Ізотопні докази дієти європейських неандертальців та ранньосучасних людей PNAS

Відредаговано Річардом Г. Клейном, Стенфордський університет, Стенфорд, Каліфорнія, та затверджено 23 червня 2009 р. (Отримано на огляд 7 квітня 2009 р.)

дієти

Анотація

Тут ми повідомляємо про прямі ізотопні докази дієти неандертальців та ранніх сучасних людей у ​​Європі. Ізотопні методи вказують на джерела харчових білків протягом багатьох років життя і показують, що неандертальці мали подібний раціон протягом часу (від ≈120000 до ≈37000 кал. До.) І в різних регіонах Європи. Ізотопні дані вказують на те, що у всіх випадках неандертальці були м’ясоїдними тваринами вищого рівня і отримували весь або більшість своїх харчових білків з великих травоїдних тварин. На відміну від цього, у ранніх сучасних людей (від ≈ 40000 до ≈27000 кал. До. П.) Виявляли ширший діапазон ізотопних значень, і ряд людей мав докази споживання водних (морських та прісних) ресурсів. Ця модель включає Оазу 1, найстарішу сучасну людину з безпосереднім датуванням в Європі (≈ 40000 кал. До н. Е.) З найвищим значенням ізотопу азоту серед усіх досліджуваних людей, ймовірно, через споживання прісноводної риби. Оскільки Оаза 1 за часом була близькою до останніх неандертальців, ці дані можуть свідчити про значні зміни в харчуванні, пов’язані зі зміною динаміки популяції сучасної людської появи в Європі.

Ізотопний аналіз.

Співвідношення вуглецю та азоту в стабільних ізотопних речовинах кісткового колагену дорослої людини є показниками основних джерел харчових білків, що споживаються протягом ряду років (20, 21). Співвідношення ізотопів вуглецю (значення δ 13 С) може вказувати на те, чи джерело харчового білка було з морських ресурсів або наземних ресурсів (22, 23), оскільки між розчиненим бікарбонатом океану та атмосферним вуглекислим газом спостерігається зміщення ≈7 проміле (‰) (основні відповідні джерела вуглецю для рослин у кожній екосистемі) (24, 25). Отже, виключно морські споживачі, такі як тюлені, мають значення δ 13 С –12 ± 1 ‰, і це значення є відносно постійним у всьому світі, в тому числі в океанах, що оточують Європу (26). Наземні споживачі мають значення δ 13 C, близькі до –20 ± 2 ‰, залежно від регіону (27). Організми в прісноводних екосистемах, як правило, мають значення вуглецю, подібні до наземних, але ці значення дуже мінливі, оскільки розчинений вуглець у річках та озерах може походити з багатьох геологічних джерел з різними співвідношеннями ізотопів вуглецю (27, 28). Значення ізотопу вуглецю також можна використовувати для розрізнення споживання рослин фотосинтезу C3 та C4 (29); однак у Європі протягом пізнього плейстоцену не було їстівних рослин С4.

Результати

Значення ізотопу неандертальців.

В даний час існують значення 13 δ 13 C і δ 15 N для дорослих європейських неандертальців [рис. 1 та допоміжна інформація (SI) Таблиця S1]. Вік цих неандертальців коливається від ≈120 000 до н.е. (Складіна) до ≈ 37 000 кр. До н. Е. (Віндія), але більшість із них складають 13 C = –19,1 ‰, δ 15 N = 12,9 ‰) (41).

Значення ізотопу вуглецю та азоту в кістковому колагені неандертальців та людей ранньої сучасної Європи. Похибки вимірювань ізотопів зазвичай становлять ± 0,2 ‰ як для δ 13 С, так і для δ 15 Н.

Значення ізотопу вуглецю для всіх неандертальців (див. Рис. 1 та таблицю S1) - це всі 13 значень С, ≈ –12 ± 1 ‰), спожиті цими неандертальцями у значних кількостях, деякі з яких знаходились у безпосередній близькості від узбережжя.

Через потенційно коливаються значення фауністичного ізотопу протягом цього періоду часу [для якого ми не маємо вихідних фауністичних даних, які ми маємо для наступних періодів (34)], ми не можемо безпосередньо порівнювати ці значення ізотопів азоту неандертальців між собою. Однак у кожному аналізі, в якому неандертальці порівнювались із сучасними значеннями фауністичного ізотопу з тієї ж ділянки або сучасних сусідніх місць, висновки були однаковими. Кожен неандерталець мав значення δ 15 N, які були на 3–5 ‰ вищими, ніж сучасні травоїдні тварини, і подібні до м’ясоїдних (або в деяких випадках дещо вищі). У кожному дослідженні автори дійшли висновку, що неандертальці були м’ясоїдними тваринами вищого рівня і що їх основним джерелом білка були великі рослиноїдні тварини.

Ранньосучасні ізотопні цінності людини.

Є 14 сучасних людей із європейського більш раннього (раннього та середнього) верхнього палеоліту (MIS 3), які мають значення ізотопів вуглецю, і 10, які мають значення ізотопів вуглецю та азоту (див. Рис. 1, таблиця S2). Сучасна людина Oase 1 є найстарішою сучасною людиною з безпосереднім датуванням у Європі [≈40 000 кал. До н.е. (42)] і єдиною в нашому дослідженні, яка в часі збігається з неандертальцями. Інші люди раннього сучасного періоду від раннього до середнього верхнього палеоліту з ізотопними значеннями датуються від ≈34000 до ≈27000 кал до н.е. і пов'язані (або, ймовірно, будуть) пов'язані з пізньою ауріньяською або особливо граветтівською технологією.

Дані про ізотопи вуглецю та азоту для людини Oase 1 та пов'язаної з нею фауни взяті з Trinkaus et al. (4) та цього дослідження. Похибки вимірювань ізотопів зазвичай становлять ± 0,2 ‰ як для δ 13 С, так і для δ 15 Н.

Значення δ 13 C в кістковому колагені безпосередньо неандертальців із радіовуглецевим датуванням та людей раннього сучасного періоду порівняно із середніми значеннями δ 13 C у травоїдних тварин, що мають безпосереднє радіовуглець з Північної Європи (34) за період від 50 000 до 20 000 кал.

Усі інші люди раннього сучасного часу мають значення δ 13 C, значення 15 N, що досягають або перевищують найвищі значення неандертальців. Щоб найкраще інтерпретувати ці високі значення δ 15 N у людини, їх слід порівнювати із пов'язаними фауністичними залишками. Однак, на відміну від неандертальців, дуже мало з цих людей мають пов'язані фауністичні ізотопи. Ця ситуація частково пов’язана з характером їх відкриття та розкопок, оскільки багато з них походять з навмисних поховань, не були знайдені у поєднанні з фауною і були розкопані в 19-му або на початку 20-го століття без пов’язаних фауністичних залишків або мають ізотоп дані безпосереднього радіовуглецевого датування. На жаль, на відміну від значень δ 13 С, ми не можемо використати середні значення фауни δ 15 Н у дослідженнях фауни, датованої безпосередньо радіовуглецевими датами цього періоду, оскільки ці дані виключно з Північної Європи, тому їх не можна порівнювати з людьми з Південної та Східної Європи (проти 46). Тим не менше, графік цих фауністичних даних δ 15 N зі значеннями для людини (рис. 4) не показує послідовного зміщення серед сімей ссавців у середньому δ 15 N значень.