Kostne Księgi #3 – “Jesteś tym co jesz” czyli kilka słów o rekonstrukcji diety Księgi kostne #3
Grafika stworzona przy pomocy narzędzia Bing kreator obrazów AI.
W momencie, gdy organizm umiera w jego ciele dochodzi do szeregu biochemicznych procesów. Z pomocą innych organizmów żywych (np. nekrofagicznych gatunków owadów takich jak Grabarz pospolity Nicrophorus vespillo) dochodzi do rozkładu materii organicznej. I zostają tylko kości 💀. Zatem mogłoby się wydawać, że analiza kości może dać nam informacje o płci, wieku, przebytych chorobach, urazach itp, ale nie o diecie. Jednak wciąż dysponujemy pewnymi metodami, które pozwalają na “wydobycie” takich informacji ze szkieletów. I tu do gry wchodzi analiza izotopów węgla δ13C oraz azotu δ15N.
Do tego typu badań wykorzystuje się materiał pozyskany z istoty zbitej trzonów kości długich (np. udowej), żeber i miazgi zębów. Informacje “zapisane” w kościach są w stanie dostarczyć nam informacji o diecie z okresu dorosłego życia osobnika, a miazga zębów – z okresu dzieciństwa. Warto dodać, że skład izotopowy będzie uwarunkowany przez typ przyjmowanego jedzenia, a także przez remodeling (czyli proces, w którym dochodzi do przebudowy i wymiany składników budulcowych kości w pewnym okresie życia). Dlatego też określając dietę osobników, jesteśmy w stanie oszacować typ przyjmowanych pokarmów przez okres ostatnich 7-10 lat życia dorosłych osobników i przez ostatni rok życia dla dzieci.
Do badania składu izotopowego materiału szkieletowego wykorzystuje się kolagen, który stanowi około 90% organicznej części budulcowej tkanki kostnej. Jest w stanie zachować się w materiale przez tysiące lat i w wyżej wymienionych elementach szkieletu jest dość odporny na oddziaływanie niekorzystnych, zewnętrznych czynników środowiskowych (takich jak pH gleby, oddziaływanie kwasów humusowych itp). Określenie diety na podstawie analizy izotopów polegać będzie na porównaniu sygnatur izotopowych tkanki z sygnaturami izotopowymi określonych typów pożywienia i ekosystemów. Prościej mówiąc określa się proporcje trwałych izotopów, która wyrażana jest w stosunku do materiałów referencyjnych, a jej wartość podaje się w promilach.
Metoda ta umożliwia na przykład określenie czy dieta dawnych populacji pradziejowych była bogata w pokarmy roślinne lub mięsne. Węgiel występuje w postaci dwóch trwałych izotopów 12C i 13C, a azot – 14N i 15N. Ten drugi, który wchodzi w skład kości dostarczany jest do organizmu przede wszystkim ze spożywanymi białkami (jednak w okresie głodu, organizm jest w stanie korzystać z azotu zmagazynowanego w tkance mięśniowej). Wspomniany już węgiel, również jest dostarczany wraz z mięsem, ale także z tłuszczami i węglowodanami (zwłaszcza w sytuacji deficytu pokarmów mięsnych). Dla diety zawierającej białko na podstawie stosunku pomiędzy tymi dwoma izotopami możliwe jest określenie, czy żywiono się organizmami lądowymi, wodnymi lub oboma typami.
Dla diety roślinnej w oparciu o stosunek 12C do 13C możliwe jest oszacowanie typu przyjmowanych pokarmów roślinnych – rośliny C3 rosnące w klimacie umiarkowanym (np. zboża), rośliny C4 znajdujące się w klimacie subtropikalnym i tropikalnym (np. kukurydza) oraz rośliny CAM, czyli te które zasiedlają gorący klimat (np. kaktusy). Podział ten jest związany z typem przeprowadzanych przez rośliny zamieszkujące różne szerokości geograficzne fotosyntezy. Ilość izotopów pomiędzy C3 i C4 różni się zatem analizą izotopów z materiału kostnego i może wskazać, że osobniki żywiły się na przykład roślinami typu C4. Na rycinie 1 wizualnie przedstawiono zależność pomiędzy przyjmowanym typem pokarmu, a ilością trwałych izotopów δ13C oraz δ15N. Dodatkowo do tego schematu zależności troficznych dodano C3 i C4, aby zwizualizować na jakim poziomie w zawartości izotopów znajdują się ów typy roślin.
Rycina 1. Wizualizacja wartości trwałych izotopów węgla i azotu w zależności od spożywanego pokarmu (Schemat powstał w oparciu rycinę autorstwa L. Reitsemy. Źródło: Fetner R. A. 2017 Dieta i status we wczesnośredniowiecznej Polsce: analiza izotopów trwałych kolagenu kostnego).
Źródła:
Błaszczyk D., Drozd-Lipińska A., Krzyszowski A., Poliński D., Wrzesińska A., Wrzesiński J. 2021. Dieta elit państwa wczesnopiastowskiego w świetle badań izotopowych, Historia Slavorum Occidentis, 1(28): 11-35
Fetner R. A. 2017. Dieta i status w wczesnośredniowiecznej Polsce: analiza izotopów trwałych kolagenu kostnego,
Grześkowiak M., Furmanek M., Abłamowicz R., Dreczko E., Mozgała-Swacha M. 2016. Izotopy i kości. Perspektywy badań neolitycznych materiałów faunistycznych na Śląsku, Śląskie Sprawozdanie Archeologiczne, 58: 39-58
