Soziale Stratifizierung im frühen Mittelalter

Soziale Unterschiede innerhalb von Populationen sind ein zentraler Forschungsgegenstand der Archäologie und Anthropologie. Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Frage, ob es biologische Indikatoren gibt, die mit sozialem Stand korrelieren und ob diese verwendet werden können, den sozialen Stand eines Individuums oder einer Gruppe festzustellen. Zu diesem Zweck wurden vier frühmittelalterliche „Separatfriedhöfe“ und ein Reihengräberfeld im Hinblick auf demographische Aspekte, degenerative Veränderungen der Gelenke, Ernährung und Migration untersucht. Die ausgewerteten Friedhöfe (Bruckmühl, Etting, Enkering und Großmehring) liegen im südlichen Bayern in der Grenzregion zum damaligen fränkischen Herrschaftsgebiet. Sie wurden archäologisch in die späte Merowingerzeit (ca. 650-720 n. Chr.) datiert. Zu dieser Zeit war das Herzogtum Bayern ein autonomer Teil des fränkischen Reiches. Um 700 n. Chr. fand ein politischer Umbruch statt und die aufstrebende Dynastie der Karolinger (beginnend mit Karl Martell) versuchte ihre Herrschaft auf bajuwarischem Gebiet zu festigen. In dieser Zeit fand ein deutlicher gesellschaftlicher Umbruch statt: Die alten Gesellschaftsstrukturen, die sich in der Sitte widerspiegeln, die Verstorbenen „alle gleich“ in Reihengräbern zu bestatten, lösen sich auf und einige Personen separieren sich nun in der Art ihrer Bestattungen demonstrativ vom Rest der Bevölkerung. Es erscheinen, parallel zu den üblichen Reihengräberfeldern, so genannte „Separatfriedhöfe“. Diese kleinen Friedhöfe mit etwa 30-40 Bestattungen zeichnen sich durch ihre spezifischen Grabstrukturen und ihre reiche Beigabenausstattung aus, und könnten demnach eine entstehende soziale Oberschicht repräsentieren. Eine Hypothese wäre, dass es sich bei den auf Separatfriedhöfen Bestatteten um fränkische „Adelige“ handelt, die von den Herrschern als lokale Exekutive, als eine Art „Verwaltungsangestellte“ eingesetzt wurden. Auch im Kontext mit der Ausbreitung des Christentums im Frühmittelalter werden die Anfänge eines feudalen Gesellschaftssystems erkennbar. Anhand der Friedhofsstruktur und der Beigabenausstattung wäre eine Zweiteilung der Separatgrablegen denkbar. Die Gräber wurden daher in Friedhofskategorien eingeteilt: Reich ausgestattete Zentralgräber und deren umgebende Gräber auf der einen Seite, einfache Bestattungen auf der anderen Seite des Separatfriedhofs und, im Fall des Bestattungsplatzes Großmehring, mit dem des Reihengräberfeldes eine weitere Kategorie. Um mögliche soziale Abstufungen festzustellen wurden zunächst das Sterbealter und das Geschlecht jedes Individuums (n=158) morphologisch bestimmt. Zusätzlich fand bei Erwachsenen die TCA-Methode (tooth cementum annulation) zur Sterbealtersbestimmung Verwendung. Zur vereinfachten quantitativen Auswertung der Zahnzementringe aus den histologischen Zahnquerschnitten wurde in einer Zusammenarbeit mit dem Fachbereich Informatik der FH Rosenheim ein automatisiertes Zählprogramm entwickelt. Die demographische Rekonstruktion aus den Sterbedaten zeigt, dass die Populationen der Separatgrablegen im Gegensatz zu der Population des Reihengräberfeldes eine niedrigere Kindersterblichkeit und eine höhere Lebenserwartung aufweisen. Darüber hinaus wurde jedes erwachsene Individuum morphologisch im Hinblick auf degenerative Veränderungen der Gelenke und der Wirbelsäule untersucht. Es zeigen sich keine Geschlechtsunterschiede und die allgemeine körperliche Belastung der Individuen auf allen ausgewerteten Friedhöfen scheint altersgemäß und relativ gering gewesen zu sein. Interessanterweise zeigte sich kein signifikanter Unterschied zwischen Separatfriedhof und Reihengräberfeld. Die Ergebnisse der Wirbelsäule zeigten einen unerwarteten Unterschied: Separat bestattete Männer waren in einem höheren Maß belastet als Männer auf dem Reihengräberfeld. Anhand von physischen Aktivitätsmustern und Belastung der Gelenke konnte hier keine soziale Abstufung festgestellt werden. Diese scheinen vielmehr von individuellen Aktivitäten, Arbeitsbelastungen, Krankheiten und Prädispositionen abhängig zu sein. Ein weiterer Indikator für gute Lebensbedingungen ist die Qualität der Nahrung. Daher wurde das 13C/12C und 14N/15N-Isotopenverhältnis des Knochenkollagens, mit Fokus auf den „Trophiestufeneffekt“ des 15N-Isotops untersucht. Der Verzehr von tierischem Eiweiß führt zu einer Anreicherung von 15N im Knochenkollagen. Unter der Annahme, dass zu dieser Zeit hauptsächlich wohlhabende und / oder höher gestellt Personen Zugang zu tierischen Proteinen (Fleisch, Eiern und Milchprodukten) hatten, können hohe δ15N-Werte einen höheren sozialen Status widerspiegeln und eine „hierarchische Abstufung“ zeigen. Im direkten Vergleich der δ15N-Werte der verschiedenen Friedhofsklassen sind keine signifikanten Unterschiede erkennbar, aber die Werte der Individuen aus den reich ausgestatteten Gräbern erscheinen leicht erhöht. Es besteht in Etting sogar ein signifikant abfallender Gradient zwischen den Zentralgräbern, über deren assoziierte Gräber zu dem Hauptteil der Gräber, im Fall von Großmehring eine abfallende Tendenz bis zum Reihengräberfeld. Bei Bruckmühl und dem Vergleichsfriedhof Kelheim sind keine Unterschiede nachweisbar. Zusammenfassend kann gesagt werden, dass biologische Indikatoren wie Kindersterblichkeit und Ernährung Hinweise auf den sozialen Rang eines Individuums geben können. Die Auswertung anhand der Voreinteilung in „Friedhofsklassen“ erwies sich jedoch als problematisch. Zusätzlich wurde die Sauerstoff- und Strontium-Isotopen Verhältnisse einiger ausgewählter Individuen untersucht, um zu testen, ob es sich bei Personen, die mit nicht-lokalen Beigaben oder in „exklusiven“ Gräbern bestattet wurden möglicherweise um „Ortsfremde“ handelt. Bei den meisten dieser Individuen zeigte die Isotopenzusammensetzung jedoch „lokale“ Signaturen, lediglich ein Mann muss seine Kindheit in einem anderen geologischen Gebiet verbracht haben. Die Theorie, dass es sich bei den auf Separatfriedhöfen bestatteten Gruppen um „fränkische Verwaltungsangestellte“ handelt konnte nicht bestätigt werden. Diese archäo-biologische Untersuchung der Separatfriedhöfe leistet einen Beitrag zum Verständnis des Entstehungsprozesses gesellschaftlicher Strukturen im frühen Mittelalter. Sie kann als Ausgangspunkt für weitere Studien dienen, um mit Hilfe archäologischer und anthropologischer Methoden Entwicklungen in historischen Gesellschaften beleuchten, deren geschichtliche Hintergründe mangels schriftlicher Quellen weitgehend im Dunkeln liegen

Large-Scale Expansion of Human Liver Stem Cells Using Two Different Bioreactor Systems

The assessment of human liver stem cells (HLSCs) as cell therapeutics requires scalable, controlled expansion processes. We first focused on defining appropriate process parameters for HLSC expansion such as seeding density, use of antibiotics, optimal cell age and critical metabolite concentrations in conventional 2D culture systems. For scale-up, we transferred HLSC expansion to multi-plate and stirred-tank bioreactor systems to determine their limitations. A seeding density of 4000 cells cm−2 was needed for efficient expansion. Although growth was not significantly affected by antibiotics, the concentrations of lactate and ammonia were important. A maximum expansion capacity of at least 20 cumulative population doublings (cPDs) was observed, confirming HLSC growth, identity and functionality. For the expansion of HLSCs in the multi-plate bioreactor system Xpansion (XPN), the oxygen supply strategy was optimized due to a low kLa of 0.076 h−1. The XPN bioreactor yielded a final mean cell density of 94 ± 8 × 103 cells cm−2, more than double that of the standard process in T-flasks. However, in the larger XPN50 device, HLSC density reached only 28 ± 0.9 × 103 cells cm−2, while the glucose consumption rate increased 8-fold. In a fully-controlled 2 L stirred-tank bioreactor (STR), HLSCs expanded at a comparable rate to the T-flask and XPN50 processes in a homogeneous microenvironment using advanced process analytical technology. Ultimately, the scale-up of HLSCs was successful using two different bioreactor systems, resulting in sufficient numbers of viable, functional and undifferentiated HLSCs for therapeutic applications