Ізотопний аналіз зубної емалі азоту не виявив доказів споживання м’яса австралопітеками. Нове дослідження, опубліковане в журналі Science, показує, що ранні предки людини, такі як австралопітек, який жив приблизно 3,5 мільйона років тому в південній Африці, майже не споживали м’яса. Це відкриття ґрунтується на аналізі ізотопів азоту в скам’янілій зубній емалі семи особин австралопітеків. Результати показують, що ці ранні гомініни переважно покладалися на рослинну дієту з мінімальними доказами споживання м’яса.
Перехід до ресурсів тваринного походження, зокрема м’яса, вважається вирішальним поворотним моментом в еволюції людини. Високий вміст білка в м’ясі пов’язаний із ростом мозку та розвитком умінь виготовляти інструменти. Однак визначити, коли ранні предки почали споживати м’ясо, і зрозуміти, як воно поступово включалося в раціон, було складно.
Дослідницька група з Інституту хімії Макса Планка в Німеччині та Університету Вітватерсранда в Південній Африці надала переконливі докази. Їхні висновки показують, що особини австралопітеків, які мешкали в південній Африці між 3,7 і 3,3 мільйонами років тому, переважно залежали від рослинних джерел їжі.
Дослідницька група проаналізувала дані стабільних ізотопів із зубної емалі особин австралопітеків, знайдених у печері Стеркфонтейн поблизу Йоганнесбурга, частини південноафриканської «Колиски людства», території, відомої своєю багатою колекцією скам’янілостей ранніх гомінінів . Вони порівняли ізотопні дані австралопітеків із зразками зубів співіснуючих тварин, включаючи мавп, антилоп і великих хижаків, таких як гієни, шакали та великі коти.
Зубна емаль зберегла дієтичні ознаки
«Зубна емаль є найтвердішою тканиною тіла ссавців і може зберігати ізотопний відбиток раціону тварин протягом мільйонів років», — каже геохімік Тіна Людекке, провідний автор дослідження. З 2021 року Людекке очолює «Молодшу дослідницьку групу Emmy-Noether зі споживання м’яса гомінінів» в Інституті хімії Макса Планка в Майнці та є почесним науковим співробітником Інституту еволюційних досліджень Університету Вітватерсранда в Йоганнесбурзі. Вона регулярно їздить до Африки, щоб взяти зразки скам’янілих зубів для аналізу. Університет Вітса володіє печерами Стеркфонтейн і є зберігачем скам’янілостей австралопітеків.
Коли тварини перетравлюють їжу, біохімічні реакції сприяють «легкому» ізотопу азоту (14N). Отже, продукти розпаду, які виробляються в їх організмі, містять високі частки 14N. Екскреція цих «легких» сполук азоту з сечею, калом або потом збільшує співвідношення «важкого» азоту (15 N) до цього «легкого». азоту в організмі порівняно з їжею, яку він споживає. Це означає, що травоїдні тварини мають вищий коефіцієнт ізотопів азоту, ніж рослини, які вони споживають, тоді як м’ясоїдні, своєю чергою, мають вищий коефіцієнт ізотопів азоту, ніж їхня жертва. Отже, чим вище співвідношення 15N до 14N у зразку тканини, тим вище трофічне положення організму в харчовій мережі.
Співвідношення ізотопів азоту вже давно використовуються для вивчення раціону сучасних тварин і людей у волоссі, кігтях, кістках і багатьох інших органічних матеріалах. Однак у викопному матеріалі ці вимірювання раніше обмежувалися зразками, яким лише кілька десятків тисяч років через деградацію органічного матеріалу з часом. У цьому дослідженні Тіна Людекке використала нову методику, розроблену в лабораторії Альфредо Мартінеса-Гарсія в Інституті хімії Макса Планка, для вимірювання співвідношення ізотопів азоту в скам’янілій зубній емалі, якій мільйони років.
Докази переважно рослинної їжі
Команда дослідників виявила, що співвідношення ізотопів азоту в зубній емалі австралопітеків різнилося, але було незмінно низьким, подібним до такого у травоїдних тварин, і набагато нижчим, ніж у сучасних м’ясоїдних. Вони дійшли висновку, що дієта цих гомінінів була різною, але складалася переважно або виключно з рослинної їжі. Тому австралопітеки не полювали регулярно на великих ссавців, як це робили, наприклад, неандертальці через кілька мільйонів років. Хоча дослідники не можуть повністю виключити можливість випадкового споживання джерел тваринного білка, таких як яйця або терміти, докази вказують на те, що дієта була переважно вегетаріанською.
Подальші дослідження скам’янілої зубної емалі
Команда Людеке планує розширити свої дослідження, збираючи більше даних про різні види гомінінів і періоди часу. Вони прагнуть вивчити скам’янілості з інших ключових місць у східній і південній Африці, а також у південно-східній Азії, щоб дослідити, коли почалося споживання м’яса, як воно еволюціонувало та чи дало це еволюційну перевагу нашим предкам.
«Цей метод відкриває захоплюючі можливості для розуміння еволюції людини, і він має потенціал, щоб відповісти на важливі питання, наприклад, коли наші предки почали включати м’ясо у свій раціон? І чи пов’язували початок споживання м’яса зі збільшенням об’єму мозку?» — каже Альфредо Мартінес-Гарсія з Інституту хімії Макса Планка.