На эту и другие особенности палеолитического рациона указывает соотношение изотопов цинка в эмали зуба неандертальца, жившего на территории современной Испании.

Может показаться, что люди эпохи палеолита только и делали, что охотились на мамонтов, а в перерывах между охотой, соответственно, готовили на костре пойманную добычу. Хотя на самом деле вопрос, чем же питались наши предки, вовсе не такой простой. Даже если принять во внимание горы костей разных животных (кстати, костей мамонтов там обычно совсем немного), оставшихся в местах стоянок древних людей, то на основе этого трудно сделать однозначный вывод о диете тех же неандертальцев. Да, они, конечно, ели мясо, но составляло ли оно основу их рациона? Или, образно говоря, мамонтятина была на Новый год, а всё остальное время приходилось довольствоваться грибами, ягодами да насекомыми? Сложность ещё и в том, что в грибах и ягодах дела с костями обстоят не очень, и сохраниться несколько десятков тысяч лет, в отличие от костей животных, шансов у них практически нет. Однако не всё так безнадёжно.

Фото: Claude Valette/Flickr.com

Когда Гиппократ (по крайней мере, ему приписывают эти слова) говорил, что «мы есть то, что мы едим», он вряд ли имел в виду влияние пищи на соотношение химических элементов в нашем организме. Тем не менее, наша еда влияет на наш химический, а точнее, на изотопный состав. Это верно не только для человека, но и для самых разных живых существ: от полевых трав до китов. Дело в том, что химические реакции, а любой метаболизм — это химия, идут с немного разной скоростью для разных изотопов. Какой изотоп лучше «усваивается», тот в итоге больше накапливается в живом организме. Причём эта диспропорция, как правило, с накоплением передаётся вверх по пищевой цепочке. Например, в растениях у нас одно соотношение изотопов, у травоядных, питающихся этой травой, уже другое, а у хищников, питающихся травоядными — третье. Анализируя изотопный состав веществ биологического происхождения, скажем, в костях, можно понять, принадлежат они травоядному или хищнику, и насколько высоко он находился в пищевой цепочке.

В первую очередь это актуально для оценки диеты потенциально всеядных, например, древних людей. Обычно травоядность-плотоядность оценивают по соотношению изотопов азота-15 и азота-14 в коллагене костей, накопившихся за время жизни животного или человека. Чем оно больше, тем выше в пищевой пирамиде располагался обладатель исследуемых останков. Однако коллаген в костях «живёт» не вечно — примерно через 50 000 лет изотопный анализ коллагена будет уже малоинформативным. Так, на территории современной Испании, где по палеонтологическим данным дольше всего проживали неандертальцы, только в одном случае удалось успешно проанализировать костный коллаген. Лучше чем кости в земле сохраняются только зубы. Но, несмотря на то, что из древних зубов научились извлекать ДНК (и за это недавно дали Нобелевскую премию), для изучения палеодиеты это не очень подходит. Зубная ДНК не «записывает», чем питался отдельный древний индивидуум. Зато, как пишет в PNAS группа исследователей, это можно узнать по соотношению изотопов цинка зубной эмали.

Зуб неандертальца из пещеры в районе деревни Габаса (Испания), из которого были взяты образцы эмали для изотопного анализа. Фото: Lourdes Montes.

Для анализов учёные извлекли небольшой образец эмали из зуба, принадлежавшего неандертальцу, чьи останки найдены недалеко от деревни Габаса на севере Испании. Чтобы было с чем сравнивать полученные данные, были также проанализированы соотношения изотопов цинка в эмали древних хищников региона: рыси, волка, пещерной гиены, лисы и красного волка; травоядных: пиринейского козла, серны, благородного оленя, лошади, европейского оленя и дикого кролика, а также одного всеядного — пещерного медведя. Относительное содержание более тяжёлого изотопа цинка-66 выше всего для травоядных и ниже всего для хищников, стоящих на вершине пищевой пирамиды, например, волков. То есть если в воде и почве есть определённое соотношение изотопов, то трава и растения, «предпочитая» более лёгкий изотоп цинка-64, больше накапливают в себе именно его, а не тяжёлый цинк-66. Травоядные, питающиеся растительностью, обеднённой тяжёлым цинком, ещё больше понижают его содержание в своих зубах, а хищники, поедающие травоядных — ещё больше. А что неандертальцы?

Оказалось, что тяжёлого цинка в зубах неандертальцев меньше, чем даже у самых плотоядных волков и всеядных пещерных медведей. Так какое этому может быть объяснение? Например, что неандертальцы питались исключительно другими хищниками, а то и вовсе друг другом. Однако на месте стоянки, откуда был взят зуб, не были найдены кости хищников и самих неандертальцев со следами разделки. Другой вариант заключается в том, что неандертальцы потребляли пищу с исключительно низким содержанием тяжёлого цинка — это могла быть рыба, грибы, насекомые или птицы. Однако залежей рыбьих костей в Габасе также пока не нашлось, а у млекопитающих, питающихся теми же грибами да насекомыми, содержание тяжёлого цинка всё равно заметно выше.

Исследователи предположили, что цинковая «аномалия» могла быть следствием нескольких факторов. Например, что неандертальцы не употребляли в пищу кости и кровь добытых животных (в них тяжёлого цинка больше), а предпочитали мышцы и печень, притом преимущественно оленей и кроликов, у которых наименьшее содержание тяжёлого цинка в тканях. Тогда как многие хищники, вроде тех же пещерных гиен, не брезговали и костями, тем самым повышая в своих зубах количество тяжёлого цинка. Могли сказаться и какие-то пока неизвестные особенности метаболизма неандертальцев, отличающие их от типичных хищников. И, конечно, не стоит сбрасывать со счетов и тот факт, что исследователи делали выводы на основании анализа только одного зуба только одного неандертальца, тогда как для уверенности в полученных цифрах хорошо было бы иметь более статистически достоверные данные.