Падаль, осока, деревна кора... Палеодієта як вона є. Частина I

Стародавні люди, напевно, оцінили б поживність фастфуду.

Про раціон сучасної нам людини легко судити, прийшовши до неї в гості, заглянувши в холодильник і прочитавши етикетки продуктів. А про раціон стародавньої людини? За знайденими харчовими покидьками, за посудом і вогнищами, зернотерками, серпами, мисливською зброєю. Ну, а якщо мова йде про людей зовсім древніх? Або навіть не зовсім людей? Як з'ясувати, що подавали на стіл неандертальці? Чим снідав ардипітек? Про які делікатеси мріяв голодний хабіліс? Це не свята цікавість! Адже згідно з сучасними уявленнями, саме зміни харчової стратегії були поворотними подіями в еволюції наших предків.

Нагадаю класичну схему, швидше за все, відому вам з літератури. У зв'язку зі скороченням площі африканських лісів наші пращури - переважно рослинноїдні - змушені пристосовуватися до життя в саванні і шукати нові джерела їжі. Таким джерелом виявляється м'ясо. На зміну збирачам плодів і поїдачам корінців приходять сміливі мисливці (а можливо, несимпатичні падальники). Колективне полювання стимулює розвиток інтелекту, а нове джерело калорійної їжі дозволяє мозку рости.

Згадали? А тепер познайомимося з тим, які підходи винайшли археологи та антропологи, щоб хоча б приблизно реконструювати стародавнє меню. Чи співпадають відомості, отримані сучасними методами, з класичними уявленнями про еволюцію людини? Або, можливо, все виявилося не зовсім так? Або навіть зовсім не так?

Почнемо з «класики».

По-перше, про те, що воліла їсти якась викопна тварина, можна судити з будови і розмірів жувального апарату - зіставляючи з тваринами сучасними, чий раціон відомий. Наприклад, якщо у гомініда невеликі зуби з тонкою емаллю - значить, основу його їжі становило щось м'яке (припустимо, фрукти). Потужні жувальні зуби з товстою емаллю - навпаки, говорять про необхідність багато жувати грубі, жорсткі продукти. Черепа, верхні та нижні щелепи (зверху вниз): Австралопітек африканський (лат. Australopithecus africanus) (Sts 5, Sts 52a, Sts 52b), парантроп Бойса (лат. paranthropus Boisei) (KNM ER 406, OH 5, Peninj), Людина вміла (лат. Homo Habilis) (O24 OH 24, nH nH. Зверніть увагу на відмінності в розмірі і будові зубів і щелеп. Джерело: Peter S. Ungar et al, 2011.

Так, дозволяюча здатність такого методу невелика, він дозволяє визначити «тип харчування», але не конкретний раціон. Роздивляючись щелепи шимпанзе, ми можемо припускати всеїдність, але навряд чи зрозуміємо, які конкретно рослини або тварини потрапляли мавпи на обід.

По-друге, цінну інформацію дають археологічні знахідки на стародавніх стоянках - насамперед, знаряддя і кістки тварин (їх вивчає зооархеологія). Правда, за знаряддям далеко не завжди можна зрозуміти, як їх використовували. Особливо якщо це щось на зразок олдувайського чоппера - просто галька з кількома сколами. А на кістках тварин не так просто розпізнати сліди людської діяльності - відмітки від гармат; походження отметин потрібно ще довести. Наприклад, з приводу найдавніших свідчень такого роду - слідів на кістках з Дикіки (Ефіопія, 3 млн. 400 тис. років тому) ведуться суперечки: чи то кістки скоблили камінням австралопитеки, чи то їх просто погриз крокодил. Сліди знарядь - чи зубів крокодила? - на кістках з Дикики. Фото: Dikika Research Project

Зрозуміло, по кісткових залишках можна вивчати тільки м'ясну частину раціону. Від рослинних об'їдків - чи то кісточки від плодів, чи горіхова шкаралупа - за тисячі років нічого не залишається (є, правда, рідкісні винятки - про них нижче).

Археологи намагаються отримати максимум інформації зі знахідок. З цією метою кам'яні знаряддя, витягнуті з розкопу, не чистять, а відразу, уникаючи контакту із зовнішнім середовищем, поміщають у стерильний пакет, і в такому вигляді везуть знахідку в лабораторію. Далі під потужним мікроскопом вивчають характер зносу робочого краю, а головне - мікроскопічні залишки, прилипші до поверхні - чи то крихітні частинки рослин, чи спори грибів. Звичайно, потрібно ще довести, що ці мікрооб'єкти потрапили на поверхню гармат при їх використанні стародавньою людиною, а не набагато пізніше, коли знаряддя вже було поховане у відкладеннях.

Хімічний та ізотопний аналіз

Принцип цієї групи методів у вигляді однієї фрази - «ти те, що ти їж». Хімічні елементи, які ми отримуємо з їжею, накопичуються в нашому організмі, в тому числі в кістках і в зубах. Навіть сотні тисяч років потому, кістки все ще зберігають інформацію про щоденний стіл їхнього господаря. Наприклад, за вмістом стронцію (Sr), барія (Ba) і кальцію (Ca) можна з'ясувати, які ресурси переважали в раціоні - рослинні або тварини. Показано, що для хижаків характерні низькі значення Ba/Ca, у листоядних відносно мало Sr і багато Ca, а якщо тварина споживає багато злаків - у неї будуть високими і Sr/Ca і Ba/Ca.Зуб Paranthropus robustus (розпиляний вертикально). Червоні прямокутники - ділянки, використані для хімічного аналізу. Джерело: Vincent Balter et al., 2012.

Здорово, що за утриманням в емалі зубів стабільних ізотопів вуглецю ¹³C і ¹²C можна розрізняти тварин, які харчувалися переважно трав'янистими або деревними рослинами. Яким чином? Існує кілька шляхів, якими в рослинах здійснюється фотосинтез. Дерева і чагарники використовують т. зв. C3-шлях (цикл Кальвіна). Однак деякі трав "янисті рослини, що ростуть у саваннах і пустелях - такі, як трави та осоки - використовують інший тип фотосинтезу - C₄ (цикл Хетча - Слека). Зміст ¹³C у них інший, вищий. Для нас важливо, що ізотопи вуглецю з рослин потрапляють в кістки і зуби тих тварин, які дані рослини поїдають (а також, до речі, тих хижаків, які потім «поїли» цих тварин) - і накопичуються там.

Тому відносний вміст ізотопів вуглецю ¹³C і ¹²C (позначається ^ 13C) в деякому викопному зубі розповість нам про раціон володаря цього зуба.

Цей аналіз дає можливість відокремити поїдачів трави, таких, як зебри або антилопи гну, від любителів деревного листя і плодів, таких як шимпанзе або жирафи. На жаль, аналіз стабільних ізотопів вуглецю не дозволяє визначати, хто перед нами - рослинноїдна тварина, хижак, або всеїдна, що вживає в їжу як рослини, так і м'ясо. Зуб KNM-ER 45502 до (C, E) і після (D, F) взяття зразка для ізотопного аналізу. Джерело: Thure E. Cerling et al., 2013.

Мікрознос зубів

Дослідники давно звернули увагу, що характер зносу зубів ссавців істотним чином залежить від особливостей їх харчування. Якщо тварина гризе тверду їжу (наприклад, горіхи, насіння, кістки), то основні зусилля припадають на, так би мовити, «розчавлювання» - в цьому випадку поверхня зубів поступово покривається мікрозаглибленнями, які розташовані хаотично, утворюючи досить складну картину. Якщо ж їжа м'яка, але в'язка - основні зусилля припадають на її перетирання, при якому зуби рухаються паралельно один одному - в цьому випадку на емалі утворюється безліч паралельних борознок. Ліворуч: показано залежність характеру мікрозносу зубної емалі від їжі: зверху - тверда їжа (наприклад, горіхи, насіння). Знизу - м'яка їжа (листя). Праворуч - значення «складності» текстури мікрозносу зубної емалі у різних видів копалин гомінідів. Парантроп робустус лідирує за складністю і різноманітністю. Переклад - О.Соколов. Джерело: Peter S. Ungar et al., 2011.

Зубний камінь

Антропологи пильно вивчають те, з чим невтомно борються сучасні стоматологи - зубний камінь. До складу зубного каменю, що утворюється за участю бактерій, входять деякі частини продуктів, що поглинаються нами (і навіть деякі частинки, вдихувані нами з повітрям). Тому зубний камінь на зубах викопних гомінідів - цінне джерело відомостей про їх дієту. Зокрема, при поїданні рослин у зубному камені накопичуються, а потім тисячоліттями можуть зберігатися мікроскопічні гранули крохмалю і фітоліти (неорганічні структури, що складаються з кварцу або оксалата кальцію). Склад фітолітів, а також форма гранул крохмалю різні в залежності від того, до останків яких рослин вони відносяться. Ми можемо дізнатися навіть, якої обробки їжа піддавалася: варені гранули крохмалю відрізняються від смажених або від сирих. Зуби неандертальця Шанідар 3. Ділянки, з яких бралися проби зубного каменю, позначені стрілками. Джерело: Amanda G. Henry et al., 2010.

Аналіз сучасних і стародавніх ДНК

Очевидно, що наш організм пристосований до засвоєння певних видів їжі, причому ця пристосованість регулюється низкою генів і в міру зміни раціону піддається природному відбору. Генетичні особливості, пов'язані з харчуванням, давно і ретельно вивчаються - звичайно, в першу чергу не палеоантропологами, а медиками. У людських популяцій, що мають специфічні харчові традиції, частіше зустрічаються алелі відповідних генів, що відповідають за засвоєння, наприклад, великої кількості тварин жирів (як у ряду північних народів), або за розщеплення молочного цукру - лактози (як у скотарів, що традиційно вживають значну кількість молока).

Аналіз ДНК з викопних останків - там, де це можливо зробити - може розповісти нам про те, до вживання яких ресурсів носій цієї ДНК був пристосований. (Див., наприклад: http://antropogenez.ru/article/293/) А порівнюючи наш геном з геномами інших приматів, можна спробувати з'ясувати, які харчові навички ми набули відносно недавно, а які дісталися нам від далеких-передальних деревних пращурів.

Копроліти

- тобто скам'янілі фекалії стародавніх тварин - були відомі палеонтологам ще в XIX столітті. Вивчалися копроліти динозаврів і навіть копалин риб. Існують також уроліти - давні відбитки самі здогадайтеся чого. Що стосується людських копролітів, то для найдавніших етапів нашої історії такі знахідки надзвичайно рідкісні, але є (нижче ми торкнемося одного такого прикладу). Хімічний склад копролітів, мікроструктура, що містяться в них частинки органічного походження - відмінне джерело відомостей, безпосередньо з доісторичних кишечників.

Захворювання і патології

теж можуть повідати про те, що вживали (і чим зловживали) в давнину. Згадаймо нашу попередню статтю "Антропологічний некрономікон. Від чого помирали в кам "яному столітті? Частина I ": ми писали про скелет Homo ergaster, кістки якого деформовані від гіпервітамінозу. Таке буває при невмереному споживанні ліверу. Інший класичний «маркер харчового стресу» - карієс. Розвиток цієї напасті пов'язують з поїданням в'язкої їжі, багатої вуглеводами і довго залишається на зубах. Зуби гейдельберзької людини з Брокен-Хілл (нині місто Кабве в Замбії) вилучені карієсом... Джерело: http://www.biusante.parisdescartes.fr/sfhad/vol7/article01.htm

Список підходів далеко не повний. Варто було б додати сюди дані етнографії, аналіз творів найдавнішого мистецтва, спостереження за сучасними приматами тощо.

Озброївшись усім цим арсеналом, пройдемо еволюційним маршрутом від ранніх гомінідів, які тільки-но почали ходити на двох ногах, до представників Homo sapiens. Прослідкуємо, так би мовити, еволюцію наших кулінарних пристрастей, від опалих плодів, термітів і стеблів осоки, до барашка на вертелі, бутерброда і пляшки каберні.

Читати продовження: меню гомінід від ардипітека до Homo erectus.