Как узнать, что неандертальцы ели на обед, не прибегая к чтению меню пещерных ресторанов? Учёные придумали ряд хитроумных способов реконструкции древнего рациона, и мы неоднократно знакомили читателей с результатами таких исследований. Помимо собственно объедков, найденных на доисторических стоянках, многое может рассказать анализ зубного камня, изучение изотопного состава костей и зубов, даже состав копролитов — ископаемых фекалий.
Одно из направлений, позволившее кое-что интересное узнать о неандертальском рационе — анализ содержания изотопов азота в коллагене, оставшемся в древних костях. Речь о соотношении двух стабильных изотопов азота, ¹⁵N: ¹⁴N, обозначается δ¹⁵N. Установлено, что эта величина коррелирует с положением на пищевой цепи: чем выше позиция, тем выше δ¹⁵N. Это значит, что у хищных животных δ¹⁵N должно быть выше, чем у растительноядных. У неандертальцев из Сибири и Западной Европы, чьи кости удалось изучить, этот показатель оказался очень высоким — даже выше, чем у других хищников. Неандертальцы, согласно таким исследованиям, должны были питаться львами и волками… Исследователи пытались объяснить такую картину тем, что древние охотники употребляли мясо мамонтов, у которых у самих обнаружены повышенные значения δ¹⁵N благодаря специфическому рациону. Правда, кости мамонтов на неандертальских стоянках находили не так часто. Но, может, охотники разделывали крупных животных прямо на месте, а на стоянку тащили только вырезку?
Как бы то ни было, с анализом изотопов азота есть существенная сложность: для этого нужен коллаген, а его сохранность в древних костях оставляет желать лучшего. Самым древним человеческим костям, в которых сохранился пригодный для анализа коллаген, 90 тысяч лет. Кроме того, коллаген любит холод. Поэтому с исследованиями такого рода на юге Западной Европы возникали проблемы. Оставалось полагаться на другие методы, которые давали противоречивую информацию: на стоянках полно костей млекопитающих и птиц, а анализ зубного камня, включая даже древнюю ДНК, говорил о частом поедании неандертальцами растений и грибов. Кроме того, некоторые исследования указывали на питание морепродуктами и даже на каннибализм.
Авторы новой публикации в PNAS пошли другим путём: они анализируют содержание в древних костях изотопов цинка: соотношение ⁶⁶Zn/⁶⁴Zn, обозначаемое δ⁶⁶Zn. Исследования показали, что содержание этих изотопов в зубной эмали даёт информацию о рационе животных: чем выше положение в пищевой цепи, тем δ⁶⁶Zn ниже. Правда, значение этого показателя также связывают с грудным вскармливанием. У животных, получающих молоко, δ⁶⁶Zn повышается.
До этого момента учёные уже исследовали древних и современных животных на содержание изотопов цинка, но проводили подобный анализ только для одного древнего Homo sapiens из Юго-Восточной Азии; неандертальцев же с этой стороны не рассматривали вообще.
Авторы новой статьи, которые занимаются изучением находок в испанской пещере Габаса, решили заполнить этот пробел. Этот памятник среднего палеолита раскапывают уже около 40 лет, и он очень хорошо задокументирован. Возраст археологических слоёв — около 140 тыс. лет. Здесь найдены многочисленные кости млекопитающих, растительноядных и хищных, а также останки неандертальцев, включая четыре неандертальских зуба.
Наличие костей хищников хорошо тем, что позволяет сравнивать различных мясоедов между собой. Исследователи проанализировали изотопный состав эмали 43 зубов, принадлежавших 12 видам животных, включая рысь, волка, лисицу, пещерную гиену, пещерного медведя, серну, оленя, кролика, лошадь и так далее. И, конечно, в исследовании участвовал неандертальский зуб, первый коренной. Пробу брали, стараясь как можно меньше повредить зуб, и специально выбрали область, которая должна формироваться уже после отнятия ребенка от груди — фрагмент эмали в нижней части коронки.
Помимо цинка, проанализировали содержание других изотопов, которые могут дать информацию об образе жизни древних животных — стронций, углерод и кислород. Из четырёх зубов попытались выделить коллаген, но тщетно.
Как и следовало ожидать, δ⁶⁶Zn растительноядных животных оказалось выше, чем у хищных. Самые высокие значения — у лошадей и ослов. Гиены заняли промежуточное положение, вероятно, из-за их любви к поеданию костей. Считается, что это приводит к более высоким значениям δ⁶⁶Zn. Пещерные медведи оказались ближе к крупным растительноядным и кроликам, чем к хищным, что указывает на то, что эти ископаемые звери питались в основном растительной пищей.
А у неандертальца, уже предсказуемо, δ⁶⁶Zn самое низкое из всех, гораздо ниже, чем у других хищников.
По соотношению изотопов стронция ⁸⁷Sr/ ⁸⁶Sr неандертальцы мало отличаются от оленей и кроликов. По-видимому, этот показатель напрямую связан с содержанием соответствующих веществ в почве в районе обитания.
Что касается изотопов углерода и кислорода, их соотношение у неандертальца совпадают с таковыми у пещерных животных — медведей и гиен. Вероятно, это отражает образ жизни неандертальцев, проводивших в пещерах немало времени.
Итак, судя по δ⁶⁶Zn, неандерталец был хищником высшего уровня, превосходящим по этому показателю других плотоядных — картина, аналогичная полученной ранее по изотопам азота. Можно было бы предположить, что неандерталец мигрировал сюда с других территорий, поэтому отличается от местных хищных, однако этому противоречат данные по изотопам стронция. Согласно их содержанию, происхождение неандертальца то же, что и других животных, населявших эту территорию.
Как же объяснить наблюдаемую картину? Авторы исследования обсуждают несколько гипотез.
1) неандертальцы употребляли в пищу мясо только взрослых животных, у которых δ⁶⁶Zn может быть ниже. Однако это предположение не соответствует археологии: согласно ей, люди в Габасе охотились на молоденьких лошадей и оленей, в то время как другие хищники ловили взрослых горных козлов.
2) неандертальцы были каннибалами, либо питались хищными животными — волками, рысями… Но отсутствие следов орудий на костях людей и хищников делает и эту гипотезу маловероятной.
3) неандертальцы ели какие-то специфические продукты с очень низким δ⁶⁶Zn: печень животных, птичье мясо, грибы, фрукты и листья (!), насекомых. Тоже маловероятно: известно, что другие животные, найденные в Габасе, вполне могут питаться подобными продуктами. Рысь лакомится печенью, олени едят листья, а лисы, медведи и кролики употребляют грибы, но исследователи не заметили у перечисленных зверей заметного снижения δ⁶⁶Zn.
4) неандертальцы питались водными ресурсами. Правда, археологических свидетельств, типа рыбьих костей, в Габасе не найдено, но на других неандертальских стоянках такие находки были. Например, кости форели обнаружены в мустьерских слоях грота Нуазетье во французских Пиренеях. У мяса форели действительно очень низкие значения δ⁶⁶Zn, но чтобы достигнуть требуемой величины, неандертальцы Габасы должны были питаться почти исключительно форелью. Маловероятно.
5) Неандертальцы как-то особенно обрабатывали пищу, например, термически. Это может приводить к повышенным значениям δ¹⁵N. Однако чтобы такая обработка повлияла на содержание изотопов цинка, нужна температура порядка 900 градусов, что сложно достигнуть на открытом огне. Но даже если бы получилось, то δ⁶⁶Zn в такой ситуации, наоборот, возрастало бы.
Наконец, к наблюдаемой картине могла привести комбинация пищевых стратегий. Низкое содержание δ⁶⁶Zn получилось бы при употреблении в пищу мышечной ткани и печени оленей и кроликов. Кости кроликов в Габасе очень многочисленны, и на некоторых из них видны отметины от орудий. Правда, следы разделки есть и на костях лошадей и оленей, однако, быть может, именно та часть зуба, из которой брали образец для анализа, сформировалась в период, когда неандертальцы налегали на кроликов.
Кроме того, более высокое значение δ⁶⁶Zn у других хищных животных можно объяснить тем, что эти звери употребляли в пищу не только мясо, но и кости, а также значительное количество крови.
Наконец, исследователи не исключают, что наблюдаемая картина связана с какими-то особенностями неандертальского обмена веществ. «Следует отметить, — пишут авторы, — что неандерталец является наиболее плотоядным видом среди приматов и единственным мясоедом не из отряда Carnivora в фаунистическом комплексе Габасы». Значит, неандертальский ЖКТ мог адаптироваться к имеющемуся рациону неким особенным образом, отличающим неандертальцев от других хищников.
Перечисляя все возможные гипотезы, не стоит забывать и об элементе случайности: ведь речь идёт об анализе одного-единственного зуба.