Senovės keramikos lipidų liekanų chromatografija ir junginių specifinių izotopų analizė daug pasako apie senovės Maistas įpročiai ir kulinarijos praktika. Per pastaruosius du dešimtmečius ši technika buvo sėkmingai naudojama senovei atskleisti Maistas kelių pasaulio archeologinių vietovių praktika. Tyrėjai neseniai pritaikė šią techniką keramikai, surinktoms iš daugelio Indo slėnio civilizacijos archeologinių vietovių. Pagrindinis mokslinis atradimas buvo ne atrajotojų riebalų dominavimas kepimo induose, o tai reiškia, kad neatrajojai gyvūnai (tokie kaip arklys, kiaulės, naminiai paukščiai, vištos, triušiai ir kt.) buvo kepti induose ilgą laiką. Tai prieštarauja ilgalaikiam požiūriui (remiantis faunos įrodymais), kad atrajotojai (pvz., galvijai, buivolai, elniai ir kt.) buvo vartojami kaip Maistas Indo slėnio žmonių.
Praėjusio šimtmečio archeologiniai svarbių vietų kasinėjimai suteikė daug informacijos apie senovės žmonių kultūrą ir papročius. Tačiau suprasti mitybą ir pragyvenimo praktiką, paplitusią senovės priešistorinėse visuomenėse, kuriose nebuvo rašytinių įrašų, buvo sudėtinga užduotis, nes dėl beveik visiško natūralaus maisto skilimo liko nedaug to, kas buvo „maistas“. Maistas ir biomolekules. Per pastaruosius du dešimtmečius standartiniai cheminiai chromatografijos metodai ir specifinė stabilių anglies izotopų santykio analizė ėmėsi įsiveržti į archeologinius tyrimus, leidžiančius tyrėjams tiksliai nustatyti lipidų šaltinius. Dėl to tapo įmanoma ištirti mitybos ir pragyvenimo praktiką, naudojant absorbuotų maisto likučių molekulinę ir izotopinę analizę, remiantis δ13C ir Δ13C vertėmis.
Augalai yra pirminiai maisto gamintojai. Dauguma augalų naudoja C3 fotosintezę anglies fiksavimui, todėl jie vadinami C3 augalais. Kviečiai, miežiai, ryžiai, avižos, rugiai, karvės žirniai, maniokos, sojos pupelės ir kt. yra pagrindiniai C3 augalai. Jie sudaro pagrindą Maistas žmonijos. Kita vertus, C4 augalai (pvz., kukurūzai, cukranendrės, soros ir sorgai) anglies fiksavimui naudoja C4 fotosintezę.
Anglis turi du stabilius izotopus C-12 ir C-13 (trečiasis izotopas C-14 yra nestabilus, todėl radioaktyvus ir naudojamas datavimui organinis archeologiniai radiniai). Iš dviejų stabilių izotopų fotosintezėje pirmenybė teikiama lengvesniam C-12. Fotosintezė nėra universali; tai palaiko C-12 fiksavimą. Be to, C3 augalai sugeria lengvesnį C-12 izotopą nei C4 augalai. Tiek C3, tiek C4 augalai diskriminuoja sunkesnius C-13 izotopus, tačiau C4 augalai nediskriminuoja taip stipriai kaip C3 augalai. Atvirkščiai, fotosintezėje tiek C3, tiek C4 augalai teikia pirmenybę C-12 izotopams, o ne C-13, bet C3 augalai C-12 labiau nei C4 augalams. Dėl to skiriasi stabilių anglies izotopų santykis C3 ir C4 augaluose ir gyvūnuose, kurie minta C3 ir C4 augalais. Gyvūnas, šeriamas C3 augalais, turės daugiau lengvesnių izotopų nei gyvūnas, šeriamas C4 augalais, o tai reiškia, kad lipidų molekulė su lengvesniu izotopų santykiu greičiausiai yra kilusi iš gyvūno, šerto C3 augalais. Tai yra koncepcinis lipidų (ar bet kurios kitos biomolekulės) specifinių izotopų analizės pagrindas, padedantis nustatyti lipidų likučių šaltinius keramikoje. Trumpai tariant, C3 ir C4 augalai turi skirtingus anglies izotopų santykius. C13 augalų δ3C vertė yra lengvesnė nuo –30 iki –23 ‰, o C4 augalų ši vertė yra nuo –14 iki –12 ‰.
Ištraukus lipidų likučius iš keramikos mėginių, pirmasis svarbus žingsnis yra atskirti skirtingas lipidų sudedamąsias dalis naudojant dujų chromatografijos-masių spektrometrijos (GC-MS) metodą. Taip gaunama mėginio lipidų chromatograma. Lipidai laikui bėgant skaidosi, todėl senoviniuose mėginiuose paprastai randame riebalų rūgštis (FA), ypač palmitino rūgštį (C16) ir stearino rūgštis (C18). Taigi šis cheminės analizės metodas padeda nustatyti riebalų rūgštis mėginyje, tačiau nesuteikia informacijos apie riebalų rūgščių kilmę. Reikia toliau išsiaiškinti, ar senoviniame virimo inde identifikuota specifinė riebalų rūgštis atsirado iš pieno ar gyvulinės mėsos ar augalų. Riebalų rūgščių likutis keramikose priklauso nuo to, kas senovėje buvo virta inde.
C3 ir C4 augalai turi skirtingą stabilių anglies izotopų santykį dėl lengvesnio C12 izotopų įsisavinimo fotosintezės metu. Panašiai gyvūnai, šeriami C3 ir C4 augalais, turi skirtingus santykius, pavyzdžiui, prijaukinti galvijai (atrajojai, tokie kaip karvės ir buivolai), šeriami C4 maistu (pvz., soromis), turės kitokį izotopų santykį nei mažesnių naminių gyvūnų, pavyzdžiui, ožkų, avių. ir kiaulės, kurios dažniausiai ganosi ir klesti ant C3 augalų. Be to, pieno produktai ir mėsa, gauta iš atrajotojų galvijų, turi skirtingus izotopų santykius dėl riebalų sintezės skirtumų jų pieno liaukose ir riebaliniame audinyje. Konkrečios anksčiau nustatytos riebalų rūgšties kilmės nustatymas atliekamas analizuojant stabilių anglies izotopų santykius. Dujų chromatografijos, degimo ir izotopų santykio masės spektrometrijos (GC-C-IRMS) technika naudojama identifikuotų riebalų rūgščių izotopų santykiams analizuoti.
Stabilių anglies izotopų lipidų liekanose santykio analizės svarba atliekant archeologinius priešistorinių vietovių tyrimus buvo įrodyta 1999 m., kai tiriant archeologinę vietovę Velso pasienio regione, JK, buvo galima aiškiai atskirti riebalus iš neatrajojančių (pvz., kiaulių) ir atrajotojų (pvz., avių ar galvijų) kilmės1. Šis požiūris galėtų būti įtikinamas įrodymas, kad penktajame tūkstantmetyje prieš Kristų prasidėjo pirmoji pienininkystė žaliojoje Sacharos Afrikoje. Tuo metu Šiaurės Afrika buvo žalia augmenija, o priešistoriniai Sacharos Afrikos gyventojai buvo perėmę pienininkystės praktiką. Tai buvo padaryta remiantis keramikose nustatytų pagrindinių pieno riebalų alkano rūgščių δ13C ir Δ13C vertėmis.2. Panašios analizės pateikė anksčiausią tiesioginį pieno perdirbimo ir vartojimo įrodymą pastoracinėse neolito visuomenėse Rytų Afrikoje.3 ir ankstyvajame geležies amžiuje, Šiaurės Kinijoje4.
Pietų Azijoje prijaukinimo įrodymai datuojami 7 mth tūkstantmetį prieš Kristų. Iki 4th tūkstantmetyje prieš Kristų, įvairiose Indo slėnio vietose buvo prijaukintų gyvūnų, tokių kaip galvijai, buivolai, ožkos, avys ir kt. Buvo pasiūlymų naudoti šiuos gyvūnus pieno ir mėsos maistui, tačiau nebuvo įtikinamų mokslinių įrodymų, patvirtinančių šią nuomonę. Lipidų likučių, ekstrahuotų iš keramikos drožlių, surinktų iš Indo slėnis gyvenvietės yra ankstyviausi tiesioginiai pieno perdirbimo Pietų Azijoje įrodymai5. Kitame neseniai atliktame, išsamesniame, sisteminiame lipidų likučių iš puodų fragmentų, surinktų iš kelių Indo slėnio vietų, tyrimo metu mokslininkai bandė nustatyti induose naudojamų maisto produktų tipą. Izotopų analizė patvirtino gyvūninių riebalų naudojimą induose. Pagrindinis mokslinis atradimas buvo ne atrajotojų riebalų dominavimas virimo induose6 tai reiškia, kad neatrajojai gyvūnai (pvz., arklys, kiaulės, naminiai paukščiai, vištos, triušiai ir kt.) buvo kepti induose ilgą laiką ir vartojami kaip maistas. Tai prieštarauja ilgalaikei nuomonei (pagrįstai faunos įrodymais), kad atrajotojų gyvūnus (pvz., galvijus, buivolus, elnius, ožkas ir kt.) Indo slėnio žmonės vartojo kaip maistą.
Šio tyrimo apribojimai yra vietinių šiuolaikinių etaloninių riebalų trūkumas ir galimybė maišyti augalinius ir gyvūninius produktus. Siekiant įveikti galimus augalinių ir gyvūninių produktų maišymo padarinius ir siekiant visapusiško požiūrio, krakmolo grūdų analizė buvo įtraukta į lipidų likučių analizę. Tai palaikė augalų, javų, ankštinių augalų ir kt. kepimą inde. Tai padeda įveikti kai kuriuos apribojimus7.
***
Nuorodos:
- Duddas SN et al 1999. Įvairių gyvulinės kilmės produktų panaudojimo įvairiose priešistorinėse keramikos tradicijose modelių įrodymai, pagrįsti paviršiuje išsaugotais lipidais ir absorbuotomis liekanomis. Archeologijos mokslo žurnalas. 26 tomas, 12 leidimas, 1999 m. gruodžio mėn., 1473-1482 puslapiai. DOI: https://doi.org/10.1006/jasc.1998.0434
- Dunne, J., Evershed, R., Salque, M. ir kt. Pirmoji pienininkystė žaliojoje Sacharos Afrikoje penktame tūkstantmetyje prieš Kristų. Nature 486, 390–394 (2012). DOI: https://doi.org/10.1038/nature11186
- Grillo KM ir kt al 2020 m. Molekuliniai ir izotopiniai pieno, mėsos ir augalų įrodymai priešistorinėse Rytų Afrikos ganytojų mitybos sistemose. PNAS. 117 (18) 9793-9799. Paskelbta 13 m. balandžio 2020 d. DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.1920309117
- Han B., et al 2021 m. Lipidų likučių analizė keraminiuose induose iš RuiState Liujiawa vietovės (ankstyvasis geležies amžius, šiaurės Kinija). Journal Of Quaternary Science (2022) 37 (1), 114–122. DOI: https://doi.org/10.1002/jqs.3377
- Chakraborty, KS, Slateris, GF, Milleris, H.ML. ir kt. Lipidų likučių junginių specifinių izotopų analizė yra ankstyviausias tiesioginis pieno produktų perdirbimo Pietų Azijoje įrodymas. Sci Rep 10, 16095 (2020). https://doi.org/10.1038/s41598-020-72963-y
- Suryanarayan A., et al 2021. Lipidų likučiai keramikoje iš Indo civilizacijos šiaurės vakarų Indijoje. Archeologijos mokslo žurnalas. 125 tomas, 2021,105291. DOI:https://doi.org/10.1016/j.jas.2020.105291
- García-Granero Juanas José, et al 2022 m. Lipidų ir krakmolo grūdų analizės iš keramikos indų integravimas siekiant ištirti priešistorinius maisto kelius Šiaurės Gudžarate, Indijoje. Ekologijos ir evoliucijos ribos, 16 m. kovo 2022 d. Sec. Paleontologija. DOI: https://doi.org/10.3389/fevo.2022.840199
Bibliografija
- Irto A., et al 2022. Lipidai archeologinėje keramikoje: jų mėginių ėmimo ir gavybos metodų apžvalga. Molecules 2022, 27(11), 3451; DOI: https://doi.org/10.3390/molecules27113451
- Suryanarayan, A. 2020. Kas gaminamas Indo civilizacijoje? Indo maisto tyrimas atliekant keramikos lipidų likučių analizę (Daktaro darbas). Kembridžo universitetas. DOI: https://doi.org/10.17863/CAM.50249
- Suryanarayan, A. 2021. Paskaita – Lipidų likučiai keramikoje iš Indo civilizacijos. Galimas adresu https://www.youtube.com/watch?v=otgXY5_1zVo
***
