A csapdába esett fogászati ​​„fogkő” utal az ókori emberi étrendre és egészségre

Chris Gorski, az Inside Science News Service munkatársa

mutat

Sok ősi emberi fog, köztük több tízezer éves példány, még mindig apró ételdarabokra - sőt baktériumokra - ragaszkodik. Az antropológusok az ősi emberi fogakhoz tapadt fogköveket tanulmányozzák, hogy többet megtudjanak az emberek által elfogyasztott növényekről és a régen hordozott kórokozókról.

A fogkő, más néven fogkő, egy kemény anyag, amelyet a fogkrém hirdetések megsemmisíteni ígérnek, és a fogorvosok elkaparják. Az emberi fogakra építkezik, miután a fogplakk megszilárdul. Egy fogorvos minden látogatás alkalmával elkaphatja a beteg 30 milligrammját. A több száz vagy ezer évvel ezelőtti fogsorok akár 20-szor annyi is lehet, tömegük nagyjából megegyezik egy kis gemkapocs.

A tudósok csak most kezdik felfedezni azokat a különféle anyagokat, amelyek a fogkőbe kerültek, és amelyek megőrzik azokat a szerves anyagokat, amelyek más területeken gyakran röpke módon megőrződnek. Ez lehetővé teszi a tudósok számára, hogy olyan kérdésekkel foglalkozzanak, amelyekre nagyon nehéz megválaszolni a bevett régészeti módszereket.

"Olyan sok periódus van az emberiség történelmében, ahol elméleteink vannak arról, hogy mit ettek, de valójában fogalmunk sincs róla" - mondta Amanda Henry, a németországi Lipcsei Max Planck Evolúciós Antropológiai Intézet fizikai antropológusa.

A magok és szemek gyakran lassan lebomlanak, és az állatok csontjai általában még tovább tartanak. De a zöldségfogyasztás közvetlen bizonyítékainak megtalálása nehezebb. A zöldségek, például a káposzta és a sárgarépa fontos élelmiszerek voltak a középkori Európában, de a fogyasztásukat megerősítő bizonyítékokat nehéz beszerezni. A teljes étrend rekonstrukciója a korábbi időszakokban élő emberek számára még nehezebb.

"Nagyon keveset tudunk az étrend zöldséges és salátás részéről" - mondta Christina Warinner, a zürichi egyetem svájci evolúciós orvoslás központjának régészeti genetikusa. "[A kalkulus tanulmányozása] ennek a megközelítésnek egy teljesen új módja lehet."

Kis kövületek, nagy információk

A kalkulus tartalmaz virágporszemeket és mikroszkópos megkövesedett növényi darabokat, úgynevezett fitolitokat, a keményítőszemcséket és még a baktériumokat is. A kalkulusban található baktérium DNS-töredékek segíthetnek azonosítani azokat a specifikus kórokozókat, amelyek valamikor az ókori emberek szájában voltak jelen.

A növényi bizonyítékok elég határozottak lehetnek az elfogyasztott faj sugallására, vagy arra utalhatnak, hogy a növény melyik részét fogyasztották el, például gyümölcsöt vagy levelet. Ez segíthet nyomon követni az élelmiszer-növények - ideértve a mezőgazdasági fajtákat is - használatát, elterjedését és fejlődését időben és térben.

A kutatók mikroszkóppal megvizsgálhatják a fogakat közvetlenül a fogon. De további elemzés céljából gondosan összekaparják az anyagot az ősi fogakról a szokásos fogászati ​​eszközökkel, hogy elkerüljék a minták modern anyaggal való szennyezését. Ebből a lekapart fogkőből óvatosan eltávolítják a nem szerves anyagokat, hogy az ételmaradványokat koncentrálják.

A tudósok mikroszkópokkal és molekuláris módszerekkel vizsgálják a mintákat. Az általuk talált apró étel megvizsgálása megkérdőjelezi az ókori népekkel kapcsolatos régóta fennálló hiedelmeket, és segít megválaszolni a jelentős kérdéseket.

Henry a neandervölgyi étrendet tanulmányozta, és azon dolgozott, hogy megerősítse kezdeti eredményeit, miszerint rendszeresen ettek növényeket. Egyes kutatók régóta azt állítják, hogy a neandervölgyiek elsősorban húsevők voltak, akik a hústól és a zsírtól függtek.

"Meg tudtuk mutatni, hogy [a neandervölgyiek] valóban növényi ételeket fogyasztottak, és ezeket az ételeket feldolgozták" - mondta Henry. "Először van bizonyítékunk arra, hogy mik ezek a növényi ételek."

Henry és munkatársai fűmagokat és gumókat azonosítottak, amelyek összefüggésben lehetnek a tündérliliommal, és legalábbis a mai Irak egyik helyén elkészítették az ételeket.

Jaime Pagan-Jimenez, a hollandiai Leiden Egyetemen dolgozó Puerto Rico-i antropológus a közelmúltban elemezni kezdte a kalkulusokat, hogy több bizonyítékot nyerjen a karibi szigeteken végzett étrendek tanulmányozása során.

Pagan-Jimenez már tanulmányozta az élelmiszerek feldolgozásához és főzéséhez használt tárgyakban található keményítőszemeket, és arra a következtetésre jutott, hogy azok az emberek, akik először a Karib-szigeteken éltek, legalább sok esetben különböző étkezési növényeket termesztettek, például kukoricát, édesburgonyát, bab, és így tovább. Megállapításai megkérdőjelezték azt az elképzelést is, hogy a terület fő táplálékterméke a manióka, a gyökér más néven manióka vagy yucca. Az új technika lehetővé teszi, hogy megerősítse, milyen ételek jutottak el a szájig.

"Lehetőségünk volt közvetlenül az emberi fogban látni, hogy milyen növényeket ettek a karibi szigetek különböző időszakaiban és kistérségeiben" - írta Pagan-Jimenez az Inside Science e-mailben.

Ez a bizonyíték megváltoztatja más régészeti leletek értelmezését.

"Kiderült, hogy ezeket az eszközöket, amelyeket maniókkaparóknak neveztünk, egyáltalán nem használtak a manióka feldolgozásához" - mondta Henry.

A keményítőszemek, például a főzőedényekben találhatóak, jól megalapozott bizonyítékok az élelmiszer-feldolgozásra és -fogyasztásra. A tudósok az élelmiszerfogyasztásról is nyomokat keresnek a csontok és a fogzománc atomi összetételében. A számítás azonban lehetővé teszi a kutatók számára, hogy nagyobb részletességet érjenek el.

"A régészeti keményítőszemcsékkel kapcsolatos tanulmányok esetében az emberi fogkő a" széles kép "utolsó része, amely közvetlen információt szerez a növények előkészítésének és táplálékként történő fogyasztásának teljes folyamatáról" - mondta Pagan-Jimenez.

Egészségügyi tippek

A fogtábla mindenféle információt tartalmaz az egyén egészségi állapotáról. Tartalmazhat nyomokat a tuberkulózisról, a gyomorfekélyről és egyebekről. Mivel a fogkő plakkból képződik, Warinner számára természetesnek tűnt az egészségügyi információk megőrzésének vizsgálata.

"Remek lehetőségnek tűnik elérni annyi egészségügyi információt az ókori népekről, amelyet egyébként nagyon-nagyon nehéz volt megtenni" - mondta Warinner.

Az egyik jelentős modern változás a magasan feldolgozott étrend, amelyet gyakran fluorozott víz kísér. Miben különbözik a modern emberek szája állapota őseiktől? Mivel a fogkő meg tudja őrizni az orális baktériumokat, új kapukat nyit a tudósok előtt.

"Az egyik dolog, amit nem nagyon ismerünk, valójában mi a természetes vagy az ősi egészségi állapotunk a szánkban" - mondta Warinner. "Megvizsgálhatjuk a konkrét fogbetegségeket, és megpróbálhatjuk megérteni, hogyan változtak az idők során."

Warinner elmondta, hogy a szájban található baktériumok mellett a fogkő olyan baktériumokat is tartalmaz, amelyek a test más területeiről származnak. Ezek a baktériumok több információt nyújthatnak az emberi testben élő apró organizmusokról, az úgynevezett mikrobiomról. Az orvosok egyre jobban tudatában vannak a növényvilág és az emberi egészség kapcsolatának. Az olyan mintákban található genetikai anyagokból gyűjtött adatokat, mint a fogkő, metagenomikusnak nevezik, és nagymértékben javíthatják a tudósok képességét a történeti mikrobióm kutatására.

"[A számítás] páratlan hozzáférést biztosít számunkra ezekhez a távolabbi szervrendszerekhez, amelyekhez a régészeti nyilvántartásban szinte soha nem volt hozzáférésünk, kivéve néhány kivételes körülményt" - mondta Warinner.

"Nagyon okos az az elképzelés, miszerint a régészeti fogkőből származó metagenomikai adatok bepillantást nyújthatnak az ősi emberi étrendbe és egészségbe, és ha érvényesítik, akkor nagyon izgalmas felfedezés lesz!" írta Cecil Lewis, az oklahomai egyetem molekuláris antropológusa e-mailben.

Warinner jelenleg a középkori Németországból származó mintákat tanulmányoz, részben a kalkulus kutatás megbízhatóságának megállapítása érdekében. A kórokozókat vizsgálja, beleértve azokat is, amelyek olyan betegségeket okoznak, mint a megfázás és az influenza. A módszer lehetővé teheti Warinner és mások számára, hogy összehasonlítsák, hogyan hatottak bizonyos betegségek az emberekre a történelem folyamán és a kontinenseken keresztül.

"Megnézhetnénk, hogyan változott virulenciájuk az idők során" - mondta Warinner. - Virulensebbek voltak a múltban, mint ma, vagy sem?

Tiszta minta

Az ősi étrend és a betegségek fogkőből történő levezetésére szolgáló technikákat még mindig kidolgozzák és ellenőrzik. A fogkőben lévő DNS-molekulák gyakran lebomlanak, és minél több idő telt el, annál kisebb az esélye, hogy a minta érintetlen, ami bonyolultabbá teszi az értelmezést.

A tudósok abban is bizonytalanok, hogy a kalkulus mennyire képes átfogóan ábrázolni az étrendet. Nem minden elfogyasztott étel található meg a kalkulusban. Bár bizonyítékot találni arra vonatkozóan, hogy egy étel az ember szájában volt, jelentős, ez nem feltétlenül magyarázza, hogy az ételt milyen gyakran ették, vagy az étrend mekkora hányadát képviselte.

"Tudnunk kell, hogy az ókori emberek nem csak keményítőmagot vagy gumókat ettek, hanem leveleket, virágokat stb." - mondta Pagan-Jimenez.

"Az emberek étrendjének hány százaléka szerepel ebben a nyilvántartásban? Nem tudjuk" - mondta Henry. "Bármilyen technika, ki kell dolgoznia az összes hibát, mielőtt az összes akadémikus megvásárolná.

A tudósok még mindig teljes képet alkotnak az ősi fogkő belsejében található összes komponensről - mondta Warinner.

Henry elmondta, hogy azt tervezi, hogy megvizsgálja a "más növényi maradványok vagy akár az állati eredetű ételmaradékok" számát. Azt mondta, hogy a technika segíthet megoldani egy fontos rejtélyt: amikor az emberek elkezdték főzni az ételüket - a válaszok jelenleg néhány százezer és több mint 1,5 millió évvel ezelőtt mozognak.

Henry és Warinner elmondta, hogy a közeljövőben további eredményeket terveznek feltárni a neandervölgyi étrendről és a légúti kórokozókról.