Paleodemografia za pomocą metod demograficznych bada strukturę, rozwój i wielkość grup ludzkich w przeszłości. Dawniej dominującą metodą było tworzenie opisu wymieralności i długości życia w formie tzw. tablicy wymieralności, ale dziś odchodzi się od tej metody. Bada także się na ile grupy pradziejowe dostosowane były do środowiska, w którym żyły.
Podstawowymi pojęciami paleodemograficznymi są:
• umieralność – stosunek liczby zgonów ogółem do liczby ludności,
• śmiertelność – stosunek liczby zgonów z danego powodu do liczby ludności, • płodność – stosunek liczby urodzeń do liczby kobiet w grupie,
• kohorta – grupa osób, w stosunku do której pewne zdarzenie zaszło w tym samym momencie (na przykład zmarli w jakimś okresie)
Wyróżnia się dwa modele populacji – model zastojowy i ustabilizowany.
• model zastojowy – płodność i umieralność na tym samym poziomie, w efekcie zerowy przyrost naturalny.
• model ustabilizowany – stała płodność i umieralność, przez co trwały dodatni lub ujemny przyrost naturalny.
W rzeczywistości jednak dynamika populacji jest bardziej złożona, zaś modele ułatwiają jedynie ilościową analizę statystyczną. Zastosowanie statystyki bayesowskiej stało się przełomem w paleodemografii.
Dynamikę biologiczną warunkują trzy czynniki – płodność, system krzyżowań (migracje) i wymieralność. Migracja wpływa na dynamikę grupy ludzkiej tylko jeśli imigranci krzyżują się z grupą miejscową. Wymieralność rekonstruowana jest w przybliżeniu na podstawie szcząt-ków kostnych. Płodność można oszacować szacując czas długości płodnego okresu w życiu kobiety. Płodność potencjalna w czasach pradziejowych była zbliżona do płodności rzeczywi-stej ze względu na brak antykoncepcji. Migracje można szacować gwałtownymi zmianami w gęstości sieci osadniczej.
Problemy wiążą się z tym, że cmentarzyska rzadko są reprezentatywnymi próbami losowymi z populacji, a diagnostyka wieku nigdy nie jest pewna. Na podstawie badań oblicza się wskaźniki wymieralności i reprodukcji potencjalnej. Długość życia jest miernikiem jakości życia.
Dysponując wskaźnikami możemy szacować miernik stanu biologicznego informujący, jaka część pokolenia uczestniczy w reprodukcji. Im jest on wyższy, tym wyższa była jakość życia w danej populacji. Wysoki wskaźnik oznacza, że dużo dzieci dożyło okresu reprodukcyjnego.
Najważniejszymi parametrami opisującymi populację są wielkość i gęstość zaludnienia oraz struktura wieku populacji. Wielkość i gęstość zaludnienia określa się szacując gęstość za-ludnienia oraz zasięg terytorialny osadnictwa, a następnie mnożąc w celu otrzymania liczby ludności. W przypadku ludzi bada się liczbę osobników, ale w przypadku zwierząt także wiel-kość biomasy, zwłaszcza jeśli przedstawiciele porównywanych populacji różnią się wielkością. Pozwala to uniknąć stwierdzenia, że ”słonie występują dużo rzadziej niż myszy“. Gęstość po-pulacji jest zależna od sposobów eksploatacji środowiska. Populacje łowców i zbieraczy muszą być bardziej rozproszone niż populacje rolniczo-hodowlane.
Badanie struktury wieku populacji opiera się na badaniu liczby urodzeń i zgonów oraz stworzeniu piramidy wieku. Zbudowanie piramidy wieku dla dawnych populacji jest często znacznie trudniejsze niż dla populacji współczesnych. Struktura wieku populacji żywej musi być określana dla każdej płci osobno. Liczba mężczyzn i ich wiek nie ma wpływa na płodność populacji, gdyż jest ona obliczana tylko w stosunku do kobiet. Dla badania płodności istotne są tylko kobiety, dlatego muszą być wyróżnione w badaniu.
Najczęściej stosowanym sposobem przedstawiania struktury wieku jest rysowanie piramidy wieku z pokazanymi liczebnościami w poszczególnych kategoriach wiekowych. Na podstawie tak narysowanej piramidy wieku można określić stan populacji. Wzrost płodności rozszerza podstawę piramidy, zaś wzrost wymieralności dorosłych zawęża jej górną część. Drastyczny spadek płodności i wymieralności może sprawić, że piramida się odwraca – staje się węższa na dole, a szersza na górze. Wojny, klęski żywiołowe oraz migracje powodują zwężenia w określonych kategoriach wiekowych. Z piramidy wieku można oczytać najważniejsze parametry demograficzne populacji.
Wiek reprodukcyjny wynosi 20–40 lat. Wojna powoduje spadek płodności oraz wzrost umie-ralności dorosłych i dzieci. Wyrwy w piramidzie wieku dla populacji polskiej wynikają z epide-mii hiszpanki w latach 1918–19, gdy umierały głównie kobiety i dzieci, oraz są konsekwencją II wojny światowej. W czasie epidemii hiszpanki zmarło więcej ludzi niż w I wojnie światowej.
W latach 2003–2009 miał miejsce trzeci wyż powojenny. Na podstawie piramidy wieku można określić, kiedy warunki życia uległy gwałtownemu pogorszeniu. Wtedy płodność kobiet spadała z powodów kulturowych oraz biologicznych. Cykl rozrodczy kobiet jest wstrzymywany z powodu stresu.
Wiek pozostałości kostnych można szacować z dokładnością do 50 lat metodą14C. Pochówki z czasów rzymskich można datować za pomocą wyposażenia, spinek w grobach również z do-kładnością do 50 lat. W innych przypadkach groby można datować z dodo-kładnością do 100-500 lat.
Piramidę umieralności można skonstruować w oparciu o liczbę zmarłych w grobie maso-wym powstałym z przyczyn naturalnych, w jednakomaso-wym stopniu dotykających wszystkie części populacji. W przypadku takich grobów masowych liczba zmarłych monotonicznie maleje z wiekiem.
W stabilnych populacjach prawdopodobieństwo śmierci największe jest u małych dzieci w wieku do 9 lat, a najmniejsze u dzieci w wieku 9–16 lat ze względu na ich małe potrzeby. Potem wzrasta w przedziale 16–23 lat ze względu na pokwitanie. U kobiet wczesne porody w tym wieku często prowadzą do śmierci, a u mężczyzn w okresie pokwitania wzrasta skłonność do zachowań ryzykownych. Umieralność osiąga w wieku 23 lokalne maksimum, potem spada, jest stała w przedziale 30–50 lat, by ponownie wzrosnąć w wieku starszym.
Profil wiekowy umieralności jest znaczącą różny na cmentarzyskach katastroficznych i na-turalnych. Dwa rodzaje cmentarzysk różnią się stosunkiem dzieci w wieku 9–16 lat do całości populacji, który jest wysoki na cmentarzyskach katastroficznych i bardzo niski na naturalnych.
Najczęściej analizowanymi współczynnikami demograficznymi są:
• współczynnik urodzeń – stosunek liczby urodzeń do ogólnej liczebności populacji. • współczynnik zgonów – stosunek liczby zgonów do ogólnej liczebności populacji. • współczynnik przyrostu naturalnego – różnica między współczynnikiem urodzeń a
współczynnikiem zgonów. Jeśli przyrost naturalny dodatni, populacja rozwija się, jeśli ujemny, to jej liczebność spada.
• współczynnik płodności – stosunek liczba dzieci urodzonych przez kobiety w danej klasie wiekowej do ogólnej liczby kobiet w tej klasie.
• współczynnik reprodukcji ogólny lub ze względu na płeć, liczony dla kobiet, gdyż wpływ mężczyzn na płodność jest pomijalny – stosunek liczby dzieci do liczebności po-pulacji ewentualnie stosunek liczba córek do liczby kobiet lub stosunek liczby synów do liczby mężczyzn.
• współczynnik reprodukcji brutto – wliczane są wszystkie urodzone dzieci, dla wszyst-kich kategorii wiekowych lub cząstkowy dla jednej określonej kategorii.
• współczynnik reprodukcji netto – wliczane są tylko dzieci, które dożyły wieku re-produkcyjnego. Jest ważniejszy od współczynnika brutto, gdyż określa, jaka jest zastę-powalność pokoleń. Daje odpowiedź na pytanie, ilu potomków jednego rodzica wejdzie w skład populacji i będzie uczestniczyć w tworzeniu następnego pokolenia. Jest to miara pokoleniowa, określa zastępowalność pokoleń. Jest także miarą dostosowania populacji do otoczenia. Stosunek współczynnika netto do współczynnika brutto jest miernikiem jakości życia.
• całkowity współczynnik płodności – liczba dzieci potencjalnie urodzonych przez ko-bietę z danej populacji przy założeniu, że ta dożyje menopauzy.
Tablice wymieralności informują o tym, jakiego wieku średnio dożyje osobnik należący do określonej kategorii wiekowej. Aby prowadzić analizę opartą na tablicy wymieralności musimy przyjąć założenie, że mamy do czynienia z populacją zastojową, w której płodność i wymie-ralność są sobie równe dając zerowy przyrost naturalny. Populacja zastojowa jest szczególną odmianą populacji ustabilizowanej, czyli takiej, w której parametry demograficzne pozostają niezmienne w czasie. Analizując płodność musimy założyć umieralność, zaś analizując umie-ralność musimy założyć płodność.
W tablicy wymieralności w wierszach znajdują się kategorie wiekowe, zaś kolejne kolumny zawierają wartości odpowiadające tym kategoriom:
• D – liczba osób należących do danej kategorii,
• d – udział osób należących do danej kategorii w całości populacji,
• l – udział osób, które wyszły z danej kategorii wiekowej w całości populacji,
• e – estymowana dalsza długość życia osoby, która wyszła z danej kategorii wiekowej. Jednak poważnym utrudnieniem jest niereprezentatywność prób szkieletów na cmentarzy-skach. Dzieci chowano czasem w innych miejscach, a ich szkielety zachowują się gorzej, zwłasz-cza w kwaśnej glebie. Należy pamiętać, że wzrost płodności powoduje wzrost liczby dzieci na cmentarzyskach. Może to prowadzić do błędnej tezy, że wzrosła śmiertelność dzieci.
Utrzymanie populacji na stałym poziomie wymaga dzietności ok. 2,1. Proces rozrodu u ludzi jest ciągły, nie podlega cykliczności sezonowej, tak jak u zwierząt.
Wskaźnik stanu biologicznego mierzy sposobność do działania doboru naturalnego przez wymieralność. Został zdefiniowany przez Macieja Henneberga jako ”wyraz przystosowania
uj-cyjny populacji, choć ze względu na możliwość kontroli urodzeń niekoniecznie sukces ten musi być w rzeczywistości realizowany“.
Każdemu osobnikowi można przypisać prawdopodobieństwo posiadania potomstwa. W mo-mencie rozpoczynania reprodukcji to prawdopodobieństwo jest równe 1, zaś w momo-mencie osią-gnięcia wieku, w którym reprodukcja już jest niemożliwa, prawdopodobieństwo jest równe 0. Sumujemy te wartości przy określonych wskaźnikach wymieralności otrzymując miernik stanu biologicznego populacji.