როგორ აანალიზებს ლიპიდებს, აღმოფხვრას უძველესი კვების ჩვევები და კულინარიული პრაქტიკა

უძველეს ჭურჭელში არსებული ლიპიდური ნაშთების ქრომატოგრაფია და ნაერთის სპეციფიკური იზოტოპური ანალიზი ბევრს მეტყველებს ძველზე საკვები ჩვევები და კულინარიული პრაქტიკა. ბოლო ორი ათწლეულის განმავლობაში, ეს ტექნიკა წარმატებით იქნა გამოყენებული უძველესი დროიდან საკვები მსოფლიოს რამდენიმე არქეოლოგიური ადგილის პრაქტიკა. მკვლევარებმა ახლახან გამოიყენეს ეს ტექნიკა ინდუსის ველის ცივილიზაციის მრავალი არქეოლოგიური ადგილიდან შეგროვებულ ჭურჭელზე. მთავარი მეცნიერული დასკვნა იყო ჭურჭელში არამცოცავი ცხიმების დომინირება, რაც იმას ნიშნავს, რომ ჭურჭელში დიდი ხნის განმავლობაში მოხარშული იყო არამცხობელი ცხოველები (როგორიცაა ცხენი, ღორი, ფრინველი, ფრინველი, კურდღელი და ა.შ.). ეს ეწინააღმდეგება კარგა ხანს გავრცელებულ შეხედულებას (ფაუნის მტკიცებულებებზე დაფუძნებული), რომ მაცოცავი ცხოველები (როგორიცაა პირუტყვი, კამეჩი, ირემი და ა.შ.) მოიხმარდნენ როგორც საკვები ინდუსის ველის ხალხის მიერ.  

გასულ საუკუნეში მნიშვნელოვანი ადგილების არქეოლოგიურმა გათხრებმა ბევრი ინფორმაცია მოგვცა უძველესი ხალხის კულტურისა და პრაქტიკის შესახებ. თუმცა, დიეტისა და საარსებო პრაქტიკის გაგება, რომელიც გავრცელებულია ძველ პრეისტორიულ საზოგადოებებში, წერილობითი ჩანაწერების გარეშე, რთული ამოცანა იყო, რადგან „საკვები“ არ იყო დარჩენილი საკვების თითქმის სრული ბუნებრივი დეგრადაციის გამო. საკვები და ბიომოლეკულები. ბოლო ორი ათწლეულის განმავლობაში, ქრომატოგრაფიის სტანდარტულმა ქიმიურმა ტექნიკამ და ნახშირბადის სტაბილური იზოტოპების თანაფარდობის ნაერთების სპეციფიურმა ანალიზმა შეაღწია არქეოლოგიურ კვლევებში, რაც მკვლევარებს საშუალებას აძლევდა განსაზღვრონ ლიპიდების წყაროები. შედეგად, შესაძლებელი გახდა დიეტის და საარსებო პრაქტიკის გამოკვლევა აბსორბირებული საკვების ნარჩენების მოლეკულური და იზოტოპური ანალიზის გამოყენებით δ13C და Δ13C მნიშვნელობების საფუძველზე.  

მცენარეები საკვების ძირითადი მწარმოებლები არიან. მცენარეების უმეტესობა იყენებს C3 ფოტოსინთეზს ნახშირბადის დასაფიქსირებლად, ამიტომ უწოდებენ C3 მცენარეებს. ხორბალი, ქერი, ბრინჯი, შვრია, ჭვავი, ძროხა, კასავა, სოიო და ა.შ. C3 ძირითადი მცენარეებია. ისინი ქმნიან საყრდენს საკვები კაცობრიობის. C4 მცენარეები (როგორიცაა სიმინდი, შაქრის ლერწამი, ფეტვი და სორგო), მეორეს მხრივ, იყენებენ C4 ფოტოსინთეზს ნახშირბადის ფიქსაციისთვის.  

ნახშირბადს აქვს ორი სტაბილური იზოტოპი, C-12 და C-13 (მესამე იზოტოპი C-14, არის არასტაბილური, შესაბამისად რადიოაქტიური და გამოიყენება დათარიღებისთვის. ორგანული არქეოლოგიური აღმოჩენები). ორი სტაბილური იზოტოპიდან მსუბუქი C-12 უპირატესად მიიღება ფოტოსინთეზში. ფოტოსინთეზი არ არის უნივერსალური; ის ხელს უწყობს C-12-ის ფიქსაციას. გარდა ამისა, C3 მცენარეები იღებენ უფრო მსუბუქ C-12 იზოტოპს, ვიდრე C4 მცენარეები. ორივე C3 და C4 მცენარეები ასხვავებენ უფრო მძიმე C-13 იზოტოპს, მაგრამ C4 მცენარეები არ განასხვავებენ ისე ძლიერ, როგორც C3 მცენარეებს. პირიქით, ფოტოსინთეზში, როგორც C3, ასევე C4 მცენარეები უპირატესობას ანიჭებენ C-12 იზოტოპს C-13-ზე, მაგრამ C3 მცენარეები უპირატესობას ანიჭებენ C-12-ს, ვიდრე C4 მცენარეებს. ეს იწვევს განსხვავებას ნახშირბადის სტაბილური იზოტოპების თანაფარდობაში C3 და C4 მცენარეებში და ცხოველებში, რომლებიც იკვებებიან C3 და C4 მცენარეებით. ცხოველს, რომელიც იკვებება C3 მცენარეებით, ექნება უფრო მსუბუქი იზოტოპები, ვიდრე ცხოველს, რომელიც იკვებება C4 მცენარეებით, რაც ნიშნავს, რომ ლიპიდური მოლეკულა უფრო მსუბუქი იზოტოპის თანაფარდობით წარმოიქმნება ცხოველისგან, რომელიც იკვებება C3 მცენარეებით. ეს არის ლიპიდის (ან ნებისმიერი სხვა ბიომოლეკულის) ნაერთის სპეციფიკური იზოტოპური ანალიზის კონცეპტუალური საფუძველი, რომელიც ეხმარება ჭურჭელში ლიპიდური ნარჩენების წყაროების იდენტიფიცირებაში. მოკლედ, C3 და C4 მცენარეებს აქვთ სხვადასხვა ნახშირბადის იზოტოპური თანაფარდობა. δ13C მნიშვნელობა C3 მცენარეებისთვის უფრო მსუბუქია −30-დან −23‰-მდე, ხოლო C4 მცენარეებისთვის ეს მნიშვნელობა არის −14 და −12‰ შორის. 

ჭურჭლის ნიმუშებიდან ლიპიდური ნარჩენების ამოღების შემდეგ, პირველი საკვანძო ნაბიჯი არის სხვადასხვა ლიპიდური შემადგენლობის გამოყოფა გაზის ქრომატოგრაფია-მასპექტრომეტრიის ტექნიკით (GC-MS). ეს იძლევა ნიმუშის ლიპიდურ ქრომატოგრამას. ლიპიდები დროთა განმავლობაში იშლება, ასე რომ, რასაც ჩვეულებრივ ვხვდებით ძველ ნიმუშებში არის ცხიმოვანი მჟავები (FA), განსაკუთრებით პალმიტის მჟავა (C).₁₆) და სტეარინის მჟავა (C₁₈). ამრიგად, ეს ქიმიური ანალიზის ტექნიკა ხელს უწყობს ნიმუშში ცხიმოვანი მჟავების იდენტიფიცირებას, მაგრამ ის არ იძლევა ინფორმაციას ცხიმოვანი მჟავების წარმოშობის შესახებ. საჭიროა შემდგომი დაზუსტება, წარმოიშვა თუ არა უძველეს სამზარეულოს ჭურჭელში გამოვლენილი სპეციფიკური ცხიმოვანი მჟავა რძის, ცხოველის ხორციდან ან მცენარისგან. ცხიმოვანი მჟავების ნარჩენები ჭურჭელში დამოკიდებულია იმაზე, თუ რას ამზადებდნენ ჭურჭელში ძველად. 

C3 და C4 მცენარეებს აქვთ ნახშირბადის სტაბილური იზოტოპების განსხვავებული თანაფარდობა ფოტოსინთეზის დროს მსუბუქი C12 იზოტოპის უპირატესი შეთვისების გამო. ანალოგიურად, ცხოველებს, რომლებიც იკვებება C3 და C4 მცენარეებით, აქვთ განსხვავებული თანაფარდობა, მაგალითად, შინაურ მსხვილფეხა პირუტყვს (როგორიცაა ძროხა და კამეჩი), რომლებიც იკვებებიან C4 საკვებით (როგორიცაა ფეტვი) ექნებათ განსხვავებული იზოტოპური თანაფარდობა, ვიდრე პატარა შინაურ ცხოველებს, როგორიცაა თხა, ცხვარი. და ღორი, რომელიც ჩვეულებრივ ძოვს და ხარობს C3 მცენარეებზე. გარდა ამისა, რძის პროდუქტებსა და ხორცს, რომელიც მიღებულ იქნა მსხვილფეხა რქოსანი პირუტყვისგან, აქვთ სხვადასხვა იზოტოპური კოეფიციენტები მათ სარძევე ჯირკვალში და ცხიმოვან ქსოვილში ცხიმების სინთეზში განსხვავებების გამო. ადრე გამოვლენილი სპეციფიკური ცხიმოვანი მჟავის წარმოშობის დადგენა ხდება ნახშირბადის სტაბილური იზოტოპების თანაფარდობის ანალიზის გზით. იდენტიფიცირებული ცხიმოვანი მჟავების იზოტოპური თანაფარდობების გასაანალიზებლად გამოიყენება გაზის ქრომატოგრაფიის-წვის-იზოტოპური თანაფარდობის მასის სპექტრომეტრიის (GC-C-IRMS).   

ნახშირბადის სტაბილური იზოტოპების ანალიზის მნიშვნელობა ლიპიდურ ნარჩენებში პრეისტორიული ადგილების არქეოლოგიურ კვლევებში აჩვენა 1999 წელს, როდესაც არქეოლოგიური ადგილის შესწავლამ უელსის ბორდერლენდსში, დიდი ბრიტანეთი, შეძლო მკაფიოდ განასხვავოს ცხიმები არამცურავისაგან (მაგ., ღორის) და. მცოცავი (მაგ., ცხვრის ან ძროხის) წარმოშობა¹. ამ მიდგომამ შეიძლება მოგვაწოდოს დამაჯერებელი მტკიცებულება მწვანე საჰარის აფრიკაში პირველი რძის წარმოების შესახებ ძვ.წ. მეხუთე ათასწლეულში. ჩრდილოეთ აფრიკა მაშინ გამწვანებული იყო მცენარეული საფარით და პრეისტორიულმა საჰარის აფრიკელმა ხალხმა მიიღო რძის პროდუქტები. ეს გაკეთდა ჭურჭელში გამოვლენილი რძის ცხიმის ძირითადი ალკანური მჟავების δ13C და Δ13C მნიშვნელობების საფუძველზე.². მსგავსმა ანალიზებმა წარმოადგინა აღმოსავლეთ აფრიკის პასტორალური ნეოლითური საზოგადოებების მიერ რძის პროდუქტების გადამუშავებისა და მოხმარების პირველი პირდაპირი მტკიცებულება.³ და ადრეულ რკინის ხანაში, ჩრდილოეთ ჩინეთში⁴. 

სამხრეთ აზიაში მოშინაურების მტკიცებულება თარიღდება 7 წლით^th ათასწლეული ძვ.წ. 4-მდე^th ჩვენს წელთაღრიცხვამდე ათასწლეულში, შინაური ცხოველები, როგორიცაა პირუტყვი, კამეჩი, თხა, ცხვარი და ა. არსებობდა წინადადებები ამ ცხოველების რძისა და ხორცის საკვებში გამოყენების შესახებ, მაგრამ არ იყო დამაჯერებელი სამეცნიერო მტკიცებულება ამ მოსაზრების გასამყარებლად. ლიპიდური ნარჩენების სტაბილური იზოტოპური ანალიზი მოპოვებული კერამიკული ნატეხებიდან ინდუსის ველი დასახლებები იძლევა ყველაზე ადრეულ პირდაპირ მტკიცებულებას რძის პროდუქტების გადამუშავების შესახებ სამხრეთ აზიაში⁵. სხვა ბოლოდროინდელ, უფრო დახვეწილ, სისტემურ კვლევაში ლიპიდური ნარჩენების ქოთნის ფრაგმენტებიდან, რომლებიც შეგროვებული იყო ინდუსის ველის მრავალი ადგილიდან, მკვლევარები ცდილობდნენ დაედგინათ გემებში გამოყენებული საკვების ტიპი. იზოტოპის ანალიზმა დაადასტურა ცხოველური ცხიმების გამოყენება გემებში. მთავარი მეცნიერული აღმოჩენა იყო ჭურჭელში არამცოცავი ცხიმების დომინირება⁶ ჭურჭელში დიდი ხნის განმავლობაში იხარშებოდა და საკვებად მოიხმარებოდა. ეს ეწინააღმდეგება დიდი ხნის გავრცელებულ მოსაზრებას (ფაუნის მტკიცებულებებზე დაფუძნებული), რომ მცოცავი ცხოველები (როგორიცაა მსხვილფეხა რქოსანი პირუტყვი, კამეჩი, ირემი, თხა და ა.შ.) საკვებად მოიხმარდნენ ინდუსის ველის მოსახლეობას.  

ადგილობრივი თანამედროვე საცნობარო ცხიმების მიუწვდომლობა და მცენარეებისა და ცხოველური პროდუქტების შერევის შესაძლებლობა წარმოადგენს ამ კვლევის შეზღუდვას. მცენარეული და ცხოველური პროდუქტების შერევით გამოწვეული შესაძლო ეფექტების დასაძლევად და ჰოლისტიკური თვალსაზრისით, სახამებლის მარცვლის ანალიზი ჩართული იყო ლიპიდური ნარჩენების ანალიზში. ამან ხელი შეუწყო ჭურჭელში მცენარეების, მარცვლეულის, პარკოსნების და ა.შ. ეს ხელს უწყობს გარკვეული შეზღუდვების გადალახვას⁷. 

*** 

წყაროები:  

1. დად ს.ნ et al 1999. მტკიცებულება ცხოველური პროდუქტების ექსპლუატაციის სხვადასხვა ნიმუშების შესახებ სხვადასხვა პრეისტორიულ კერამიკის ტრადიციებში, ზედაპირულ და შთანთქმელ ნარჩენებში შენახულ ლიპიდებზე დაფუძნებული. არქეოლოგიური მეცნიერების ჟურნალი. ტომი 26, გამოცემა 12, 1999 წლის დეკემბერი, გვერდები 1473-1482 წწ. DOI: https://doi.org/10.1006/jasc.1998.0434 

2. Dunne, J., Evershed, R., Salque, M. et al. პირველი რძის წარმოება მწვანე საჰარის აფრიკაში ჩვენს წელთაღრიცხვამდე მეხუთე ათასწლეულში. Nature 486, 390–394 (2012). DOI: https://doi.org/10.1038/nature11186 

3. გრილო კმ და al 2020. მოლეკულური და იზოტოპური მტკიცებულება რძეზე, ხორცსა და მცენარეებზე პრეისტორიული აღმოსავლეთ აფრიკის მესაქონლეთა კვების სისტემებში. PNAS. 117 (18) 9793-9799 წწ. გამოქვეყნებულია 13 წლის 2020 აპრილს. DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.1920309117 

4. ჰან ბ., et al 2021. კერამიკული ჭურჭლის ლიპიდური ნარჩენების ანალიზი რუისშტატის ლიუჯიავას ადგილიდან (ადრეული რკინის ხანა, ჩრდილოეთ ჩინეთი). მეოთხეული მეცნიერების ჟურნალი (2022)37(1) 114–122. DOI: https://doi.org/10.1002/jqs.3377 

5. ჩაკრაბორტი, KS, Slater, GF, Miller, H.ML. და სხვ. ლიპიდური ნარჩენების ნაერთის სპეციფიკური იზოტოპური ანალიზი იძლევა სამხრეთ აზიაში რძის პროდუქტების გადამუშავების ყველაზე ადრეულ პირდაპირ მტკიცებულებას. Sci Rep 10, 16095 (2020). https://doi.org/10.1038/s41598-020-72963-y 

6. სურიანარაიან ა., et al 2021. ლიპიდური ნარჩენები კერამიკაში ინდუს ცივილიზაციის ჩრდილო-დასავლეთ ინდოეთში. არქეოლოგიური მეცნიერების ჟურნალი. ტომი 125, 2021,105291. DOI:https://doi.org/10.1016/j.jas.2020.105291 

7. გარსია-გრანერო ხუან ხოსე, et al 2022. ლიპიდური და სახამებლის მარცვლის ანალიზების ინტეგრირება კერამიკის ჭურჭლიდან პრეისტორიული კვების გზების შესასწავლად ჩრდილოეთ გუჯარატში, ინდოეთი. საზღვრები ეკოლოგიასა და ევოლუციაში, 16 მარტი 2022 წ. პალეონტოლოგია . DOI: https://doi.org/10.3389/fevo.2022.840199 

ბიბლიოგრაფია  

1. ირტო ა. et al 2022. ლიპიდები არქეოლოგიურ კერამიკაში: მიმოხილვა მათი შერჩევისა და მოპოვების ტექნიკის შესახებ. Molecules 2022, 27(11), 3451; DOI: https://doi.org/10.3390/molecules27113451 

2. Suryanarayan, A. 2020. რას ამზადებენ ინდუს ცივილიზაციაში? ინდუს საკვების გამოკვლევა კერამიკული ლიპიდური ნარჩენების ანალიზით (დოქტორანტურა). კემბრიჯის უნივერსიტეტი. DOI: https://doi.org/10.17863/CAM.50249 

3. Suryanarayan, A. 2021. ლექცია – ლიპიდური ნარჩენები კერამიკაში ინდუს ცივილიზაციისგან. ხელმისაწვდომია https://www.youtube.com/watch?v=otgXY5_1zVo 

***