Проведя изотопный анализ образцов зубов австралопитеков, датируемых 3,5 миллионами лет, археологи обнаружили, что они питались преимущественно вегетарианской пищей, в которой практически не было мяса. Хотя употребление мяса считается важным поворотным моментом в эволюции наших предков-гоминидов, эти данные свидетельствуют о том, что оно могло появиться гораздо позже, чем считалось ранее.
Переход от вегетарианской диеты к богатой белками, в том числе мясной, считается важным эволюционным изменением. Согласно общепринятой гипотезе, богатая белками диета способствовала появлению ключевых физиологических признаков, таких как увеличение размера мозга, а также когнитивных способностей, позволяющих создавать орудия труда и развивать искусство охоты. По словам Тины Людеке, геохимика из Химического института Макса Планка в Майнце (Германия), «эти богатые белком продукты дают нам много энергии, необходимой для работы нашего огромного мозга».
Однако точная датировка этого перехода остается одной из величайших загадок археологии. Определить рацион первых гоминид очень сложно из-за диагенетической потери (процесс окаменения, в ходе которого рыхлые осадочные отложения превращаются в осадочные породы) органического вещества. В результате нет прямых доказательств появления мясной пищи у наших первых предков-гоминидов и ее эволюции с течением времени.
Используя новую методику изотопного анализа зубной эмали, Людеке и его коллеги из Университета Витватерсранда (ЮАР) представили доказательства преимущественно вегетарианской диеты австралопитеков, живших на юге Африки в период с 3,7 до 3,3 миллиона лет назад. «Эта работа представляет собой значительный прогресс в нашей способности лучше понять рацион и трофический уровень всех животных в масштабе нескольких миллионов лет», — объясняет Доминик Стратфорд, научный руководитель пещер Стеркфонтейн и соавтор исследования, в пресс-релизе Университета Витватерсранда.
Новая методика анализа зубной эмали
Соотношение изотопов азота-15/азота-14 (15N/14N) в органических тканях (волосы, ногти/когти, кости и т.д.) может дать трофическую информацию о видах в экосистеме. Пищевая сеть — это совокупность взаимосвязанных пищевых цепей. Когда животные переваривают пищу, происходят биохимические реакции, способствующие фиксации «легкого» изотопа 14N. Поэтому продукты распада их организма содержат высокую концентрацию 14N. Выделение этих соединений (с потом, мочой и фекалиями) увеличивает соотношение 15N/14N в их организме по сравнению с другими организмами, которые они едят или на которых охотятся.
Поэтому у травоядных соотношение 15N/14N выше, чем у растений, которые они едят, а у плотоядных — выше, чем у их добычи. Таким образом, оценка соотношения 15N/14N в образце ткани организма позволяет определить его положение в пищевой сети. Однако до сих пор эта методика была ограничена образцами, датируемыми несколькими десятками тысяч лет, из-за диагенетической деградации органических веществ, таких как коллаген, в образцах, датируемых более чем 200 000 лет.
Чтобы преодолеть эту проблему, команда авторов нового исследования, опубликованного в журнале Science, разработала методику оценки соотношения 15N/14N в образцах зубной эмали, датируемых несколькими миллионами лет. «Зубная эмаль — самая твердая ткань в организме млекопитающих, и она может сохранять изотопный отпечаток рациона животного в течение миллионов лет», — объясняет Людеке в пресс-релизе.
Исследователи взяли образцы зубов у 43 ископаемых млекопитающих, датируемых примерно 3,5 миллионами лет. Среди этих млекопитающих было семь различных особей Australopithecus africanus (того же вида, что и знаменитая Люси) из пещер Стеркфонтейн в Южной Африке.
Эти пещеры, включенные ЮНЕСКО в список Всемирного наследия, являются частью «Колыбели человечества» и славятся богатой коллекцией окаменелостей первобытных гоминид. Изотопные соотношения зубов A. africanus сравнивались с изотопными соотношениями зубов других животных, сосуществовавших с ними, включая обезьян, антилоп и хищников, таких как гиены, шакалы и большие кошки.
В месте раскопок в Стеркфонтейне находятся древние подземные залежи ископаемых австралопитеков.
Не исключено потребление животного белка
Проведя анализ, команда обнаружила, что соотношение 15N/14N в эмали австралопитеков варьировалось, но систематически было низким. Они были почти такими же, как у травоядных, и гораздо ниже, чем у плотоядных. Исследователи пришли к выводу, что гоминиды имели разнообразный рацион, хотя в основном или исключительно состоящий из растений. Австралопитеки, таким образом, не охотились на крупных млекопитающих, как это делали неандертальцы несколько миллионов лет спустя, говорится в исследовании.
«Этот метод может позволить нам лучше понять эволюцию человека и ответить на такие глубокие вопросы, как: когда наши предки начали включать в свой рацион мясо? Связано ли начало потребления мяса с увеличением объема мозга?» — говорит Альфредо Мартинес-Гарсия (Alfredo Martínez-García) из Института химии Макса Планка, также один из авторов исследования.
Однако эти результаты не обязательно означают, что в рационе австралопитеков полностью отсутствовали животные белки, отмечают исследователи. Вполне возможно, что они иногда употребляли и другие источники белка, например, яйца или термитов. «Мы видим, что обезьяны сегодня едят термитов, так почему бы и нашим предкам не есть их», — говорит Людеке. Более того, термиты содержат меньше азота, чем мясо млекопитающих.
Чтобы узнать больше, команда планирует продолжить исследования, собрав больше данных о других видах гоминид разных периодов и проанализировав окаменелости из других ключевых мест в Восточной и Южной Африке, а также в Юго-Восточной Азии.
