Десять тысяч лет назад мезолитические охотники-собиратели на Хорватском полуострове ловили рыбу (возможно, с помощью зубов, чтобы удалить чешую) и добывали пищу для крахмалистых растений. Ученые знают это благодаря горстке древних зубов, на мемориальной доске которых обнаружены микрофоссили рыбьей чешуи, мякоть рыбы и крахмальные гранулы. Этот кальцифицированный бактериальный мусор помогает исследователям понять диету этих охотников-собирателей - некогда считавшуюся почти невыполнимой задачей, поскольку человеческих останков с того времени не так много, а продукты питания вообще не выживают в ископаемых источниках.
Связанный контент
- Бактерии в древних зубах отодвигают истоки бубонной чумы
- Ученые изучают зубной налет у неандертальцев, чтобы понять, как они жили и ели
Это открытие, опубликованное в недавнем исследовании природы, является лишь одним из бесчисленных открытий, сделанных возможным благодаря археологическим чудесам, которые являются зубами. Зубы непропорционально широко распространены в археологических памятниках: ученые часто находят десятки или сотни на каждый скелет или череп. Это потому, что эмаль, покрывающая зуб, уже на 97 процентов минеральна, а зубы прочнее костей, поэтому они с большей вероятностью выживут, пишет антрополог Питер Унгар в книге « Эволюция укуса: история зубов, диета и происхождение человека» .
Другими словами, зубы похожи на копейки древних человеческих останков; они появляются везде.
Но в отличие от копейки, они часто являются сокровищницей. Все, от формы зуба до его толщины эмали, говорит исследователям кое-что о человеке, у которого во рту когда-то обитал зуб: что они ели, где они жили, какие болезни у них были. Как говорит палеоантрополог Кристин Крюгер, зубы - это «маленькие кусочки головоломки, которые могут помочь увидеть« общую картину »чьей-то жизни».
Крюгер собирает эти кусочки головоломки с помощью роботизированного устройства под названием ART для технологии искусственного ресинтеза. Имитатор жевания имитирует человеческую челюсть, чтобы показать, как на зубы воздействует дребезг от разных продуктов, чтобы определить, оставляют ли эти продукты крошечные ссадины на «зубах» машины. «Это имеет существенное значение для нашего понимания диет гоминина, особенно тех, кто занимается Считается, что они потребляют большое количество мяса », - сказал Крюгер по электронной почте. Она и ее коллеги уже обнаружили, что мясо не оставляет микронных подписей, что может изменить то, как ученые анализируют зубы гомининов, которые считаются особенно плотоядными, как неандертальцы.
Зубы могут показаться скромными по сравнению с более ослепительными экземплярами, такими как черепа, но костные выпуклости предлагают больше, чем их доля сюрпризов. «Я постоянно удивляюсь тому, что нахожу при осмотре зубов», - сказал Крюгер. «Они - действительно маленькие окна в жизнь человека». Исследуйте некоторые из самых захватывающих открытий, сделанных с помощью древних шомперов, и технологии, которая делает эти идеи возможными.
Таунг Чайлд Australopithecus africanus, Australopithecus afarensis и Homo erectus. Знаменитый скелет Люси относится к виду Australopithecus afarensis. (Сабена Джейн Блэкберд / Алами) Диета и здоровье
Хотя морская диета древних хорватов является интересной новостью для ученых, другие находки оказались столь же впечатляющими. Взять, к примеру, австралопитеков Люси. Химический анализ ее зубов показывает, что еще 4 миллиона лет назад диета гомининов внезапно стала гораздо более разнообразной, чем у других приматов. Обезьяны, живущие на деревьях, все еще заказывали меню джунглей, а более похожие на человека гоминины расширили свои вкусы, предложив джунгли и саванну.
Углеродные подписи древних зубов показывают, что Люси и ее родственники вышли за пределы фруктов и мягких почек деревьев и кустарников и фактически ели других животных; развитие более толстой эмали отражает, что они также разработали большую защиту, чтобы есть семена, орехи и корни. «В какой степени этот рацион питания отражал активную охоту, или сбор мелких жертв, таких как членистоногие, или уборку мусора, или комбинацию всего этого, до сих пор неясно, но что-то явно произошло», - пишет палеоантрополог Ян Таттерсолл в «Странном случае Загадочный казацкий и другие поучительные истории из эволюции человека .
Зубной отчет также может выявить важные признаки здоровья для антропологов. В одном исследовании исследователи изучили дентин - ткань, которая образуется под эмалью - у современных греков по сравнению с доисторическими ближневосточными сообществами. У современных греков уровень дефицита витамина D был в четыре раза выше, чем у их древних предков, возможно, из-за того, что они проводили больше времени в помещении или переодевались, хотя исследователям еще не удалось найти однозначного ответа. У людей до земледелия также были значительно более низкие показатели полостей, и исследователи начали извлекать бактериальную ДНК из кальцифицированной бляшки, чтобы увидеть, как изменились штаммы бактерий после введения сельского хозяйства.
Несмотря на заявления, сделанные приверженцами «диеты Палео» (которая, как понятно, не отражает фактическую палеолитическую диету), не все результаты доисторической жизни были положительными. Дебби Гуателли-Штейнберг, антрополог из Университета штата Огайо и автор книги « Что показывают зубы об эволюции человека», воочию увидела, как болезнь и недоедание поражают неандертальцев. Для этого она изучает линейные отметки на эмали, называемые гипоплазиями, которые возникают, когда образование эмали на короткое время прекращается из-за генетических или экологических причин.
«Некоторые сбои [у неандертальцев] были довольно продолжительными, почти до трех месяцев», - говорит Гателли-Штейнберг о своих исследованиях. «Это трудно интерпретировать, но когда такой длительный период времени, вероятно, это как-то связано с недоеданием».
Нижние зубы, найденные в пещере на юге Китая, свидетельствуют о самых ранних недвусмысленных современных людях в регионе. (Лю Ву и др. / Природа) Поведение и миграция
В 2015 году исследователи обнаружили одну из наиболее значительных находок в археологии зубов: 47 зубов в пещере на юге Китая. Эти зубы, идентифицированные как принадлежащие Homo sapiens, свидетельствуют о том, что наш вид появился в Азии гораздо раньше, чем считалось ранее - еще от 80 до 120 тысяч лет назад.
Другие исследователи изучили бактерии древнего зубного налета, чтобы понять миграцию между полинезийскими островами, и провели химический анализ зубов, изучая изотопы стронция, которые поступают из подземных вод и запираются в эмали. Если стронций изменяется между первым моляром человека и вторым, это предполагает миграцию из одного места в другое.
«Другой способ - посмотреть и увидеть, насколько различны женщины и мужчины», - говорит Гуателли-Штайнберг. Если у женщин больше вариаций, чем у мужчин, это может означать, что женщины мигрировали из разных областей. (Как мы узнаем, является ли данный человек женщиной или мужчиной? Оказывается, что на этот вопрос также можно химически ответить, проверив один из образующих эмаль белков).
Зубы также предлагают дразнящее понимание поведения. Крюгер, например, изучил износ зубов неандертальцев, чтобы понять, как они использовали свои рты в качестве дополнительного инструмента. «В то время как те люди, которые жили в более холодных и открытых условиях, использовали свои передние зубы для зажима и захвата (наиболее вероятно, используя свои передние зубы в качестве третьей руки во время подготовки шкуры животного к одежде или укрытию), иногда в более лесистых и теплых условиях использовались их зубы, чтобы смягчить волокна или дерево, или, возможно, ретушировать инструменты », - сказал Крюгер по электронной почте.
Нижняя челюсть отливает ранних гомининов Paranthropus robustus и Paranthropus boisei, также известного как Щелкунчик. (Музей естествознания / Алами) Эволюция и видовой идентификатор
По сравнению с современными людьми, у многих гомининов были зубастые рты. «Щелкунчик» (aka Paranthropus boisei ), гоминин, живший 2, 3 миллиона лет назад, имел самые большие моляры и самую толстую эмаль из всех гомининов. У человека прямоходящего, который жил во всем мире 1, 5 миллиона лет назад, были большие клыки, чем у современных людей. Но оба по-прежнему следовали эволюционной тенденции общего уменьшения размера зуба: размер нашей челюсти и зубов медленно уменьшался в течение миллионов лет. Современные люди обычно получают 32 зуба к тому времени, когда становятся полностью взрослыми, в том числе четыре зуба мудрости, которые часто нужно удалять, потому что для них просто нет места.
«Это во многом связано с изменениями в диетических стратегиях», - сказал Крюгер. «Почему изменились наши диетические стратегии? Они были адаптацией к изменяющимся условиям окружающей среды, что хорошо документировано во время плио-плейстоцена ».
Благодаря огромным различиям в зубах между современным человеком разумным и всеми его предками, зубы являются прекрасным инструментом для идентификации видов. Но как ученые узнают, следует ли классифицировать особо большой или маленький зуб как другой вид, или это просто пример изменения внутри вида? Это, безусловно, был вопрос, касающийся одного моляра возрастом 750 000 лет, обнаруженного в 2015 году. Это был самый маленький коренной зуб, когда-либо найденный в Африке во время среднего плейстоцена, что увеличивает количество вариаций среди всех образцов в регионе. Относительно того, к какому виду он принадлежал, это еще предстоит определить.
По словам Крюгера, нет четкого ответа на эти хитрые вопросы идентификации.
«Подумайте только о разнице в размерах, которую можно найти у живых людей. Думайте баскетболист против жокея лошади! ”Сказал Крюгер. «Все палеоантропологи согласны с тем, что вариации существовали в прошлом, но расходятся во мнениях относительно границы между вариациями в пределах одного вида и достаточными вариациями, чтобы представлять разные виды».
развитие
Помимо челюстей, которые не оставляют достаточно места для наших зубов, еще одной отличительной чертой современных людей является наш чрезвычайно длительный процесс развития, который отражается в том, как много времени нам требуется, чтобы получить полный рот взрослых жемчужно-белых.
«У нас долгое детство, в котором мы учимся и осваиваем навыки для выживания, и у нас, похоже, самые длинные периоды развития любого нечеловеческого примата», - говорит Гателли-Штайнберг. Знание того, сколько времени требуется современным людям, чтобы вырастить свои молочные зубы и получить полный набор взрослых моляров, полезно для изучения археологических данных и сравнения развития других видов с нашими собственными.
Ученые отслеживают это изменение, используя неонатальную линию, которая образуется на первом моляре при рождении - слабая линия, видимая под микроскопом, которую Гателли-Штейнберг сравнивает с свидетельством о рождении. Эта линия является отправной точкой: оттуда ученые могут сосчитать последующие перикиматы, линии эмали, которые образуются ежедневно, как кольца деревьев, чтобы узнать, насколько развиты зубы ребенка во время его смерти. Например, челюстная кость с зубами, найденная на Гибралтаре и приписанная к молодому неандертальскому ребенку, получила трехлетний возраст после его смерти и показала несколько более быстрое прорезывание зубов, чем у Homo sapiens .
Другие исследователи использовали подобные методы, чтобы доказать, что развитие, наиболее похожее на развитие современного человека, началось после появления Homo erectus . В то время как у Erectus развитие зубов было еще быстрее, чем у нашего вида, они были медленнее, чем гоминины, которые были раньше Guatelli-Steinberg и ее коллеги недавно представили документ о развитии зубов Homo Naledi, который, кажется, отличает его от других ранних гомининов, и она надеется, что их работа станет только началом исследований этого недавно обнаруженного вида.
Примечание редактора, 3 июля 2018 года: эта публикация изначально ошибочно указала, что люди прибыли в Азию от 80 до 120 миллионов лет назад; это было на самом деле от 80 до 120 тысяч лет назад.
