Skąd wiemy co jedli ludzie w przeszłości? Jak długo kobiety karmiły kiedyś piersią? Czy nietolerancje pokarmowe to nowy „wynalazek”? O tych i innych aspektach diety w pradziejach rozmawiam z dr Rafałem Fetnerem z Wydziału Archeologii Uniwersytetu Warszawskiego.
Małgorzata Kot (MK): Rafale, samo pożywienie rzadko zachowuje się na stanowiskach archeologicznych, a jednak Ty zajmujesz się rekonstrukcją diety ludzi pradziejach. Jak to robisz?
Rafał Fetner (RF): Metoda, której używam wykorzystując proporcje izotopów trwałych węgla i azotu zawartych w kolagenie kości i zębów, a pozwala na określenie różnych parametrów diety człowieka. W badaniach biorę pod uwagę stosunek izotopów 13-tego do 12-tego węgla (C) oraz izotopów 15-tego do 14-tego azotu (N). W zależności od spożywanego pokarmu proporcje te zmieniają się. Różnica między pokarmem i tkankami konsumenta jest na tyle stała, że na podstawie tzw. efektu troficznego, jesteśmy w stanie próbować określić w przybliżeniu co było jedzone i jakie wartości miało samo pożywienie. I tak, na przykład azot będzie pochodził z białek, więc da nam informację o spożywanych białkach.
© Englishsquare, na licencji CC BY-SA 3.0, via Wikimedia
MK: Azot pochodzi tylko z białek zwierzęcych?
RF Nie. Białko to białko. Rośliny tak samo jak zwierzęta mają białko. Ale w przypadku roślin i zwierząt proporcje izotopów azotu w białku są różne, więc można u osobnika wszystkożernego oszacować, ile konsumował on białka zwierzęcego, ponieważ pokarmy pochodzenia zwierzęcego zawierają więcej cięższych izotopów azotu.
MK: Czyli jesteś w stanie generalnie określić poziom troficzny: roślinożerca, wszystkożerca, mięsożerca na podstawie azotu.
RF: Na podstawie węgla tak samo. Bo wraz z łańcuchem troficznym rośnie też proporcja izotopów węgla. Ale azot faktycznie częściej jest wykorzystywany do określenia pozycji w łańcuchu troficznym, ponieważ w przypadku węgla możemy mieć do czynienia z różnymi ścieżkami fotosyntetycznymi, które sprawią, że to wzbogacenie troficzne już nie będzie widoczne. I jeżeli np. w Europie Środkowej ktoś jadł proso (wystarczająco dużo prosa, żeby ono zaznaczyło się w kolagenie), ten efekt przeważy nad wzbogaceniem troficznym i to będzie rządził proporcją izotopów węgla w kolagenie danej populacji. W Twoich próbkach z jaskiń Doliny Spasowskiej też mieliśmy taki przypadek, osobnika z wysokimi wartościami węgla. I tam też wiązaliśmy to potencjalnie z wysokim
© R. Fetner, na licencji CC BY-NC-SA 4.0
MK: Mówisz o szczątkach z okresu rzymskiego? Faktycznie. Był taki osobnik, który wynikami odbiegał od pozostałych. Zaraz wrócimy do szczątków z jaskiń, ale najpierw pytanie, które mnie nurtuje. Nasza dieta jest dość zróżnicowana. W poniedziałek kotlet, we wtorek ryba, a w środę makaron. Robiąc analizy kości lub zębów otrzymujesz wynik uśredniony z całego życia?
RF: Nie. I to jest najciekawsze. Mając szczątki dorosłego osobnika jesteśmy w stanie odtworzyć historię jego diety przez całe życie.
MK: Jak to?
© R. Fetner, na licencji CC BY-NC-SA 4.0
RF: Nasze tkanki ulegają w trakcie życia ciągłej przebudowie. Dziś wiemy, z jaką prędkością te procesy przebiegają w różnych częściach szkieletu i możemy pobrać próbki tak, aby otrzymać informację, co dana osoba jadła w różnych odcinkach swojego życia.
MK: To którą część szkieletu wziąć, żeby sprawdzić co dany człowiek jadł w ostatnim roku przed śmiercią?
RF: W ostatnich trzech latach przed śmiercią? Żebra. Cienka istota zbita, głównie istota gąbczasta. Przebudowują się najszybciej.
MK: Ok, a kości długie co nam pokażą?
RF: Kości długie pokażą nam ostatnie 10 do 15 lat.
MK: A zęby?
RF: Zęby dadzą nam informację biochemiczną z czasów formowania się zęba.
MK: Czyli?
RF: W zależności który ząb. Generalnie zęby pokazują nam okres do mniej więcej 14-stego, 15-stego roku życia. To jest okres formowania się korzeni ostatnich zębów. Pierwszy moment, który próbujemy wyłapać to jest wprowadzenie pokarmu stałego do diety, gdzie jednocześnie funkcjonuje pokarm stały i mleko matki.
MK: Jak to robisz?
© Archeowieści, na licencji CC BY-NC-SA 4.0
RF: Poszczególne elementy zębów mają dobrze określony czas formowania. Mając informację, jaka jest proporcja izotopów węgla i azotu w każdym z tych elementów, mogę stworzyć sekwencję pierwszych czterech-pięciu lat życia osobnika i modelować jak przebiegał proces odstawiania dziecka od piersi.
MK: Czyli nawet jak znajdujesz staruszka w grobie to tak naprawdę badając jego zęby patrzysz jaką miał dietę jako dziecko i kiedy został odstawiony od piersi?
RF: W zasadzie tak, choć samo odstawianie od piersi nie jest dobrze widoczne na pojedynczych osobnikach, a przy badaniu dużych grup, np. z jednego cmentarzyska. Generalnie analizy, których używam bazują na dużych próbach. Wtedy można na przykład porównywać wyniki otrzymane dla dorosłych i dzieci z danego stanowiska, czy okresu chronologicznego. Takie analizy pokażą na przykład różnicę między dziećmi, które zmarły, a osobami, które przeżyły dzieciństwo.
© D. Lange, Domena Publiczna
MK: I tu tkwił problem w analizach szczątków z jaskiń Doliny Sąspowskiej?
RF: Tak. Szczątki, które analizowałem w ramach Twojego projektu były bardzo rozdrobnione. Nie zachowały się szkielety, ale pojedyncze kości. Więc z nie byłem w stanie zrekonstruować historii diety danego człowieka.
MK: Jak sobie z tym poradziłeś?
RF: Wziąłem do analizy jedynie określone zęby, bo było ich w analizowanym materiale najwięcej. Dzięki temu miałem informację o diecie badanych osobników w określonym momencie ich życia i mogłem porównywać otrzymane wyniki z innymi stanowiskami z tego okresu. Z analiz wyszło nam, że dieta badanych osobników, nie różniła się od typowej diety w późnym okresie wpływów rzymskich w Europie Środkowej.
MK: Tak, dzięki temu mogliśmy odrzucić hipotezę, że w jaskiniach składano szczątki jakiejś wybranej grupy społecznej. Zmienię temat, a czy jesteś w stanie badać alergie, nietolerancję lub niedobory?
RF: Nie jest to łatwe. Z takich badań znam jedno z Włoch, gdzie porównano ze sobą izotopy i genetykę. U kobiety, bo to chyba była kobieta, zaobserwowano jednocześnie wysokie wartości proporcji izotopów azotu i predyspozycję do celiakii. Właśnie w tym kierunku poszła interpretacja: potencjalne problemy z konsumpcją zbóż zawierających gluten, albo sprawiły, że jadła zupełnie co innego i dlatego jej wyniki odstawały od całej populacji, albo nie dojadała.
MK: A głód?
© Archeowieści, na licencji CC BY-NC-SA 4.0
RF: Azot może wskazywać na stres fizjologiczny. Bo w momencie, w którym ktoś np. nie dojada, wykorzystywany jest azot, który już jest w organizmie. Azot jeszcze raz przechodzi wszystkie procesy metaboliczne i „jedząc siebie” wzbogacamy nasze tkanki w wyższe wartości azotu. Przykładem mogą być chociażby badania nad katastrofą głodu w Irlandii w XIX wieku.
MK: Co jest potrzebne w Twoich badaniach, aby uzyskać dobre, wiarygodne wyniki?
RF: Próby, które mogę później odnieść do źródeł pożywienia, czyli np. szczątki zwierzęce, szczątki roślinne. Żeby uzyskać wiarygodne interpretacje nie możemy badać ludzi w oderwaniu od ich ekosystemu. Dopiero po zbadaniu różnych źródeł pokarmu, wszystkiego co mogli próbować zjeść, możemy pokusić się o określenie, jaka na przykład była proporcja mięsa do roślin w diecie, czyli białka zwierzęcego do roślinnego.
© Archeowieści, na licencji CC BY-NC-SA 4.0
MK: Czyli czy ja dobrze rozumiem, że jesteśmy dopiero w takim początkowym stadium rozwoju tych analiz?
RF: Analizy izotopów są teraz bardzo popularne i często wykonywane, więc mamy coraz więcej danych. Mamy też wiele świetnie opracowanych stanowisk. Natomiast nadal widzimy, że potrzebujemy jeszcze więcej informacji, chociażby o składnikach diety, o tym, jak rośliny były uprawiane, gdzie były wypasane zwierzęta.
MK: Miejsce wypas zwierząt też ma wpływ na wyniki?
Domena Publiczna
RF: To czy przykładowa świnia jest trzymana w zagrodzie, w lesie, na łące – suchej, mokrej, słonej; czy i czym łąka była nawożona. To wszystko wpływa na wartości izotopów w tkankach świni, która następnie jest spożywana przez człowieka. Na początku analizy izotopowe diety były popularne, ponieważ dawały nowe informacje, które pozwalały na interpretację chociażby proporcji konsumowanego białka. Natomiast później badania ekologiczne sprawiły, że zaczęliśmy podchodzić coraz bardziej krytycznie do otrzymywanych wyników. No i jesteśmy na etapie, kiedy wiemy, że to nie jest takie łatwe, ale nadal to robimy starając się zrozumieć wszystkie zmienne mogące wpływać na otrzymywane przez nas wyniki.
MK: Dużo pracy przed Wami. Powodzenia
RF: Dzięki.
Artykuł ten można bezpłatnie przedrukować, ze zdjęciami, z podaniem źródła
Autorzy:
Małgorzata Kot
Rafał Fetner — adiunkt w Katedrze Bioarcheologii UW, kierownik Laboratorium Archeologicznych Analiz Specjalistach Wydziału Archeologii UW. Badania nad rekonstrukcją diety prowadzi na terenie Polski, basenu Morza Śródziemnego i Południowo-Wschodniej Azji.
Tekst powstał w ramach dofinansowania IDUB, projektu “From caves to public: A series of popular science articles published on the archeowieści.pl blog, showing a multidisciplinary approach in archaeology, based on the results of our researches in the Ojców Jura.” Badania jaskiń Doliny Sąspowskiej były finansowane przez Narodowe Centrum nauki w ramach projektu SONATA BIS 2016/22/E/HS3/00486.
Okładka: Demineralizację osiąga się poprzez zastosowanie roztworu wodnego słabego kwasu solnego © Archeowieści
Redakcja: J.M.C.