Dovezi izotopice pentru dietele neanderthalienilor europeni și ale primelor persoane moderne PNAS
Editat de Richard G. Klein, Universitatea Stanford, Stanford, CA și aprobat la 23 iunie 2009 (primit pentru examinare 7 aprilie 2009)
Abstract
Raportăm aici despre dovezile izotopice directe pentru dietele umane neandertaline și timpurii moderne din Europa. Metodele izotopice indică sursele de proteine dietetice de-a lungul multor ani de viață și arată că neanderthalienii au avut o dietă similară de-a lungul timpului (20120.000 până la ≈37.000 cal BP) și în diferite regiuni ale Europei. Dovezile izotopice indică faptul că, în toate cazurile, neanderthalienii au fost carnivori de nivel superior și au obținut toată, sau cea mai mare parte, din proteinele lor alimentare de la erbivore mari. În schimb, primii oameni moderni (~ 40.000 până la ~ 27.000 cal BP) au prezentat o gamă mai largă de valori izotopice, iar un număr de indivizi au avut dovezi privind consumul de resurse acvatice (marine și de apă dulce). Acest model include Oase 1, cel mai vechi om modern datat direct din Europa (~ 40.000 cal BP) cu cea mai mare valoare a izotopului de azot dintre toți oamenii studiați, probabil din cauza consumului de pește de apă dulce. Deoarece Oase 1 s-a apropiat în timp de ultimii neandertalieni, aceste date pot indica o schimbare dietetică semnificativă asociată cu dinamica populației în schimbare a apariției umane moderne în Europa.
Analiza izotopică.
Raporturile de izotop stabil de carbon și azot ale colagenului osos uman la adulți sunt indicatori ai principalelor surse de proteine alimentare consumate de-a lungul mai multor ani (20, 21). Rapoartele izotopilor de carbon (valori δ 13 C) pot indica dacă sursa proteinelor alimentare provine din resurse marine sau din resursele terestre (22, 23), deoarece există o schimbare de ≈7 per mil (‰) între bicarbonatul oceanic dizolvat și dioxidul de carbon atmosferic (principalele surse respective de carbon pentru plantele din fiecare ecosistem) (24, 25). Prin urmare, consumatorii exclusiv marini, cum ar fi focile, au valori de C 13 C de –12 ± 1 ‰, iar această valoare este relativ constantă în întreaga lume, inclusiv în oceanele din jurul Europei (26). Consumatorii terestri au valori de δ 13 C apropiate de –20 ± 2 ‰, în funcție de regiune (27). Organismele din ecosistemele de apă dulce au în general valori de carbon similare valorilor terestre, dar aceste valori sunt foarte variabile, deoarece carbonul dizolvat în râuri și lacuri poate proveni din multe surse geologice cu raporturi diferite de izotopi de carbon (27, 28). Valorile izotopilor de carbon pot fi, de asemenea, utilizate pentru a discrimina consumul de plante fotosintetice C3 și C4 (29); cu toate acestea, nu au existat plante C4 comestibile în Europa în timpul Pleistocenului târziu.
Rezultate
Valorile izotopului neanderthalian.
În prezent există valori de 13 δ 13 C și δ 15 N pentru neandertalieni adulți europeni [Fig. 1 și informații justificative (SI) Tabelul S1]. Acești neanderthalieni au vârsta cuprinsă între 120.000 BP (Scladina) și 37.000 Cal BP (Vindija), dar majoritatea au 13 C = –19.1 ‰, δ 15 N = 12.9 ‰) (41).
Valorile izotopului de carbon și azot al colagenului osos de la neanderthalieni și de la primii oameni moderni din Europa. Erorile la măsurătorile izotopului sunt de obicei ± 0,2 ‰ atât pentru δ 13 C, cât și pentru δ 15 N.
Valorile izotopului de carbon pentru toți neanderthalienii (vezi Fig. 1 și tabelul S1) sunt toate valorile 13 C, 12 - 12 ± 1 ‰) au fost consumate în cantități semnificative de acești neanderthalieni, dintre care puțini se aflau în imediata apropiere la linii de coastă.
Din cauza valorilor izotopului faunistic potențial fluctuant în această perioadă de timp [pentru care nu avem datele faunistice de bază pe care le facem pentru perioadele ulterioare (34)], nu putem compara direct aceste valori ale izotopului azotului neanderthalian . Cu toate acestea, în fiecare analiză în care neanderthalienii au fost comparați cu valorile izotopului faunistic contemporan din același sit sau din siturile adiacente contemporane, concluziile au fost aceleași. Fiecare neandertalian a avut aproximativ 15 N valori care au fost de 3 până la 5 ‰ mai mari decât ierbivorele contemporane și similare carnivorelor (sau, în unele cazuri, ușor mai mari). În fiecare studiu, autorii au ajuns la concluzia că neanderthalienii erau carnivore de nivel superior și că principala lor sursă de proteine erau erbivorele mari.
Valorile timpurii ale izotopului uman modern.
Există 14 oameni moderni din paleoliticul superior european mai devreme (timpuriu și mediu) (MIS 3) care au valori ale izotopilor de carbon și 10 care au atât valori ale izotopilor de carbon, cât și azot (vezi Fig. 1, Tabelul S2). Omul modern Oase 1 este cel mai vechi om modern datat direct din Europa [~ 40.000 cal BP (42)] și singurul din studiul nostru care se suprapune în timp cu neanderthalienii. Ceilalți oameni moderni timpurii din paleoliticul timpuriu până la mijlocul-superior cu valori izotopice datează între ~ 34.000 și ~ 27.000 cal BP și sunt (sau sunt probabil) asociați cu tehnologia aurignaciană târzie sau mai ales gravettiană.
Date despre izotopii de carbon și azot pentru fauna Oase 1 umană și fauna asociată, preluate de la Trinkaus și colab. (4) și prezentul studiu. Erorile la măsurătorile izotopului sunt de obicei ± 0,2 ‰ atât pentru δ 13 C, cât și pentru δ 15 N.
Valorile colagenului osos δ 13 C ale neanderthalienilor datate direct cu radiocarbon și ale primilor oameni moderni comparativ cu valorile medii δ 13 C ale erbivorelor datate direct cu radiocarbon din Europa de Nord (34) în perioada 50.000 - 20.000 cal BP.
Ceilalți oameni moderni timpurii au cu toții valori 15 13 C valori 15 N, la sau peste valorile neandertaliene cele mai mari. Pentru a interpreta cel mai bine aceste valori umane ridicate δ 15 N, acestea ar trebui comparate cu rămășițele faunistice asociate. Cu toate acestea, spre deosebire de neandertalieni, foarte puțini dintre acești oameni au valori asotopice faunistice asociate. Această situație se datorează parțial naturii descoperirii și excavării lor, deoarece multe dintre ele provin din înmormântări deliberate, nu au fost găsite în asociere cu fauna și au fost excavate în secolul al XIX-lea sau începutul secolului al XX-lea fără rămășițe faunice asociate sau au date izotopice din datare directă cu radiocarbon. Din păcate, spre deosebire de valorile δ 13 C, nu putem utiliza valorile medii faunistice δ 15 N în studiile faunei datate direct cu radiocarbon din această perioadă, deoarece aceste date provin exclusiv din Europa de Nord și, prin urmare, nu pot fi comparate cu oamenii din sud și Europa de Est (contra ref. 46). Cu toate acestea, un grafic al acestor date faunistice δ 15 N cu valorile umane (Fig. 4) nu prezintă nicio schimbare consecventă între familiile de mamifere în medie valori δ 15 N.