Co jedli naši předkové? Odpovědi nabízí bioarcheologie

21. 11. 2014 | Bioarcheologové mohou díky analýze stabilních izotopů uhlíku a dusíku lépe odpovídat na otázky týkající se výživy našich předků. Výzkumu se věnují v nově zřízené laboratoři antropologického oddělení Národního muzea.

Odběr vzorku kosti (zdroj: Národní muzeum)

Bioarcheologie čerpá informace o výživě v minulosti z celé řady zdrojů – od analýzy souborů kostí zvířat, přes analýzu rostlinných makrozbytků a pylů, až po chemické analýzy reziduí obsahu keramických nádob. Antropologie pak přispívá studiem patologií skeletu člověka, dávaných do souvislosti s kvalitou výživy (rachitis, skorbut aj.) a zejména stavu chrupu (zubní abraze, zubní kaz). Ve všech těchto případech se však jedná se pouze o nepřímé doklady. Získat přímé informace o výživě konkrétních jedinců umožňuje chemická analýza stabilních izotopů prvků, obsažených v organické (kolagen) či anorganické složce kostní tkáně. Tato data představují jedinečnou možnost získat informace o výživě konkrétních jedinců, porovnávat výživu mezi jednotlivými skupinami obyvatel dané lokality (například mezi muži a ženami či mezi jedinci pohřebnými v hrobech s bohatou či chudou hrobovou výbavou).  Právě přípravě těchto vzorků se věnuje nově zřízená laboratoř antropologického oddělení Národního muzea.

Pro rekonstrukci výživy minulých populací jsou používány zejména poměry stabilních izotopů dusíku (15N/14N) a uhlíku (13C/12C). 

Cyklus těchto prvků v ekosystému podléhá zákonitostem globálních geochemických procesů a umožňuje nám tak z izotopových hodnot změřených v kosti či zubu získat informace o prostředí, v němž daný jedinec žil a o potravě, kterou konzumoval. Konkrétně nám prozrazují pozici jedince v potravním řetězci. V případě lidí to znamená, že jsme schopni zjistit podíl živočišných proteinů (masa a mléka) v jídelníčku. Dále nám stabilní izotopy umožňují odhalit význam konzumace ryb či roli rostlin se specifickou fotosyntetickou drahou (např. kukuřice a v našich podmínkách pak zejména prosa) ve výživě jedinců i populací.

Kromě obecného obrázku o výživě minulých populací můžeme analýzu stabilních izotopů využít i k řešení řady specializovaných otázek.  

Čištění vzorku kosti (zdroj: Národní muzeum)Takovým příkladem může být studium výživy  dětí v prvních letech života, tj. zejména délky kojení. Zde byli badatelé v dobách před objevem využití izotopových analýz odkázáni téměř výhradně na písemné prameny. Ty ovšem pro většinu období lidské historie chybí, a i později (v období středověku a novověku) zůstávají poměrně vzácné a navíc často zaměřené jen na poměrně úzkou skupinu bohatých obyvatel. Přitom kvalita výživy má největší význam právě v prvních letech života, kdy její nedostatek nebo špatná kvalita může vést nejen k bezprostřednímu zhoršení zdravotního stavu dítěte, ale i nevratným změnám ve vývoji tkání. Ty  potom  mají za následek predispozici k řadě chorob v dospělosti, jako jsou kardiovaskulární onemocnění, či obezita. Kojení dítěte je přitom výhodné zejména z hlediska imunologického přínosu protilátek obsažených v mateřském mléce. Riziko infekce během kritického období odstavování navíc v minulosti často zvyšovaly špatné hygienické podmínky při přípravě stravy. Na druhé straně, od určitého věku dítěte však už samo mateřské mléko nestačí pokrýt jeho energetické požadavky, potřebu železa a dalších látek. Načasování odstavení dítěte a kvalita následné stravy je proto zcela klíčovou otázkou. Např. v neolitické populaci Turecka bylo i s pomocí izotopové analýzy zjištěno, že pro děti s prodlouženou dobou kojení bylo následné odstavení spojeno s vyšším rizikem úmrtí, díky oslabení jejich organismu nedostatečnou výživou (Pearson et al., 2010).

Kojení a jeho délka však má dlouhodobý vliv nejen na zdravotní stav dětí, ale i žen – matek. Bylo prokázáno, že ovlivňuje riziko vzniku osteoporózy či zhoubných onemocnění prsu. Navíc délka kojení mohla ovlivňovat zdravotní stav žen nepřímo, vzhledem ke kontraceptivnímu účinku kojení. Jeho délka tak v minulosti významně ovlivňovala délku meziporodního intervalu a tím i možnosti populačního růstu.

Zjistit, zda a jak dlouho byl jedinec kojen a kdy byl odstaven, umožňuje zejména analýza stabilních izotopů dusíku.

Během kojení se dítě živí mateřským mlékem a chová se, zjednodušeně řečeno, jako kanibal, protože konzumuje svůj vlastní druh.

Extrakce kolagenu (zdroj: Národní muzeum)Kojené dítě se tak dostává z hlediska hodnot poměru izotopů dusíku na vyšší stupeň potravního řetězce než matka, která mu mléko poskytuje. V průběhu odstavení a přechodu na jinou potravu se pak odpovídajícím způsobem mění i izotopové hodnoty. Tento „mléčný“ signál však zůstává po celý život uchován v zubních tkáních, které se vytvářejí v časném věku a později se již nemění.

Doba kojení se v minulosti - stejně jako dnes - neřídila výlučně požadavky kojence, ale byla ovlivňována celou řadou faktorů, jako například dostupností stravy pro odstavené dítě, vytížením matky mimo domov či kulturními zvyklostmi. S pomocí informací o délce kojení získaných pomocí analýzy stabilních izotopů tak můžeme studovat vliv těchto faktorů (např. přijetí zemědělství a následných změn v zemědělské produkci, vyšší zapojení žen do pracovního procesu v době průmyslové revoluce, vliv přijetí křesťanství aj.) na kvalitu dětské výživy a tím i na zdravotní stav a demografický růst sledované populace.

Toto jsou pouze některá z témat, které nám izotopová analýza umožňuje studovat. Její možnosti se v současnosti rychlým tempem rozšiřují, ať už se jedná o využití nových izotopových systémů, izotopovou analýzu jednotlivých aminokyselin nebo o technologické pokroky umožňující získávat informace z různých období života daného jedince. Díky tomu izotopová analýza stále přináší nejen nové poznatky o životě našich předků, ale i mnohé otázky, na které je třeba teprve hledat odpověď.


Autorkou článku je Sylva Kaupová z Antropologického oddělení Národního muzea.

(dan)