Делът на специалните цинкови изотопи в зъбния емайл предоставя информация за диетата на бозайниците в праисторически времена

Палеодиетичните проучвания на изкопаемите данни са затруднени от липсата на надеждни и недвусмислени проследяващи вещества, което прави невъзможно да се определи точното време на промените в диетата или често дори на участващите видове. Учени от Института за еволюционна антропология "Макс Планк" в Лайпциг, Института по химия "Макс Планк" в Майнц и Университета "Йоханес Гутенберг" в Майнц са тествали нов метод - изотопен анализ на цинкови изотопи от изкопаеми зъбни емайли на бозайници. Те откриха, че този метод е много подходящ за разширяване на нашето разбиране за диетата на фосилни хора и други плейстоценски бозайници. Методът е особено полезен, когато се опитва да разграничи дали праисторическите бозайници са имали предимно растителни или животински храни в менюто.

реконструкция

Информацията за това, какво са яли нашите предци, се основава предимно на анализ на изотоп на въглерод и азот на колаген от структурния протеин в костите и дентина. Анализът на азотен изотоп, по-специално, помага на учените да определят дали са били консумирани храни от животински или растителен произход. Тъй като колагенът, както и протеините като цяло, не се консервира лесно, този метод не може да се използва за изследване на вкаменелости на гръбначни животни на възраст над 100 000 години. Този период от време често се съкращава до само няколко хиляди години в сухи или влажни тропически райони като Африка и Азия, които се считат за ключови региони за човешката еволюция и следователно представляват особен интерес за науката. Новите методи, като анализ на цинковите изотопи, сега започват да отварят нови перспективи за изследване.

Цинковите изотопи служат като индикатори за вида на консумираната храна

Изследователите анализираха съотношението на два различни цинкови изотопа в зъбния емайл на изкопаеми бозайници, които наскоро бяха открити в пещера в Лаос. Тези вкаменелости датират от късния плейстоцен, по-точно между 13 500 и 38 400 години. 2015 г., в пещерата Tam Hay Marklot в североизточната част на Лаос учените са открили вкаменелости от различни бозайници, включително водни биволи, носорози, диви свине, елени, мечки, орангутани и леопарди. "Пещерата е в тропически регион, където органичните материали като колаген обикновено са зле запазени. Това я прави идеалното място да тестваме дали можем да определим разликите между тревопасните и месоядните животни с помощта на цинкови изотопи." Томас Тюткен, професор в JGU Institute of Geosciences.

Първото проучване с цинкови изотопи във фосили показва запазване на хранителните сигнатури

Цинкът се поглъща с храната и се съхранява като основен микроелемент в биоапатита, минералната фаза на зъбния емайл. Следователно, по-вероятно е цинкът да се задържи за по-дълги периоди от времето, отколкото азотът, свързан с колагена. Съответната връзка се извлича от съотношението на цинк 66 към цинк 64: "Въз основа на това съотношение можем да определим кои животни са тревопасни, месоядни или всеядни. Това означава, че сред вкаменелостите, които анализираме, можем ясно да идентифицираме и разграничим месоядни и тревопасни ... докато всеядните се очакват да са в средата ", казва Никола Бургон, първият автор на изследването в Института за еволюционна антропология на Макс Планк и докторант в изследователската група в Тюткен. Постното месо съдържа повече цинк 64, отколкото растителните храни. Месоядните, като тигъра, ще имат по-ниско съотношение на цинк-66 към цинк-64, в сравнение с тревопасните животни, като водния бивол.

За да се изключат промените от външни източници в пробите, екипът на Клаус Петер Йохум от Института по химия на Макс Планк изследва фосилите. Не са открити промени при сравняване на концентрацията и разпределението на цинк и други емайлови микроелементи от изкопаеми зъби с тези на съвременните животни, използващи ICP масспектрометрия лазерна аблация.

Времевият хоризонт ще се разпростира върху вкаменелости на възраст над 100 000 години

Методът на цинковия изотоп за първи път се прилага успешно за вкаменелости. "Съотношенията на цинковите изотопи в изкопаемия емайл от пещерата Там Хей Маркло предполагат отличен потенциал за дългосрочно съхранение в емайла дори при тропически условия", обобщават авторите . Цинковите изотопи могат да служат като нов инструмент за изследване на диетата на изкопаеми хора и други бозайници. Това ще отвори врата за изследване на праисторически и геоложки периоди преди повече от 100 000 години. В бъдеще следните цели са да се приложи този метод за възстановяване на поведението на човешката диета. Изследователите също искат да разберат колко назад във времето могат да стигнат, прилагайки техния нов метод върху вкаменелости на изчезнали бозайници и динозаври, които са на милиони години.