24/03/2017 ИАЭТ СО РАН

Ученые Института археологии и этнографии СО РАН выясняют как питались древние люди

308 ИАЭТ СО РАН СО РАН Новосибирск Гуманитарные науки Науки о жизни ​Сейчас мы можем задокументировать любое событие своей жизни, просто нажав на кнопку телефона и сфотографировав, например, заказанное в кафе блюдо для Instagram. Пять тысяч лет назад сохранить подобные данные не имелось никакой возможности. Так что точный ответ на вопрос, как питались древние люди, и чем это было обусловлено, найти очень непросто. Ученые Института археологии и этнографии СО РАН выяснили это с помощью специальных методов.

При исследовании жизни древних людей важна каждая деталь. Много информации дает и понимание того, чем питалось население в определенную эпоху. Для этого археологи используют различные технологии: ищут остатки старейшей керамики, проводят одонтологический анализ (изучают зубы), а также исследуют кости людей и животных специальным изотопным методом. Подобным комплексным подходом при изучении носителей одиновской культуры Барабинской лесостепи воспользовались археолог, кандидат исторических наук Жанна Марченко и антрополог, кандидат исторических наук Алиса Зубова из ИАЭТ СО РАН.

Изотопы — разновидности одного и того же химического элемента, отличающиеся массой атомов. Чаще всего ученые используют изотопы углерода и азота, которые являются составной частью любой органической еды. При потреблении человек накапливает в себе изотопы предыдущих пищевых звеньев, и особенности диеты отражаются в его тканях. Так, изотопный состав зубов показывает «диету детства» организма (момент формирования зуба, в возрасте от 5 до 12 лет), в то время как кости сохраняют информацию о питании последних годов жизни (ребра — от трех до пяти, а более длинные кости — до 10 лет).

— Для исследования мы взяли бедренную кость: она отражает долгий период накопления изотопов, — рассказывает Жанна Марченко. — Сначала ее обрабатывают химическими способами: удаляется вся минеральная часть и остается только органическая — белок коллаген, который является основой соединительной ткани организма и обеспечивает ее прочность. Потом коллаген дополнительно очищают, фильтруют, и в конечном итоге получается совсем небольшой образец, который загружают в специальный прибор — масс-спектрометр: он и производит «взвешивание» молекул, определяя массу разных изотопов.

Два главных изотопа

Понять хронологическую принадлежность материала к той или иной эпохе помогают изотопы радиоактивного углерода ¹⁴С. Дело в том, что с гибелью организма углеродный обмен в нем прекращается, и радиоактивный ¹⁴C постепенно распадается. Со временем его доля в останках становится меньше, а по количеству распадов ядра ¹⁴C можно, словно по кольцам у дерева, высчитать возраст той же кости. Помимо радиоактивного углерода в природе существуют еще два изотопа ¹³C и ¹²C, которые не подвержены распаду с течением времени.

— Как раз по соотношению этих двух изотопов в образце и определяются источники питания — прежде всего, наземного или морского (либо пресноводного) происхождения пища, — поясняет Жанна Марченко. — Растения являются первыми звеньями в пищевых цепочках. Они синтезируют органические вещества из углекислого газа, находящегося в воздухе или воде. Из-за того, что скорости химических реакций в этих средах различаются, относительное содержание тяжелых и лёгких изотопов углерода в растениях очень сильно варьируется. Так, морские растения получаются более «тяжелыми» по изотопному составу, чем наземные. Все последующие звенья каждой из цепочек будут получать, соответственно, либо более «тяжёлый» (морские жители), либо более «лёгкий» (наземные организмы) углерод.

При реконструкции питания по изотопным данным археологи исходят из принципа трофической цепи: проще говоря, мы то, что мы едим. В начале пищевой цепочки находятся растения, потом травоядные, затем хищники, а в конце — человек, который относится к категории всеядных. Накопление стабильных изотопов углерода в пресноводных водоемах (особенно в замкнутых водных системах) происходит примерно так же, как в морях и океане, поэтому рыба из таких озер будет содержать больше тяжелых изотопов углерода. А вот в небольших сточных озерах и равнинных реках больше легких изотопов ¹²С, и рыба оттуда будет иметь схожие с растениями значения изотопов углерода. Так что в ряде случаев можно определить источник происхождения древней рыбы — из озера или реки.

Одиновская культура — археологическая культура южно-таежной и лесостепной полосы Западной Сибири и Зауралья. Её оставило автохтонное население: то есть местное, а не пришлое. Раньше она датировалась началом первой половины второго тысячелетия до н. э., но по мере всё более широкого использования радиоуглеродного метода в археологических исследованиях хронология её была уточнена — в рамках всего третьего тысячелетия до н.э.

Детальнее проследить трофическую цепочку питания человека и точнее понять, ели люди рыбу или растения, помогает азот: точнее, его стабильные изотопы ¹⁴N и ¹⁵ N. В образце, также как и для изотопов углерода, высчитывается их соотношение между собой, и полученное значение напрямую указывает на место потребителя в пищевой цепи: чем оно выше, тем более высокую трофическую ступень занимает организм. Обитатели морских и пресноводных водоемов, как правило, имеют более длинную пищевую цепочку, чем наземные животные, поэтому показатели азота у них выше.

Вам курицу или рыбу?

Анализ изотопов некоторых всеядных и плотоядных позволяет лучше представить структуру питания человека. Так, показатели в организме хищников (например, волка) отражают потребление, основанное на мясе травоядных, а у всеядных млекопитающих (в частности, медведя) — на растениях и мясе животных. Если волк и медведь обитали в одном регионе с человеком, то и ели то же самое, поэтому схожие значения изотопов человека с тем или иным животным покажет структуру его диеты — мясо, растения, смешанный тип питания. В ряде случаев наиболее приближенными к человеку по значениям изотопов оказываются собаки как всеядные компаньоны.

— Для наших широт случаев вегетарианства в древности отмечено не было, — добавляет Жанна Марченко. — Как показывает изотопный анализ, люди все же в большей степени были ориентированы на мясо или рыбу. Так что, зная изотопные значения всеядных и хищных животных из изучаемого региона, можно точнее реконструировать основные источники диеты людей.

По атомарному значению азота, свойственному тем или иным животным, можно узнать систему питания. Например, у косули эти значения обычно составляют + 4 промилле (‰), у медведя из-за смешанного характера питания — + 8‰, у волка — + 10 ‰. У одной из проанализированных одиновских популяций значения изотопов азота составляли + 11+12 ‰, немногим превышая значения хищника-волка — это позволило характеризовать их как охотников, дополнительно поедавших мясо. Однако у остальных жителей Барабинской лесостепи третьего тысячелетия до н.э. подобные показатели находились в рамках +13+15 ‰. Такие высокие значения человек как раз получает при потреблении рыбы — поскольку в водоемах трофические цепи значительно длиннее, чем у наземных обитателей.

— На территории Барабы есть много озер, и логично предположить, что древние жители должны были есть рыбу, — рассказывает исследовательница. — Однако ни ее костей, ни орудий рыболовства в археологических комплексах третьего тысячелетия до н.э. не сохранилось. Поэтому ранее мы не могли утверждать, что люди тогда занимались ловлей. Зато сейчас нами получена информация из совершенно независимого источника, которая позволяет говорить о том, что носители одиновской культуры действительно питались рыбой.

Изотопный анализ содержания азота и углерода также позволяет различать типы экосистем (морская или наземная) и климатические зоны: аридная — пустынный сухой климат с высокими температурами воздуха, гумидная — с избыточным увлажнением. Так, чем выше значение азота, тем засушливее (южнее) территория или выше уровень засоленности почвы.

Также углерод помогает разобраться, какие растения потреблял человек — группы С₃ или С₄. Между собой они отличаются путем фотосинтеза, по-разному усваивая углерод из атмосферы: у растений группы С₄ более тяжелая атомарная масса, и для них характерны высокие значения углерода. На земном шаре почти вся флора относится к С³.

— Если мы фиксируем в коллагене животного или человека значения углерода в 16 промилле, то понимаем, что они могли питаться растениями группы С₄, нехарактерными для нашей территории, — рассказывает исследовательница. — Они свойственны для более засушливых районов, а значит, исследуемый нами организм пришел с юга. С другой стороны, такие значения углерода может давать просо, которое культивировали в Древнем Китае еще в шестом тысячелетии до н.э., а со второго тысячелетия до н.э. начался его экспорт в Европу. Увы, на территории Барабы не было найдено палеоботанических следов таких растений.

Также археологи установили, что изотопным методом можно выявить потребление человеком грибов. В археологических памятниках остатки грибов не фиксируются, поэтому вопрос о том, ели ли их люди, оставался открытым. Но поскольку на нашей территории средневековое население и российские переселенцы традиционно ели и заготавливали грибы, археологи решили проверить, можно ли вычислить их потребление через изотопы.

— Мы пришли к выводу, что значения изотопов азота у некоторых грибов — например, у белых и подберезовиков — такие же, как у рыбы, — рассказывает исследовательница. — Скорее всего, при обилии рек и озер в Барабинской лесостепи основу питания одиновцев все же составляла рыба, а не грибы. Но ведь есть территории, где рек и озер не так много, как здесь — например, в лесу: там источников для ловли меньше, а вот грибов достаточно. Так что если у людей окажутся высокие значения изотопов азота, это вероятно будет значить, что грибы могли составлять существенную долю в диете древнего человека. По крайней мере, это потенциальные источники пищи для людей из лесной полосы.

Однако если один человек ел очень много мяса с одним уровнем изотопов, а другой — рыбу с более высоким уровнем, но в меньшем количестве, то в итоге показатели изотопов в их организме могут оказаться одинаковыми. Как понять, за счет чего именно они повысились? Интерпретация результатов здесь напоминает решение задачи, когда ответ в ряде случаев уже известен, но его пытаются получить другим путем — чтобы лишний раз удостовериться в правильности.

— Надо искать всегда дополнительные — археологические и не только — свидетельства: о природе вокруг, наличии или отсутствии озер и рек, — добавляет Жанна Марченко. — Например, кости диких животных на археологических памятниках подскажут, что тут жили охотники, кости домашних — укажут на скотоводов, а большое количество в ландшафте водоемов даст дополнительный сигнал о возможной ловле рыбы. Подобные методы нужно рассматривать как новый независимый источник информации.

Таким образом, изотопный анализ помог понять, что основу питания людей одиновской культуры на протяжении третьего тысячелетия до н.э. составляла рыба, а уже дополнительно — мясо животных и растения. Из-за более интенсивного использования естественно-научных методов исследователи получили намного больше информации, чем ранее с помощью только археологических источников. Анализ предметов далеко не всегда позволял напрямую выяснить, охотниками, рыболовами или скотоводами являлись древние жители. Но прежде никогда не имелось возможности достоверно говорить о том, что было повседневным рационом этих людей.

Зуб даю!

Не только химические способы, но и развитие традиционных методов физической антропологии (изучение особенностей строения скелета человека) дает новые возможности для получения информации о древней диете. Ее можно получить, изучая зубы древних людей с помощью одонтологического метода. Для этого проводился визуальный осмотр зубов: такой же мы проходим у стоматолога — только тут он делается на древнем черепе.

— Мы фиксировали патологии, связанные с нарушениями эмали (кариес, гипоплазия) и заболеваниями пародонта (костная ткань, в которой находится зуб), — рассказывает исследовательница. — Также изучались особенности стертостей на зубах, которые появляются при употреблении определенной пищи. Например, для земледельцев характерны специфические стирания на коренных зубах, но у населения времен одиновской культуры, таких особенностей отмечено не было. Судя по сколам эмали, основная нагрузка приходилась на передние зубы: скорее всего, пища была довольно грубой, и человек стремился её откусить.

Кроме того, антрополог Алиса Зубова выявила, что одна из популяций конца третьего тысячелетия до н.э. испытывала длительные пищевые стрессы (голодание). Дефицит ресурсов мог произойти из-за каких-то экологических изменений: например, когда пересохли озера и реки, а затем исчезла рыба, или ввиду недостатка дичи — в том случае, если люди были охотниками. Причины могли быть и социальными — военные походы населения на запад, в южные районы Урала. Так, у мужчин одной популяции конца третьего тысячелетия до н.э. была гипоплазия эмали (истонченность и появление горизонтальных бороздок), а у женщин таких проблем не возникало. Возможно, мужчины данной группы участвовали в дальних военных походах и в тяжелых условиях испытывали пищевые стрессы.

— Применяя такие методы, мы, конечно, идем по уже известному западной науке пути, где они давно стали рутинной процедурой, — поясняет Жанна Марченко. — В России, наверное, пока только три центра, которые активно занимаются археологическими исследованиями с использованием изотопного анализа. Сегодня проводить анализ обоих химических элементов в Новосибирске можно в рамках нашего института, на базе Центра коллективного пользования «Геохронология кайнозоя» СО РАН, поэтому сейчас нет необходимости отправлять свои образцы в столичные лаборатории или за рубеж. Кроме того, раньше акцент делался на хозяйстве древних людей, а не на их диете. В дальнейшем мы планируем анализировать этим методом питание представителей других культур — в первую очередь, эпохи неолита и бронзы, чтобы более детально говорить об уровне жизни и быте человека того времени.

Алёна Литвиненко

Фото предоставлены Жанной Марченко