenic isotopes at Bagasra. J. Archaeol. Sci. 50, 1–15 (2014).
Article Google ScholarMadgwick, R. et al. Feasting and mobility in iron age Ireland: Multi-isotope analysis reveals the vast catchment of Navan Fort, Ulster. Sci. Rep. 9, 19792 (2019).
Article CAS PubMed PubMed Central ADS Google ScholarMeiri, M. et al. Eastern mediterranean mobility in the bronze and early iron ages: Inferences from ancient DNA of pigs and cattle. Sci. Rep. 7, 701 (2017).
Article PubMed PubMed Central ADS Google ScholarShaw, B. J., Summerhayes, G. R., Buckley, H. R. & Baker, J. A. The use of strontium isotopes as an indicator of migration in human and pig Lapita populations in the Bismarck Archipelago, Papua New Guinea. J. Archaeol. Sci. 36, 1079–1091 (2009).
Article Google ScholarMeadow, R. H. The origins and spread of agriculture and Pastoralism in Northwestern South Asia. In The Origins and Spread of Agriculture and Pastoralism in Eurasia (ed. Harris, D. R.) 390–412 (UCL Press, 1996).
Google ScholarKenoyer, J. M. & Meadow, R. H. Excavations at Harappa, 1986–2010: New insights on the Indus Civilization and Harappan burial traditions. In A Companion to South Asia in the Past (eds Robbins Schug, G. & Walimbe, S. R.) 149–168 (Wiley, 2016).
Google Scholar
