Про мясо, падаль, вершки и корешки в диете двуногих
* Австралопитек анамский (лат. Australopithecus anamensis). Реконструкция Олега Осипова.
ИсторическоЭволюционный экскурс в формирование диетических привычек современного человека и его предков. По сути это краткий пересказ шикарной серии статей Александра Соколова "Падаль, осока, древесная кора… Палеодиета как она есть. Часть I, II, III" (и снова, спасибо проекту ХХ2век). Кстати там же, в конце каждой из статей, есть очень много ссылок на источники, т.е. всем любопытным советую по изучать.
Вегетарианцам и мясоедам посвящается ...
Подходы (список неполный, методов намного больше) используемые археологами и антропологами, для реконструкции древнего меню человека (ну и/или его предков):
- изучение строения и размеров жевательного аппарата, в том числе, путем сопоставления с современными животными, чей рацион известен. К сожалению, эта методика позволяет определить «тип питания», но не конкретный рацион;
- изучение археологических находок на древних стоянках - прежде всего, орудия и кости животных (их изучает зооархеология). Правда, по орудиям далеко не всегда можно понять, как их использовали, например, на костях животных не так просто распознать следы человеческой деятельности - отметины от орудий; происхождение отметин нужно ещё доказать;
- химический анализ: химические элементы, которые мы получаем с пищей, накапливаются в нашем организме, в том числе в костях и в зубах, например, по содержанию стронция (Sr), бария (Ba) и кальция (Ca) можно выяснить, какие ресурсы преобладали в рационе - растительные или животные. Показано, что для хищников характерны низкие значения Ba/Ca, у листоядных относительно мало Sr и много Ca, а если животное потребляет много злаков - у него будут высокими и Sr/Ca и Ba/Ca.
- изотопный анализ: по содержанию в эмали зубов стабильных изотопов углерода 13C и 12C можно различать животных, питавшихся преимущественно травянистыми или древесными растениями, изотопы углерода из растений попадают в кости и зубы тех животных, которые данные растения поедают (и в том числе и тех хищников, которые питались этими животными) - и накапливаются там. Существует несколько путей, по которым в растениях осуществляется фотосинтез. Деревья и кустарники используют т. н. C3-путь (цикл Кальвина). Но, некоторые травянистые растения, произрастающие в саваннах и пустынях - такие, как травы и осоки - используют другой тип фотосинтеза - C4 (цикл Хетча - Слэка). Содержание 13C у них иное, более высокое. Поэтому относительное содержание изотопов углерода 13C и 12C (обозначается δ13C) в некотором ископаемом зубе расскажет нам о рационе обладателя этого зуба. Минус этого метода, состоит в том, что анализ стабильных изотопов углерода не позволяет определять, кто перед нами - растительноядное животное, хищник, или всеядное, употребляющее в пищу как растения, так и мясо.
- микроизнос зубов: характер износа зубов млекопитающих существенным образом зависит от особенностей их питания. Например, если животное грызёт твёрдую пищу (например, орехи, семена, кости), то основные усилия приходятся на, так сказать, «раздавливание» - в этом случае поверхность зубов постепенно покрывается микроуглублениями, которые расположены хаотически, образуя довольно сложную картину; если же пища мягкая, но вязкая - основные усилия приходятся на её перетирание, при котором зубы движутся параллельно друг другу - в этом случае на эмали образуется множество параллельных бороздок.
- зубной камень: в состав зубного камня, образующегося при участии бактерий, входят некоторые части поглощаемых продуктов. Поэтому зубной камень на зубах ископаемых гоминидов - ценный источник сведений об их диете. В частности, при поедании растений в зубном камне накапливаются, а потом тысячелетиями могут сохраняться микроскопические гранулы крахмала и фитолиты (неорганические структуры, состоящие из кварца или оксалата кальция). Состав фитолитов, а также форма гранул крахмала различны в зависимости от того, к останкам каких растений они относятся. Мы можем узнать даже, какой обработке пища подвергалась: варёные гранулы крахмала отличаются от жареных или от сырых.
- анализ современных и древних ДНК, из ископаемых останков: там, где это возможно сделать - может рассказать нам о том, к употреблению каких ресурсов носитель этой ДНК был приспособлен. (См. подробней, например: http://antropogenez.ru/article/293/). У человеческих популяций, имеющих специфические пищевые традиции, чаще встречаются аллели соответствующих генов, отвечающие за усвоение, например, большого количества животных жиров (как у ряда северных народов), или за расщепление молочного сахара - лактозы (как у скотоводов, традиционно употребляющих значительное количество молока).
- копролиты (окаменевшие фекалии древних животных): химический состав копролитов, микроструктура, содержащиеся в них частицы органического происхождения - отличный источник сведений, напрямую из доисторических кишечников.
- заболевания и патологии: тоже могут поведать о том, что употребляли (и чем злоупотребляли) в древности. Кстати классический «маркер пищевого стресса» - кариес. Развитие этой напасти связывают с поеданием вязкой пищи, богатой углеводами и долго остающейся на зубах.
САХЕЛАНТРОП ИЛИ АРДИПИТЕК
Древнейшие прямоходящие, такие как сахелантроп или ардипитек, населявшие африканские редколесья и появившиеся более 7 млн лет назад, вели полудревесный образ жизни. У них коренные зубы меньше и эмаль тоньше, чем у более поздних австралопитеков. Их рацион питания состоял главным образом из фруктов, молодой листвы и т.п. мягкой растительной пищи. Современные методы эту гипотезу подтверждают (так анализ содержания в зубах ардипитека стабильных изотопов углерода, свидетельствует о том, что более 90% пищевых ресурсов ардипитек как и его потомок, анамский австралопитек, получали от древесных растений. Характер микроизноса зубов анамцев свидетельствует о мягкой пище - вероятно, это были какие-то плоды и побеги).
АВСТРАЛОПИТЕКИ
Австралопитеки грацильные - это, скажем так, более "продвинутые" потомки ранних гоминид, перешедшие к жизни в саваннах и, судя по их анатомии, уже полностью, без оговорок, прямоходящие. У австралопитеков, пока еще не было ни мощных жевательных зубов, ни, вероятно, соответствующей пищеварительной системы.
Австралопитеки Южной Африки употребляли в пищу не только древесную листву и плоды, но и значительное количество ресурсов саванны (вероятно, траву и осоку).
Результаты изотопного анализа, 20 зубов афарских австралопитеков из Эфиопии, возрастом от 3,4 до 2,9 миллионов лет назад, показали, что в рационе афаренсисов заметную роль играли растения саванн (в среднем 22%, но с разбросом от 0 до 69%). Судя по всему, афарцы подстраивали свои пищевые пристрастия под условия среды. Пища австралопитеков могла включать - в зависимости от сезона - семена, корневища, клубни, а возможно, термитов, небольших животных и даже свежую падаль.
В рационе ещё одного австралопитека - бахр-эль-газальского (лат. Australopithecus bahrelghazali), жившего на территории республики Чад, саванные растения занимали до 80% - больше, чем даже у павианов, и примерно столько же, сколько у лошадей или слонов.
Вероятно, что пища тех же южноафриканских австралопитеков (ввиду обнаруженной у них «внутри-зубной» изменчивости соотношений Sr/Ca и Ba/Ca) представляла собой комбинацию двух разнородных компонентов: сочетание листьев и плодов, в которых много стронция и мало бария, и мяса, в котором мало и того и другого, как раз может дать наблюдаемый эффект. Возможно, в зависимости от сезона, когда тот или иной ресурс скудел, австралопитеки переходили с растительной пищи на мясную и обратно.
Массивные австралопитеки или парантропы. Эти существа, возникшие в Африке примерно 2,5 млн. лет назад «на базе грацильных австралопитеков», более миллиона лет составляли конкуренцию древнейшим людям, причём поначалу очень успешно - судя по тому, что их останков в Африке найдено больше, чем ранних Homo, наших прямых предков. Визитная карточка парантропов - мощные челюсти с огромными жевательными зубами, словно созданные для пережёвывания большого количества растительной пищи.
ДРЕВНЕЙШИЕ Homo
Зубы и челюсти первых людей - ранних Homo - меньше, зубная эмаль тоньше, череп в целом легче, чем у австралопитеков. Увеличившийся мозг хабилисов указывает на употребление высококалорийной пищи (для обеспечения мозга энергией). Использование орудий позволяло древнейшим представителям человеческого рода добывать широкий диапазон пищевых ресурсов (в том числе, мясо).
Анализ состава костных останков - видовую принадлежность добычи, её пол и возраст, ученые сравнивали полученную информацию со сведениями о современных хищных животных, и проведя подобные сравнения для находок в знаменитом Олдувайском ущелье, учёные пришли к выводу, что хабилисы, добывали мясо, скорее именно охотой (а не играли скромную роль дневного падальщика, подбирая объедки со стола хищных животных или даже отбирая у них добычу), причём охотой из засады.
ЧЕЛОВЕК ПРЯМОХОДЯЩИЙ И ЧЕЛОВЕК ГЕЙДЕЛЬБЕРГСКИЙ (питекантроп, Homo erectus)
Обилие костей животных на стоянках Homo erectus и особенно его прямого потомка - гейдельбергского человека, свидетельствует о том, что мясо достаточно плотно вошло в рацион данного вида человека (например, в Олдувае найден целый скелет слона, которого, вероятно, загнали в болото, там забили и съели; в Германии, на знаменитом памятнике Шёнинген, была обнаружена огромная свалка лошадиных костей (которая может свидетельствовать о "бойне" случившейся 400 тысяч лет назад: кто-то методично выбил целый табун).
И между прочим, далеко не на всех стоянках гейдельбергских людей, даже тех, что были обитаемы в течение тысячелетий, обнаружены следы огня. Т.е. нередко мясо поедалось в необработанном огнем виде, возможно что и просто в сыром.
Новые данные (2010 год) химического анализа зубного камня людей Кесема, выявили следы растительных жиров, содержащихся в семенах (подозреваются фисташки, семена льна или, более вероятно, сосны), гранулы крахмала, пыльцы, грибные споры, частицы древесного угля.
Характер износа зубной эмали у Homo erectus варьирует в существенно более широких пределах, чем у их предшественников - хабилисов. Это говорит о бо́льшем разнообразии рациона, включавшего и довольно твёрдые, и вязкие продукты. По данным с таких европейских памятников нижнего палеолита, как Араго и Сима де лос Уэсос, в меню людей этой эпохи, помимо мяса, могли входить и семена, и орехи, и клубни.
НЕАНДЕРТАЛЬЦЫ
Несмотря на то, что европейских неандертальцев слишком часто изображают исключительно плотоядными, специализированными сверх-хищниками, питавшимися мясом крупных млекопитающих - мамонтов, носорогов и т.д., последние находки свидетельствуют о том, что их рацион был достаточно разнообразен.
Т.е. мясо они конечно употребляли и в немалых количествах (так проведенный в 2005-2008 годы изотопный анализ костей европейских неандертальцев, указали на высокий трофический уровень, который занимали неандертальцы в своих экосистемах. Видом, наиболее близким к человеку по показателям накопления изотопов азота и углерода оказались гиены. При аналогичном исследовании, проведённом для неандертальцев из Виндии (Хорватия), наиболее близким видом стал волк. Для неандертальцев из Жонзака (Южная Франция) - пещерный медведь), но помимо мясной пищи, были обнаружены следы и растительных источников (семена растений, плоды бобовых и фисташковых, прочие орехи):
Более того, изучение зубного камня неандертальцев (в Шанидаре изучали зубы пожилого неандертальца Шанидар 3), позволило обнаружить гранулы крахмала, по строению идентичные гранулам из современного ячменя. Сравнительный анализ показал, что 42% гранул по форме очень похожи на ВАРЁНЫЕ В ВОДЕ. Кроме того, в зубном камне шанидарских неандертальцев выявлены следы плодов финиковых пальм и бобовых. В зубном камне бельгийских неандертальцев, нашли большое количество гранул крахмала, относящихся к корневищам водяных лилий (кувшинок).
А изучение поверхности местных орудий (согласно опубликованным в 2013 году результатам исследования), найденных на стоянке Абри ду Марас (Франция, 90 тысяч лет назад). позволило обнаружить споры шампиньонов, фрагменты волос кролика, птичьи перья и крошечные частички, похожие на рыбью чешую.
Химический анализ копролитов, европейских неандертальцах (5 неандертальских какашек выкопали в Эль-Салте, Испания - неандертальской стоянке, датированной возрастом от 61 до 45 тысяч лет), выявил высокое содержание липидов: копростанола и его производных (это в том числе свидетельствует и об употреблении мяса), а также заметное количество 5β-стигмастанола (в одном из пяти образцов), что однозначно связано с поеданием растительной пищи (5β-стигмастанол - продукт распада фитостерола).
КРОМАНЬОНЦЫ
Наши непосредственные предки - древние Homo sapiens, появившиеся в Африке в то время, когда ранние неандертальцы осваивали евразийские просторы.
Состав «кухонных отбросов» с южноафриканских стоянок Клазиес Ривер (100-120 тыс. лет) и Бордер Кейв (130 тыс. лет) свидетельствует об очень разнообразном охотничьем меню - с останками антилоп тут соседствуют кости дельфинов, раковины моллюсков и другие ресурсы, которыми была богата прибрежная территория. Изучение других стоянок, в том числе кроманьонских памятников Европы, показало, что наши предки и в более поздние времена старались максимально разнообразить свой рацион, избегая специализаций. Свидетельства археологических раскопок, подтверждаются и данными изотопного анализа. Так (по данным, приводим Марией Добровольской, известного антрополога, в своей книге «Человек и его пища»), содержание стабильных изотопов 13С и 15N в останках европейцев верхнего палеолита говорит о широком диапазоне животных, употребляемых в пищу, в том числе водных (мясо наземных позвоночных, тюлень, рыба, водоплавающие птицы).
К сожалению, о растительном компоненте кроманьонского меню известно, к сожалению, чуть ли не меньше, чем про аналогичную часть рациона неандертальцев (это кстати к теме, что человек не хищник и есть должен только растительные источники пищи) - однако здравый смысл подсказывает, что редкий человек разумный (если он разумный) при случае отказался бы от вкусных ягод или питательных бобов. Косвенное подтверждение этому - факт, что на скелетах европейских кроманьонцев мы не видим следов нехватки витамина C (по-простому такое заболевание называется «цинга»). Откуда получать витамин C, как не из растений?
В дополнение к вышесказанному, информационный поток вынес на поверхность, ссылку на исследование (DeAnna E. Beasley , Amanda M. Koltz, Joanna E. Lambert, Noah Fierer, Rob R. Dunn. The Evolution of Stomach Acidity and Its Relevance to the Human Microbiome. Published: July 29, 2015DOI: 10.1371/journal.pone.0134116), в котором ученые проанализировали данные о диетических пристрастиях и кислотности желудочного сока ряда птиц и млекопитающих (спасибо Олегу Терну, за ссылку на исследование в healthlabs.ru).
Так вот, кислотность желудочного сока у людей оказывается выше, чем у травоядных; и даже выше, чем у хищников и фактически характерна для группы падальщиков (высокая кислотность желудочного сока у хищников связана с необходимостью переваривать большое количество белка в диете, основанной на мясе; у травоядных кислотность существенно ниже; а падальщиков, кислотность желудочного сока одна из самых высоких, выше чем у хищников), по мнению ученых, повышенная кислотность желудочного сока у людей (ну и падальщиков :) ), защищает от пищевых инфекций и заселения кишечника патогенной микрофлорой, что, по-видимому, и закрепилось в результате эволюции. Но как бы не сопротивлялись приверженцы растительноятсва, мясо человек и его предки ел, ест и (скорее всего) будет продолжать есть, по крайней мере все необходимые эволюционные механизмы у нас имеются.
И да, исследователи отмечают, что нет достаточно данных, чтобы делать выводы, о том, что диета древних людей, состояла из падали в большей степени, чем мы привыкли думать, в числе прочих возможно, такая эволюционная адаптация, возникла и как в результате употребления и падали, и ввиду более высоких рисков микробных отравлений по другим причинам, например, передача возбудителей фекально-оральным путем. Также ученые отмечают, что недоношенные младенцы и пожилые люди, имеют более низкую кислотность желудочного сока и склонны к бактериальным инфекциям в желудке и кишечнике.