Cromatografia și analiza izotopilor specifici compusului a resturilor de lipide din ceramica antică spun multe despre vechi. alimente obiceiuri și practici culinare. În ultimele două decenii, această tehnică a fost folosită cu succes pentru a dezvălui vechile alimente practicile mai multor situri arheologice din lume. Cercetătorii au aplicat recent această tehnică la ceramicele colectate din mai multe situri arheologice ale civilizației din Valea Indusului. Descoperirea științifică cheie a fost dominanța grăsimilor nerumegătoare în vasele de gătit, ceea ce implică că animalele nerumegătoare (cum ar fi cal, porci, păsări, păsări, iepure etc.) au fost gătite în vase pe o perioadă lungă de timp. Acest lucru contrazice opinia susținută de mult timp (pe baza dovezilor faunistice) conform căreia animalele rumegătoare (cum ar fi vitele, bivolii, căprioarele etc.) erau consumate ca alimente de oamenii din Valea Indusului.
Săpăturile arheologice din situri importante din secolul trecut au oferit o mulțime de informații despre cultura și practicile oamenilor antici. Cu toate acestea, înțelegerea dietei și a practicilor de subzistență predominante în societățile preistorice antice, fără înregistrări scrise, era o sarcină dificilă, deoarece nu a mai rămas mult din ceea ce constituia „hrană” din cauza degradării naturale aproape complete a alimente și biomolecule. În ultimele două decenii, tehnicile chimice standard de cromatografie și analiza specifică a compusului a raportului dintre izotopii stabili ai carbonului au făcut progrese în studiile arheologice, permițând cercetătorilor să identifice sursele de lipide. Ca rezultat, a devenit posibil să se investigheze dieta și practicile de subzistență folosind analize moleculare și izotopice ale reziduurilor alimentare absorbite pe baza valorilor δ13C și Δ13C.
Plantele sunt producatorii primari de alimente. Majoritatea plantelor folosesc fotosinteza C3 pentru a fixa carbonul, prin urmare sunt numite plante C3. Grâu, orz, orez, ovăz, secară, cowpea, manioc, soia etc sunt principalele plante C3. Ele formează elementul de bază alimente a omenirii. Pe de altă parte, plantele C4 (cum ar fi porumbul, trestia de zahăr, meiul și sorgul) folosesc fotosinteza C4 pentru fixarea carbonului.
Carbonul are doi izotopi stabili, C-12 și C-13 (al treilea izotop C-14, este instabil, prin urmare, radioactiv și este folosit pentru datare organic descoperiri arheologice). Dintre cei doi izotopi stabili, mai ușor C-12 este preluat de preferință în fotosinteză. Fotosinteza nu este universală; favorizează fixarea C-12. În plus, plantele C3 preiau izotopul C-12 mai ușor decât plantele C4. Atât plantele C3, cât și C4 discriminează izotopul C-13 mai greu, dar plantele C4 nu discriminează la fel de puternic ca plantele C3. Dimpotrivă, în fotosinteză, atât plantele C3 cât și C4 favorizează izotopul C-12 față de C-13, dar plantele C3 favorizează C-12 mai mult decât plantele C4. Acest lucru are ca rezultat diferențe în raportul dintre izotopii stabili ai carbonului la plantele C3 și C4 și la animalele care se hrănesc cu plantele C3 și C4. Un animal hrănit cu plante C3 va avea mai mulți izotopi mai ușori decât un animal hrănit cu plante C4, ceea ce înseamnă că o moleculă de lipide cu un raport izotop mai ușor este mai probabil să provină de la un animal hrănit cu plante C3. Aceasta este baza conceptuală a analizei izotopice specifice compusului a lipidelor (sau a oricărei alte biomolecule de altfel) care ajută la identificarea surselor de reziduuri de lipide din ceramică. Pe scurt, plantele C3 și C4 au rapoarte izotopice ale carbonului diferite. Valoarea δ13C pentru plantele C3 este mai ușoară între -30 și -23‰, în timp ce pentru plantele C4 această valoare este între -14 și -12‰.
După extragerea reziduurilor de lipide din probele de ceramică, primul pas cheie este separarea diferiților constituenți lipidici folosind tehnica Cromatografie în gaz-spectrometrie de masă (GC-MS). Aceasta oferă o cromatogramă lipidică a probei. Lipidele se degradează în timp, așa că ceea ce găsim de obicei în probele antice sunt acizii grași (FA), în special acidul palmitic (C).16) și acid stearic (C18). Astfel, această tehnică de analiză chimică ajută la identificarea acizilor grași din probă, dar nu oferă informații despre originea acizilor grași. Trebuie să se verifice în continuare dacă un anumit acid gras identificat în vechiul vas de gătit provine din lactate sau din carne de animale sau din plante. Reziduurile de acizi grași din ceramică depind de ceea ce era gătit în vas în cele mai vechi timpuri.
Plantele C3 și C4 au rapoarte diferite de izotopi stabili ai carbonului datorită absorbției preferențiale a izotopului C12 mai ușor în timpul fotosintezei. În mod similar, animalele hrănite cu plante C3 și C4 au proporții diferite, de exemplu, bovinele domesticite (animale rumegătoare precum vacile și bivolii) hrănite cu hrană C4 (cum ar fi meiul) vor avea un raport izotop diferit față de animalele domestice mai mici precum capra, oaia. și porc care de obicei pasc și se dezvoltă pe plante C3. În plus, produsele lactate și carnea derivată de la bovine rumegătoare au rapoarte izotopice diferite din cauza diferenței de sinteza a grăsimilor în glanda lor mamară și țesutul adipos. Determinarea originii unui anumit acid gras identificat mai devreme se face prin analiza raporturilor izotopilor stabili ai carbonului. Tehnica spectrometriei de masă cromatografie gazoasă-combustie-raport izotopic (GC-C-IRMS) este utilizată pentru a analiza rapoartele izotopice ale acizilor grași identificați.
Importanța analizei raportului dintre izotopii stabili de carbon din reziduurile de lipide în studiile arheologice ale siturilor preistorice a fost demonstrată în 1999, când studiul sitului arheologic din Welsh Borderlands, Marea Britanie, a putut face o distincție clară între grăsimile de la nerumegătoare (de exemplu, porcine) și rumegătoare (de exemplu, ovine sau bovine).1. Această abordare ar putea oferi o dovadă concludentă a primei producții de lapte în Africa sahariana verde în mileniul al cincilea î.Hr. Africa de Nord era verde cu vegetație atunci, iar oamenii preistorici din Africa sahariană adoptaseră practici de producție a laptelui. Acest lucru a fost concluzionat pe baza valorilor δ13C și Δ13C ale acizilor alcanoici majori ai grăsimii din lapte identificați în ceramică.2. Analize similare au oferit cea mai timpurie dovadă directă a prelucrării și consumului produselor lactate de către societățile neolitice pastorale din Africa de Est3 și la începutul epocii fierului, nordul Chinei4.
În Asia de Sud, dovezile domesticirii datează din 7th mileniu î.Hr. Până la 4th mileniului î.Hr., animale domestice precum bovine, bivoli, capre, oi etc. au fost prezente în diferite situri din Valea Indusului. Au existat sugestii de utilizare a acestor animale în hrana pentru lactate și carne, dar nu există dovezi științifice concludente care să susțină punctul de vedere. Analiza izotopilor stabili a reziduului lipidic extras din bucăți ceramice colectate din Valea Indusului așezările oferă cele mai timpurii dovezi directe ale prelucrării produselor lactate în Asia de Sud5. Într-un alt studiu recent, mai elaborat, sistematic al reziduurilor de lipide din fragmentele de vase colectate din mai multe situri din Valea Indusului, cercetătorii au încercat să stabilească tipurile de alimente utilizate în vase. Analiza izotopilor a confirmat utilizarea grăsimilor animale în vase. Descoperirea științifică cheie a fost dominația grăsimilor nerumegătoare în vasele de gătit6 ceea ce presupune că animalele nerumegătoare (cum ar fi cal, porci, păsări, păsări, iepure etc.) au fost gătite în vase pe o perioadă lungă de timp și consumate ca hrană. Acest lucru contrazice o concepție susținută de mult timp (pe baza dovezilor faunistice) conform căreia animalele rumegătoare (cum ar fi bovine, bivoli, căprioare, capre etc.) au fost consumate ca hrană de oamenii din Valea Indusului.
Indisponibilitatea grăsimilor de referință moderne locale și posibilitatea de amestecare a plantelor și a produselor de origine animală sunt limitări ale acestui studiu. Pentru a depăși posibilele efecte rezultate din amestecarea produselor vegetale și animale și pentru o viziune holistică, analiza granulelor de amidon a fost încorporată în analizele reziduurilor de lipide. Acest lucru a sprijinit gătitul plantelor, cerealelor, legumelor etc. în vas. Acest lucru ajută la depășirea unora dintre limitări7.
***
Referinte:
- Dudd SN et al 1999. Dovezi pentru modelele variate de exploatare a produselor de origine animală în diferite tradiții preistorice de ceramică bazate pe lipidele conservate la suprafață și reziduurile absorbite. Journal of Archaeological Science. Volumul 26, Numărul 12, decembrie 1999, paginile 1473-1482. DOI: https://doi.org/10.1006/jasc.1998.0434
- Dunne, J., Evershed, R., Salque, M. şi colab. Prima producție de lapte în Africa sahariana verde în mileniul al cincilea î.Hr. Nature 486, 390–394 (2012). DOI: https://doi.org/10.1038/nature11186
- Grillo KM et al 2020. Dovezi moleculare și izotopice pentru lapte, carne și plante în sistemele alimentare preistorice ale păstorilor din Africa de Est. PNAS. 117 (18) 9793-9799. Publicat 13 aprilie 2020. DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.1920309117
- Han B., et al 2021. Analiza reziduurilor de lipide ale vaselor ceramice din situl Liujiawa din RuiState (începutul epocii fierului, nordul Chinei). Journal Of Quaternary Science (2022)37(1) 114–122. DOI: https://doi.org/10.1002/jqs.3377
- Chakraborty, KS, Slater, GF, Miller, H.ML. et al. Analiza izotopilor specifici compusului a reziduurilor de lipide oferă cele mai timpurii dovezi directe ale procesării produselor lactate în Asia de Sud. Sci Rep 10, 16095 (2020). https://doi.org/10.1038/s41598-020-72963-y
- Suryanarayan A., et al 2021. Reziduuri de lipide în ceramică din civilizația Indus din nord-vestul Indiei. Journal of Archaeological Science. Volumul 125, 2021,105291. DOI:https://doi.org/10.1016/j.jas.2020.105291
- García-Granero Juan José, et al 2022. Integrarea analizelor de cereale de lipide și amidon din vasele de ceramică pentru a explora căile alimentare preistorice din Gujarat de Nord, India. Frontiers in Ecology and Evolution, 16 martie 2022. Sec. Paleontologie . DOI: https://doi.org/10.3389/fevo.2022.840199
Bibliografie
- Irto A., et al 2022. Lipidele în ceramica arheologică: o revizuire a tehnicilor de extracție și eșantionare a acestora. Molecules 2022, 27(11), 3451; DOI: https://doi.org/10.3390/molecules27113451
- Suryanarayan, A. 2020. Ce se gătește în civilizația Indus? Investigarea alimentelor din Indus prin analiza reziduurilor de lipide ceramice (Teză de doctorat). Universitatea Cambridge. DOI: https://doi.org/10.17863/CAM.50249
- Suryanarayan, A. 2021. Prelegere – Lipid Residues in Pottery from the Indus Civilization. Disponibil la https://www.youtube.com/watch?v=otgXY5_1zVo
***
