Litskiljun og efnafræðileg samsætugreining á lípíðleifum í fornu leirmuni segja mikið um forna Matur venjur og matreiðsluvenjur. Á síðustu tveimur áratugum hefur þessi tækni verið notuð með góðum árangri til að afhjúpa forna Matur venjur á nokkrum fornleifasvæðum í heiminum. Vísindamenn hafa beitt þessari tækni nýlega á leirmuni sem safnað var frá mörgum fornleifasvæðum í Indus Valley siðmenningunni. Helsta vísindaniðurstaðan var ríkjandi fita sem ekki er jórturdýr í eldunarkerjunum sem gefur til kynna að dýr sem ekki eru jórturdýr (eins og hestar, svín, alifuglar, fuglar, kanínur, osfrv.) hafi verið soðin í kerunum yfir langan tíma. Þetta stangast á við þá skoðun sem lengi hefur verið haldið (byggt á sönnunargögnum dýra) að jórturdýr (eins og nautgripir, buffalo, dádýr o.s.frv.) hafi verið neytt sem Matur af Indusdalsfólki.
Fornleifauppgröftur á mikilvægum stöðum á síðustu öld gaf mikið af upplýsingum um menningu og venjur fornra manna. Hins vegar, að skilja mataræði og sjálfsþurftarvenjur sem tíðkuðust í forn forsögulegum samfélögum þar sem engar skriflegar heimildir voru gerðar, var áður á brekku vegna þess að ekki var mikið eftir af því sem var „matur“ vegna næstum algjörrar náttúrulegrar niðurbrots á Matur og lífsameindir. Á síðustu tveimur áratugum hafa staðlaðar efnafræðilegar aðferðir við litskiljun og sértæka efnagreiningu á hlutfalli stöðugra samsæta kolefnis slegið í gegn í fornleifarannsóknum sem gera vísindamönnum kleift að finna uppsprettur lípíða. Fyrir vikið hefur orðið mögulegt að rannsaka mataræði og framfærsluvenjur með sameinda- og samsætugreiningum á frásoguðum fæðuleifum út frá δ13C og Δ13C gildi.
Plöntur eru aðalframleiðendur matvæla. Flestar plöntur nota C3 ljóstillífun til að laga kolefni, þess vegna eru þær kallaðar C3 plöntur. Hveiti, bygg, hrísgrjón, hafrar, rúgur, kúabaunir, kassava, sojabaunir osfrv eru helstu C3 plönturnar. Þeir mynda grunninn Matur mannkynsins. C4 plöntur (eins og maís, sykurreyr, hirsi og sorghum) nota aftur á móti C4 ljóstillífun til að binda kolefni.
Kolefni hefur tvær stöðugar samsætur, C-12 og C-13 (þriðja samsætan C-14, er óstöðug þar af leiðandi geislavirk og er notuð til að aldursgreina lífræn fornleifafundir). Af tveimur stöðugum samsætum er léttari C-12 helst tekinn upp í ljóstillífun. Ljóstillífun er ekki algild; það er hlynnt því að festa C-12. Ennfremur taka C3 plöntur upp léttari C-12 samsætu meira en C4 plöntur gera. Bæði C3 og C4 plöntur mismuna þyngri C-13 samsætu en C4 plöntur mismuna ekki eins mikið og C3 plöntur. Í ljóstillífun eru bæði C3 og C4 plöntur hlynntar C-12 samsætu fram yfir C-13 en C3 plöntur hlynna C-12 meira en C4 plöntur. Þetta leiðir til mismunar á hlutfalli stöðugra samsæta kolefnis í C3 og C4 plöntum og í dýrum sem nærast á C3 og C4 plöntum. Dýr sem fóðrað er á C3 plöntum mun hafa meira af léttari samsætum en dýr sem fóðrað er á C4 plöntum sem þýðir að lípíð sameind með léttara samsætuhlutfall er líklegri til að vera upprunnin frá dýri sem fóðrað er á C3 plöntum. Þetta er hugmyndafræðilegur grundvöllur efnasambandssértækrar samsætugreiningar á lípíði (eða einhverri annarri lífsameind fyrir það efni) sem hjálpar til við að bera kennsl á uppsprettur lípíðleifa í leirmuni. Í hnotskurn hafa C3 og C4 plöntur mismunandi samsætuhlutfall kolefnis. δ13C gildið fyrir C3 plöntur er léttara á milli −30 og −23‰ en fyrir C4 plöntur er þetta gildi á milli −14 og −12‰.
Eftir útdrátt lípíðleifa úr sýnum af leirmuni er fyrsta lykilskrefið að aðskilja mismunandi lípíðefni með tækni gasskiljunar-massagreiningar (GC-MS). Þetta gefur lípíðskiljun af sýninu. Fituefni brotna niður með tímanum svo það sem við finnum venjulega í fornum sýnum eru fitusýrur (FA), sérstaklega palmitínsýra (C16) og sterínsýru (C18). Þannig hjálpar þessi efnagreiningartækni við að bera kennsl á fitusýrur í sýninu en hún gefur ekki upplýsingar um uppruna fitusýra. Nánar þarf að ganga úr skugga um hvort tiltekin fitusýra sem greind var í eldunarkerinu til forna sé upprunnin úr mjólkur- eða dýrakjöti eða plöntum. Fitusýruleifarnar í leirkerunum eru háðar því sem eldað var í kerinu til forna.
C3 og C4 plöntur hafa mismunandi hlutföll af stöðugum samsætum kolefnis vegna upptöku léttari C12 samsæta við ljóstillífun. Á sama hátt hafa dýr sem fóðruð eru á C3 og C4 plöntum mismunandi hlutföll, til dæmis mun tam nautgripi (jórturdýr eins og kýr og buffaló) sem eru fóðruð á C4 mat (eins og hirsi) hafa annað samsætuhlutfall en smærri tamdýr eins og geitur, kindur og svín sem venjulega beit og þrífst á C3 plöntum. Ennfremur hafa mjólkurafurðir og kjöt úr nautgripum jórturdýr mismunandi samsætuhlutföll vegna mismunar á nýmyndun fitu í mjólkurkirtlum þeirra og fituvef. Að ganga úr skugga um uppruna tiltekinnar fitusýru sem bent var á áður er gert með greiningu á hlutföllum stöðugra samsæta kolefnis. Tækni gasskiljunar-brennslu-samsætuhlutfalls massagreiningar (GC-C-IRMS) er notuð til að greina samsætuhlutföll auðkenndra fitusýra.
Sýnt var fram á mikilvægi hlutfallsgreiningar á stöðugum kolefnissamsætum í lípíðleifum í fornleifarannsóknum á forsögulegum stöðum árið 1999 þegar rannsókn á fornleifasvæðum í Wales Borderlands, Bretlandi, gat gert skýran greinarmun á fitu frá öðrum en jórturdýrum (td svínum) og Uppruni jórturdýra (td sauðfjár eða nautgripa).1. Þessi nálgun gæti veitt óyggjandi sönnun um fyrstu mjólkurframleiðslu í grænu Sahara-Afríku á fimmta árþúsundi f.Kr. Norður-Afríka var græn af gróðri þá og forsögulegt fólk í Afríku í Sahara hafði tekið upp mjólkuriðnað. Þetta var ályktað á grundvelli δ13C og Δ13C gildi helstu alkansýra mjólkurfitu sem greind eru í leirkerum2. Svipaðar greiningar veittu fyrstu beinu sönnunina um vinnslu og neyslu mjólkurafurða í nýaldarsamfélögum í austurhluta Afríku.3 og snemma á járnöld, norður Kína4.
Í Suður-Asíu eru vísbendingar um tamningu frá 7th árþúsund f.Kr. Fyrir 4th árþúsund f.Kr., tamdýr eins og nautgripir, buffalóar, geitur, kindur o.s.frv. voru til staðar á ýmsum stöðum í Indusdalnum. Það voru tillögur um nýtingu þessara dýra í mat fyrir mjólkurvörur og kjöt en engar óyggjandi vísindalegar sannanir til að styðja þá skoðun. Stöðug samsætugreining á lípíðleifum sem eru dregin úr keramikrifum sem safnað er úr Indus dalur byggðir gefa fyrstu beinu vísbendingar um mjólkurvinnslu í Suður-Asíu5. Í annarri nýlegri, vandaðri, kerfisbundinni rannsókn á lípíðleifum úr pottabrotum sem safnað var frá mörgum Indus-dalsstöðum, reyndu vísindamenn að finna tegund matvæla sem notuð voru í æðarnar. Samsætugreining staðfesti notkun dýrafitu í æðum. Lykilvísindaleg niðurstaða var ríkjandi fita sem ekki er jórturdýr í eldunarkerjunum6 sem gefur til kynna að dýr sem ekki eru jórturdýr (eins og hestar, svín, alifuglar, fuglar, kanínur osfrv.) hafi verið soðin í kerunum í langan tíma og neytt sem fæðu. Þetta stangast á við langa skoðun (byggt á sönnunargögnum dýra) um að jórturdýr (eins og nautgripir, buffalóar, dádýr, geitur o.s.frv.) hafi verið neytt sem fæða af Indusdalsmönnum.
Ótilboð á staðbundinni nútíma viðmiðunarfitu og möguleiki á blöndun plantna og dýraafurða eru takmarkanir þessarar rannsóknar. Til að vinna bug á hugsanlegum áhrifum af blöndun jurta- og dýraafurða, og fyrir heildræna sýn, var sterkjukornagreining felld inn í greiningu á fituleifum. Þetta studdi við eldun á plöntum, korni, belgjurtum osfrv í skipinu. Þetta hjálpar til við að sigrast á sumum takmörkunum7.
***
Tilvísanir:
- Dúddi SN et al 1999. Sönnunargögn fyrir mismunandi mynstrum nýtingar dýraafurða í mismunandi forsögulegum leirkerahefðum sem byggjast á lípíðum sem varðveitt eru í yfirborði og frásognum leifum. Journal of Archaeological Science. 26. bindi, 12. hefti, desember 1999, bls. 1473-1482. DOI: https://doi.org/10.1006/jasc.1998.0434
- Dunne, J., Evershed, R., Salque, M. o.fl. Fyrsta mjólkurvinnsla í grænni Sahara-Afríku á fimmta árþúsundi f.Kr. Náttúra 486, 390–394 (2012). DOI: https://doi.org/10.1038/nature11186
- Grillo KM et al 2020. Sameinda- og samsætuvísbendingar um mjólk, kjöt og plöntur í forsögulegum austur-Afríku hirðafóðurkerfum. PNAS. 117 (18) 9793-9799. Birt 13. apríl 2020. DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.1920309117
- Han B., et al 2021. Greining á fituleifum á keramikílátum frá Liujiawa staðnum í RuiState (snemma járnöld, norður Kína). Journal Of Quaternary Science (2022)37(1) 114–122. DOI: https://doi.org/10.1002/jqs.3377
- Chakraborty, KS, Slater, GF, Miller, H.ML. o.fl. Sértæk samsætugreining á lípíðleifum gefur fyrstu beinu vísbendingar um vinnslu mjólkurafurða í Suður-Asíu. Sci Rep 10, 16095 (2020). https://doi.org/10.1038/s41598-020-72963-y
- Suryanarayan A., et al 2021. Fituleifar í leirmuni frá Indus siðmenningunni í norðvestur Indlandi. Journal of Archaeological Science. 125. bindi, 2021,105291, XNUMX. DOI:https://doi.org/10.1016/j.jas.2020.105291
- García-Granero Juan José, et al 2022. Samþætting lípíð- og sterkjukornagreininga frá leirkerakerum til að kanna forsögulegar matvælaleiðir í Norður-Gujarat, Indlandi. Frontiers in Ecology and Evolution, 16. mars 2022. Sec. Steingervingafræði. DOI: https://doi.org/10.3389/fevo.2022.840199
Ritaskrá
- Irto A., et al 2022. Lipids in Archaeological Pottery: A Review on their Sampling and Extract Techniques. Molecules 2022, 27(11), 3451; DOI: https://doi.org/10.3390/molecules27113451
- Suryanarayan, A. 2020. Hvað er að elda í Indus-siðmenningunni? Rannsaka Indus mat með greiningu á keramikfituleifum (Doktorsritgerð). Háskólinn í Cambridge. DOI: https://doi.org/10.17863/CAM.50249
- Suryanarayan, A. 2021. Fyrirlestur – Lipid Residues in Pottery from the Indus Civilization. Fæst kl https://www.youtube.com/watch?v=otgXY5_1zVo
***
