Η χρωματογραφία και η ειδική ανάλυση ισοτόπων για τα λιπίδια στην αρχαία κεραμική λένε πολλά για την αρχαία τροφή συνήθειες και γαστρονομικές πρακτικές. Τις τελευταίες δύο δεκαετίες, αυτή η τεχνική έχει χρησιμοποιηθεί με επιτυχία για την αποκάλυψη αρχαίων τροφή πρακτικές αρκετών αρχαιολογικών χώρων στον κόσμο. Οι ερευνητές εφάρμοσαν αυτή την τεχνική πρόσφατα σε αγγεία που συλλέχθηκαν από πολλούς αρχαιολογικούς χώρους του πολιτισμού της κοιλάδας του Ινδού. Το βασικό επιστημονικό εύρημα ήταν η κυριαρχία των μη μηρυκαστικών λιπών στα δοχεία μαγειρέματος που υποδηλώνει ότι τα μη μηρυκαστικά ζώα (όπως άλογο, χοίροι, πουλερικά, πτηνά, κουνέλι κ.λπ.) μαγειρεύονταν στα δοχεία για μεγάλο χρονικό διάστημα. Αυτό έρχεται σε αντίθεση με τη μακροχρόνια άποψη (βασισμένη σε στοιχεία πανίδας) ότι τα μηρυκαστικά ζώα (όπως βοοειδή, βουβάλια, ελάφια κ.λπ.) καταναλώνονταν ως τροφή από ανθρώπους της κοιλάδας του Ινδού.
Οι αρχαιολογικές ανασκαφές σημαντικών τοποθεσιών τον περασμένο αιώνα παρείχαν πολλές πληροφορίες για τον πολιτισμό και τις πρακτικές των αρχαίων ανθρώπων. Ωστόσο, η κατανόηση των διατροφικών πρακτικών και των πρακτικών διαβίωσης που επικρατούσαν στις αρχαίες προϊστορικές κοινωνίες χωρίς γραπτά αρχεία ήταν ένα δύσκολο έργο, επειδή δεν είχαν απομείνει πολλά από αυτά που αποτελούσαν «τροφή» λόγω σχεδόν πλήρους φυσικής υποβάθμισης του τροφή και βιομόρια. Τις τελευταίες δύο δεκαετίες, οι τυπικές χημικές τεχνικές της χρωματογραφίας και η ειδική ανάλυση της αναλογίας των σταθερών ισοτόπων άνθρακα έχουν εισχωρήσει στις αρχαιολογικές μελέτες δίνοντας τη δυνατότητα στους ερευνητές να εντοπίσουν τις πηγές λιπιδίων. Ως αποτέλεσμα, κατέστη δυνατή η διερεύνηση των πρακτικών διατροφής και διαβίωσης χρησιμοποιώντας μοριακές και ισοτοπικές αναλύσεις απορροφημένων υπολειμμάτων τροφίμων με βάση τις τιμές δ13C και Δ13C.
Τα φυτά είναι οι κύριοι παραγωγοί τροφίμων. Τα περισσότερα φυτά χρησιμοποιούν τη φωτοσύνθεση C3 για να σταθεροποιήσουν τον άνθρακα, επομένως ονομάζονται φυτά C3. Το σιτάρι, το κριθάρι, το ρύζι, η βρώμη, η σίκαλη, το μπιζέλι, η μανιόκα, η σόγια κ.λπ. είναι τα κύρια φυτά C3. Αποτελούν το βασικό στοιχείο τροφή της ανθρωπότητας. Τα φυτά C4 (όπως το καλαμπόκι, το ζαχαροκάλαμο, το κεχρί και το σόργο) από την άλλη πλευρά, χρησιμοποιούν φωτοσύνθεση C4 για στερέωση άνθρακα.
Ο άνθρακας έχει δύο σταθερά ισότοπα, το C-12 και το C-13 (το τρίτο ισότοπο C-14, είναι ασταθές, επομένως ραδιενεργό και χρησιμοποιείται για χρονολόγηση οργανικές αρχαιολογικά ευρήματα). Από τα δύο σταθερά ισότοπα, το ελαφρύτερο C-12 προσλαμβάνεται κατά προτίμηση στη φωτοσύνθεση. Η φωτοσύνθεση δεν είναι καθολική. ευνοεί τη σταθεροποίηση του C-12. Επιπλέον, τα φυτά C3 προσλαμβάνουν ελαφρύτερο ισότοπο C-12 περισσότερο από τα φυτά C4. Και τα δύο φυτά C3 και C4 κάνουν διακρίσεις έναντι του βαρύτερου ισοτόπου C-13, αλλά τα φυτά C4 δεν κάνουν τόσο μεγάλες διακρίσεις όσο τα φυτά C3. Αντιθέτως, στη φωτοσύνθεση, τόσο τα φυτά C3 όσο και C4 ευνοούν το ισότοπο C-12 έναντι του C-13, αλλά τα φυτά C3 ευνοούν το C-12 περισσότερο από τα φυτά C4. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα διαφορές στην αναλογία σταθερών ισοτόπων άνθρακα στα φυτά C3 και C4 και σε ζώα που τρέφονται με φυτά C3 και C4. Ένα ζώο που τρέφεται με φυτά C3 θα έχει περισσότερα ελαφρύτερα ισότοπα από ένα ζώο που τρέφεται με φυτά C4 που σημαίνει ότι ένα μόριο λιπιδίου με ελαφρύτερη αναλογία ισοτόπων είναι πιο πιθανό να προέρχεται από ένα ζώο που τρέφεται με φυτά C3. Αυτή είναι η εννοιολογική βάση της ειδικής ανάλυσης ισοτόπων της ένωσης του λιπιδίου (ή οποιουδήποτε άλλου βιομορίου για αυτό το θέμα) που βοηθά στον εντοπισμό πηγών υπολειμμάτων λιπιδίων στην κεραμική. Με λίγα λόγια, τα φυτά C3 και C4 έχουν διαφορετικές αναλογίες ισοτόπων άνθρακα. Η τιμή δ13C για τα φυτά C3 είναι ελαφρύτερη μεταξύ −30 και −23‰ ενώ για τα φυτά C4 αυτή η τιμή είναι μεταξύ −14 και −12‰.
Μετά την εκχύλιση των λιπιδικών υπολειμμάτων από τα δείγματα των αγγείων, το πρώτο βασικό βήμα είναι ο διαχωρισμός διαφορετικών λιπιδικών συστατικών με τη χρήση της τεχνικής της Αέριας χρωματογραφίας-φασματοσκοπίας μάζας (GC-MS). Αυτό δίνει ένα λιπιδικό χρωματογράφημα του δείγματος. Τα λιπίδια αποικοδομούνται με την πάροδο του χρόνου, έτσι αυτό που συνήθως βρίσκουμε σε αρχαία δείγματα είναι τα λιπαρά οξέα (FA), ειδικά το παλμιτικό οξύ (C16) και στεατικό οξύ (C18). Έτσι, αυτή η τεχνική χημικής ανάλυσης βοηθά στην αναγνώριση των λιπαρών οξέων στο δείγμα, αλλά δεν δίνει πληροφορίες για την προέλευση των λιπαρών οξέων. Πρέπει να εξακριβωθεί περαιτέρω εάν ένα συγκεκριμένο λιπαρό οξύ που εντοπίστηκε στο αρχαίο μαγειρικό σκεύος προερχόταν από γαλακτοκομικά ή ζωικά κρέατα ή φυτά. Τα υπολείμματα λιπαρών οξέων στα αγγεία εξαρτώνται από το τι μαγειρεύονταν στο σκεύος στην αρχαιότητα.
Τα φυτά C3 και C4 έχουν διαφορετικές αναλογίες σταθερών ισοτόπων άνθρακα λόγω της προτιμησιακής πρόσληψης ελαφρύτερου ισοτόπου C12 κατά τη φωτοσύνθεση. Ομοίως, τα ζώα που τρέφονται με φυτά C3 και C4 έχουν διαφορετικές αναλογίες, για παράδειγμα, τα εξημερωμένα βοοειδή (μηρυκαστικά όπως αγελάδα και βουβάλι) που τρέφονται με τροφή C4 (όπως κεχρί) θα έχουν διαφορετική αναλογία ισοτόπων από τα μικρότερα εξημερωμένα ζώα όπως κατσίκα, πρόβατα και γουρούνι που συνήθως βόσκουν και ευδοκιμούν σε φυτά C3. Επιπλέον, τα γαλακτοκομικά προϊόντα και το κρέας που προέρχεται από βοοειδή μηρυκαστικών έχουν διαφορετικές αναλογίες ισοτόπων λόγω των διαφορών στη σύνθεση των λιπών στον μαστικό αδένα και στον λιπώδη ιστό τους. Η εξακρίβωση της προέλευσης ενός συγκεκριμένου λιπαρού οξέος που προσδιορίστηκε νωρίτερα γίνεται μέσω ανάλυσης αναλογιών σταθερών ισοτόπων άνθρακα. Η τεχνική της φασματομετρίας μάζας αναλογίας αερίου-χρωματογραφίας καύσης-ισότοπου (GC-C-IRMS) χρησιμοποιείται για την ανάλυση των αναλογιών ισοτόπων των ταυτοποιημένων λιπαρών οξέων.
Η σημασία της ανάλυσης αναλογιών σταθερών ισοτόπων άνθρακα σε υπολείμματα λιπιδίων σε αρχαιολογικές μελέτες προϊστορικών τοποθεσιών καταδείχθηκε το 1999 όταν η μελέτη του αρχαιολογικού χώρου στο Welsh Borderlands, UK, μπόρεσε να κάνει σαφή διάκριση μεταξύ λιπών από μη μηρυκαστικά (π.χ. χοίρος) και προέλευση μηρυκαστικών (π.χ. προβατοειδών ή βοοειδών).1. Αυτή η προσέγγιση θα μπορούσε να παράσχει οριστική απόδειξη της πρώτης γαλακτοπαραγωγής στην πράσινη Αφρική της Σαχάρας την πέμπτη χιλιετία π.Χ. Η Βόρεια Αφρική ήταν τότε πράσινη με βλάστηση και οι προϊστορικοί Αφρικανοί της Σαχάρας είχαν υιοθετήσει γαλακτοκομικές πρακτικές. Αυτό συνήχθη με βάση τις τιμές δ13C και Δ13C των κύριων αλκανοϊκών οξέων του λίπους γάλακτος που εντοπίστηκαν σε αγγεία2. Παρόμοιες αναλύσεις παρείχαν την πρώτη άμεση απόδειξη της επεξεργασίας και κατανάλωσης γαλακτοκομικών προϊόντων από ποιμενικές νεολιθικές κοινωνίες στην ανατολική Αφρική3 και στην πρώιμη εποχή του σιδήρου, στη βόρεια Κίνα4.
Στη Νότια Ασία, τα στοιχεία εξημέρωσης χρονολογούνται από τον 7ο αιώναth χιλιετία π.Χ. Μέχρι 4th χιλιετία π.Χ., εξημερωμένα ζώα όπως βοοειδή, βουβάλια, κατσίκες, πρόβατα κ.λπ. υπήρχαν σε διάφορες τοποθεσίες της κοιλάδας του Ινδού. Υπήρχαν προτάσεις για τη χρήση αυτών των ζώων σε τροφή για γαλακτοκομικά προϊόντα και κρέας, αλλά δεν υπάρχουν οριστικά επιστημονικά στοιχεία που να υποστηρίζουν την άποψη. Σταθερή ανάλυση ισοτόπων υπολειμμάτων λιπιδίων που εκχυλίστηκαν από κεραμικά θραύσματα που συλλέχθηκαν από Κοιλάδα Ινδού Οι οικισμοί παρέχουν τις πρώτες άμεσες ενδείξεις επεξεργασίας γαλακτοκομικών προϊόντων στη Νότια Ασία5. Σε μια άλλη πρόσφατη, πιο περίπλοκη, συστηματική μελέτη υπολειμμάτων λιπιδίων από θραύσματα γλάστρας που συλλέχθηκαν από πολλαπλές τοποθεσίες στην κοιλάδα του Ινδού, οι ερευνητές προσπάθησαν να καθορίσουν τον τύπο των τροφίμων που χρησιμοποιούνται στα αγγεία. Η ανάλυση ισοτόπων επιβεβαίωσε τη χρήση ζωικών λιπών σε αγγεία. Βασικό επιστημονικό εύρημα ήταν η κυριαρχία των μη μηρυκαστικών λιπών στα μαγειρικά δοχεία6 υπονοώντας μη μηρυκαστικά ζώα (όπως άλογο, χοίροι, πουλερικά, πτηνά, κουνέλι, κ.λπ.) μαγειρεύονταν στα αγγεία για μεγάλο χρονικό διάστημα και καταναλώνονταν ως τροφή. Αυτό έρχεται σε αντίθεση με μια μακροχρόνια άποψη (που βασίζεται σε στοιχεία πανίδας) ότι τα μηρυκαστικά ζώα (όπως βοοειδή, βουβάλια, ελάφια, κατσίκες κ.λπ.) καταναλώνονταν ως τροφή από τους ανθρώπους της κοιλάδας του Ινδού.
Η μη διαθεσιμότητα τοπικών σύγχρονων λιπαρών αναφοράς και η δυνατότητα ανάμειξης φυτών και ζωικών προϊόντων αποτελούν περιορισμούς αυτής της μελέτης. Για να ξεπεραστούν πιθανές επιπτώσεις που προκύπτουν από την ανάμειξη φυτικών και ζωικών προϊόντων, και για μια ολιστική άποψη, η ανάλυση κόκκων αμύλου ενσωματώθηκε στις αναλύσεις υπολειμμάτων λιπιδίων. Αυτό υποστήριζε το μαγείρεμα φυτών, δημητριακών, οσπρίων κ.λπ. στο δοχείο. Αυτό βοηθά να ξεπεραστούν ορισμένοι περιορισμοί7.
***
αναφορές:
- Νταντ ΣΝ et αϊ 1999. Στοιχεία για ποικίλα πρότυπα εκμετάλλευσης ζωικών προϊόντων σε διαφορετικές προϊστορικές παραδόσεις κεραμικής με βάση τα λιπίδια που διατηρούνται στην επιφάνεια και τα απορροφημένα υπολείμματα. Journal of Archaeological Science. Τόμος 26, Τεύχος 12, Δεκέμβριος 1999, Σελίδες 1473-1482. DOI: https://doi.org/10.1006/jasc.1998.0434
- Dunne, J., Evershed, R., Salque, Μ. et αϊ. Πρώτη γαλακτοκομία στην πράσινη Αφρική της Σαχάρας την πέμπτη χιλιετία π.Χ. Nature 486, 390–394 (2012). DOI: https://doi.org/10.1038/nature11186
- Grillo KM et al 2020. Μοριακά και ισοτοπικά στοιχεία για το γάλα, το κρέας και τα φυτά σε προϊστορικά συστήματα τροφής για βοσκούς της Ανατολικής Αφρικής. PNAS. 117 (18) 9793-9799. Δημοσιεύθηκε στις 13 Απριλίου 2020. DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.1920309117
- Han B., et αϊ 2021. Ανάλυση υπολειμμάτων λιπιδίων κεραμικών αγγείων από την τοποθεσία Liujiawa του RuiState (πρώιμη εποχή του σιδήρου, βόρεια Κίνα). 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. Η ειδική ανάλυση ισοτόπων της ένωσης των υπολειμμάτων λιπιδίων παρέχει τις πρώτες άμεσες ενδείξεις επεξεργασίας γαλακτοκομικών προϊόντων στη Νότια Ασία. Sci Rep 10, 16095 (2020). https://doi.org/10.1038/s41598-020-72963-y
- Suryanarayan A., et αϊ 2021. Υπολείμματα λιπιδίων στην κεραμική από τον πολιτισμό του Ινδού στη βορειοδυτική Ινδία. Journal of Archaeological Science. Τόμος 125, 2021,105291. DOI:https://doi.org/10.1016/j.jas.2020.105291
- García-Granero Juan José, et αϊ 2022. Ενσωμάτωση αναλύσεων κόκκων λιπιδίων και αμύλου από αγγεία κεραμικής για την εξερεύνηση προϊστορικών τρόπων τροφής στο βόρειο Γκουτζαράτ της Ινδίας. Frontiers in Ecology and Evolution, 16 Μαρτίου 2022. Sec. Παλαιοντολογία . DOI: https://doi.org/10.3389/fevo.2022.840199
Βιβλιογραφία
- Ηρτώ Α., et αϊ 2022. Lipids in Archaeological Pottery: A Review on their Sampling and Extraction Techniques. Molecules 2022, 27(11), 3451; DOI: https://doi.org/10.3390/molecules27113451
- Suryanarayan, A. 2020. Τι είναι το μαγείρεμα στον πολιτισμό του Ινδού; Διερεύνηση της τροφής Indus μέσω ανάλυσης υπολειμμάτων κεραμικών λιπιδίων (Διδακτορική διατριβή). Πανεπιστήμιο του Κέιμπριτζ. DOI: https://doi.org/10.17863/CAM.50249
- Suryanarayan, A. 2021. Lecture – Lipid Residues in Pottery from the Indus Civilization. Διαθέσιμο στο https://www.youtube.com/watch?v=otgXY5_1zVo
***
