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Più antiche testimonianze dell'epoca neolitica sono state rinvenute nella Grotta della Fabbrica che mostra un'articolata e ricca stratigrafia. Il livello 1 è caratterizzato da reperti di Industria Musteriana come punte di pietra scheggiata e resti di cacciagione rappresentati da notevoli quantità di ossa di cavallo (Equus caballus), di asino selvatico (Equus hydruntinus), di cervo (Cervus elaphus) e bue selvatico (Bos primigenius). Sono state inoltre ritrovate in minor quantità ossa di capriolo (Capreolus capreolus) e di vari carnivori quali il leone delle caverne, la iena, il lupo, l'orso bruno e la volpe.
Questi ritrovamenti ci restituiscono un quadro del territorio dell'Uccellina molto diverso da quello a cui siamo abituati oggi. In particolare, la presenza di resti di cavallo, asino selvatico, leone e iena sono indici di un ambiente con clima di tipo continentale, più arido dell'attuale, dove le colline coperte da boschi ad alto fusto erano circondate da pianure a prateria con alberi sparsi.
Il livello 2 ha reperti del Paleolitico Superiore, epoca in cui l'uomo di Neanderthal è contemporaneo all'affermazione della specie attuale (Homo sapiens sapiens). Insieme a punte di lancia in pietra scheggiata si trovano anche rozzi raschiatoi e oggetti in osso semilavorato. I resti di pasto mostrano un grande aumento degli equidi e testimoniano quindi un ulteriore inaridimento del clima.
Nei livelli 3 e 4 sono stati ritrovati in minor quantità strumenti lavorati facendo uso di tecniche già note. I resti di pasto sono invece caratterizzati da una progressiva riduzione degli equidi a vantaggio di animali tipici di climi più freschi e umidi quali cervi, caprioli, buoi selvatici, cinghiali e daini. Di particolare rilievo, a testimonianza del raffreddamento climatico, sono i resti del camoscio (Rupicapra rupicapra).
Il Neolitico (10.000 anni fa) rappresenta un'epoca molta importante per l'uomo che, contemporaneamente all'acquisizione di nuove tecniche decorative per la ceramica e la pietra, inizia a praticare l'agricoltura e l'allevamento e a modificare, perciò, l'ambiente in cui vive per adattarlo alle proprie esigenze. Questa cultura, che si diffonde in Italia dal VIII millennio, è scarsamente documentata nell'area del Parco dove invece sono presenti tracce più abbondanti relative all'Età dei Metalli. Risalgono alla fine dell'Età del Rame (3000 - 2300 a.C.), con caratteristiche che sembrano precludere a quella del Bronzo, i reperti ritrovati nella Grotta dello Scoglietto, scoperta nel 1935 e scavata dal 1647 al 1650. Nella grotta, oltre a testimonianze di epoca eneolitica, sono stati rinvenuti livelli con materiale gettato alla rinfusa e composto da ceramiche e ossa spezzate e combuste. Da ricordare l'interessante presenza di crani con trapanazioni. Tali testimonianze accertano già la presenza di una fitta rete di scambi commerciali e culturali legati alle attività minerarie presenti in Toscana e nel Lazio.
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