М. Йонеда, Я.В. Кузьмин, М. Морита, А.Н. Попов, Т.А. Чикишева,
Я. Шибата, Е.Г. Шпакова

РЕКОНСТРУКЦИЯ ПАЛЕОДИЕТЫ ПО СТАБИЛЬНЫМ ИЗОТОПАМ УГЛЕРОДА И АЗОТА В КОЛЛАГЕНЕ КОСТЕЙ ИЗ НЕОЛИТИЧЕСКОГО МОГИЛЬНИКА БОЙСМАНА–2 (ПРИМОРЬЕ)

Реконструкция структуры питания древнего человека долгое время оставалась сложной задачей и основывалась преимущественно на таких косвенных данных, как набор орудий труда, состав промысловой фауны и растительных остатков на стоянках. С разработкой в 1970–1980-е гг. инструментальных методов анализа химического состава коллагена, выделенного из костей древнего человека (см. обзор в [1]), стало возможным определение основных компонентов диеты на основе изучения соотношения стабильных изотопов азота (14N, 15N) и углерода (12C, 13C) в коллагене. Особенно успешным оказалось применение данного метода для разделения типов палеодиеты на морской (морские млекопитающие и беспозвоночные) и наземный (сухопутные млекопитающие и растения) [2–4].

Для изучения палеодиеты нами был выбран могильник Бойсмана–2, расположенный на побережье залива Петра Великого в южном Приморье, в 55 км к юго-западу от Владивостока, и относящийся к бойсманской культуре раннего неолита [5]. На юге Дальнего Востока России находки скелетов древних людей крайне редки, и поэтому изучение палеодиеты по материалам этого древнейшего в регионе могильника представляет большой интерес как для антропологов, так и для археологов и палеогеографов. Антропологические данные [5] дают основание предполагать, что носители бойсманской культуры имеют сходство с современными тихоокеанскими монголоидами, в частности, чукчами. Уникальный по степени сохранности и по богатству антропологическими и археологическими находками памятник Бойсмана–2 уже изучался различными методами естественных наук [6, 7]. В данной работе вводятся в научный оборот новые данные о палеодиете обитателей стоянки.

Нами был изучен изотопный состав углерода и азота в коллагене трубчатых костей и ребер десяти скелетов могильника Бойсмана–2, раскопанного в 1991/92 гг., а также получены радиоуглеродные датировки по коллагену костей. Выделение коллагена было проведено по усовершенствованной методике Р. Лонжина [8, 9]. Для анализа стабильных изотопов использовался масс-спектрометр Finnigan MAT 252. Точность измерения изотопов углерода составляет ±0.1 промилле; изотопов азота ±0.2 промилле. Для радиоуглеродного датирования использовался ускорительный масс-спектрометр Национального института по изучению окружающей среды (Цукуба, Япония) [10].

Результаты анализов представлены в таблице.

Таблица

Изотопный состав углерода и азота и радиоуглеродный возраст коллагена скелетов могильника Бойсман–2

*Д – детское погребение; пол не установлен

Величина d13С (в промилле) составляет от –13.8 до –15.1 (среднее –14.3); величина d15N (в промилле) – от +17.1 до +18.8 (среднее +18.1). Отношение углерода к азоту в коллагене (C/N) составляет от 3.16 до 3.28 (среднее 3.23), что в целом совпадает с величиной C/N (2.9–3.6) для костей с хорошо сохранившимся коллагеном [11]. Для сравнения полученных данных с изотопным составом коллагена костей сухопутных и морских животных, а также древних людей – обитателей побережья и материка были использованы литературные данные по различным районам Северного и Южного полушарий [2–4, 11–14].

Сравнение данных совершенно отчетливо показывает, что основным источником пищевых ресурсов древних людей могильника Бойсмана–2 были морские организмы. Соотношение изотопов обоих элементов в костях древних людей близко к таковому для а) древних обитателей побережья Британской Колумбии (d13С = –13.4± 0.9) [2] и других морских охотников побережья Северной Америки (d13С от –17.0 до –11.5; d13N от +17.0 до + 20.0) [3]; б) мезолитических обитателей Дании (d13С от –16.0 до –11.0) [12]; в) аборигенов Хоккайдо и южного Сахалина (d13С от –16.5 до –11.0) [14]; г) обитателей побережья мыса Доброй Надежды (Южная Африка) (d13С от –15.1 до –11.0) [13]. Для древних сухопутных охотников и рыболовов Европы, Японии, Северной Америки и Южной Африки d13С составляет от –20.2 до –16.5; d13N колеблется в пределах от +12.5 до +19.0 [2, 3, 13, 14].

Известно, что разность Ddc = dчел–dжив [15] между соотношением изотопов в коллагене костей человека (dчел) и костей животных (dжив), составляющих источник его пищи, для углерода равна примерно 5 промилле в сторону обогащения изотопом 13C в костях человека [2]. Для азота величина Ddc составляет около 4 промилле в сторону обогащения изотопом 15N [15]. Таким образом, изотопный сдвиг на каждом трофическом уровне составляет для углерода +5 промилле, а для азота +4 промилле. Использовав данные об изотопном составе коллагена в костях животных с различными типами питания и сравнив их с данными по костям человека (рис. 1), с учетом Ddc можно сделать вывод о том, что для обитателей стоянки Бойсмана–2 основным источником пищи были хищные морские млекопитающие. Подтверждением этому служат находки в культурном слое бойсманской культуры костей морских млекопитающих, в частности тюленей и китов (устное сообщение Д.Р. Йеснера, Университет Аляски–Анкоридж, 1997 г.).

Можно предположить, что именно морские млекопитающие, а не моллюски были основным источником пищи для обитателей стоянки. Значительное количество раковин съедобных морских моллюсков на стоянке, сформировавших “раковинную кучу” [7], первоначально давало основание считать, что моллюски составляли важную часть пищевых ресурсов. Однако, при сравнении изотопного состава азота мяса моллюсков, d15N для которого составляет около +8.5 промилле [16], и коллагена костей древних людей (d15N около +18.0 промилле) видно, что разница между ними составляет около 10 промилле. В связи с этим логично предположить, что между моллюсками и древним человеком существовал еще один трофический уровень, поскольку обогащение изотопом 15N на двух уровнях составит около 10 промилле (при Ddc для каждого уровня около 4 промилле). Вероятнее всего, в пищу использовались в основном организмы более высокого трофического уровня, чем моллюски. К ним могли относиться тюлени, пищей которым служили наряду с рыбой и моллюски.

Рис. 1. Изотопный состав углерода и азота
в коллагене костей могильника Бойсман-2 (отмечено крестиками).

Для сравнения даны вариации изотопного состава коллагена костей наземных травоядных млекопитающих (поле №1); морских хищных млекопитающих, питающихся беспозвоночными (поле №2); морских хищных млекопитающих, питающихся позвоночными (поле №3) [по DeNiro, 1985].

Радиоуглеродные датировки по коллагену для девяти из десяти скелетов могильника Бойсман–2 (см. табл.) в целом хорошо согласуются с данными, полученными ранее по углю и костям животных из “раковинной кучи” [7].

Таким образом, на основании проведенных исследований можно утверждать, что около 5700–6100 радиоуглеродных лет назад (в календарном исчислении около 5200–4500 гг. до н. э. [17]) на побережье залива Петра Великого Японского моря обитали люди с высоким уровнем приморской адаптации. Возможно, что в дальнейшем население, оставившее могильник Бойсмана–2, послужило основой для формирования антропологического типа чукчей, также охотников на морского зверя.

В краниологической серии Босмана–2 отсутствуют зубы с кариозными повреждениями эмали. До сих пор среди специалистов нет единого мнения о причинах появления этого заболевания, однако многие исследователи отмечают прямую зависимость между случаями кариеса и углеводной диетой. Так, например, у неолитического населения Украины частота встречаемости этой патологии составляет примерно 5% [18].

Определение приоритетного питания пищей морских животных у неолитических групп бойсманской культуры еще раз подтверждает выявленную зависимость между диетой и зубной патологией. В контексте этого важно отметить, что на черепах из Приморья имеются характерные следы, оставленные таким заболеванием, как пародонтоз (который характеризуется изменением альвеолярного отростка и нарушением устойчивости зубов). Атрофия и резорбция альвеолярных ячеек, очень сильный налет зубного камня и прижизненная потеря зубов, отмеченная в группе бойсманцев, являются индикатором устойчивого нарушения работы внутренних органов и эндокринной системы, проявившихся под воздействием факторов внешней среды. Возможно, однотипная диета морских охотников являлась одной из компонент такого давления, вызывающего длительный стресс организма. Следовательно, мы можем предположить, что реконструируемая диета, которая была присуща группам из Бойсмана–2, и реакция на нее организма, отражающая адаптационные процессы, могли быть вызваны миграцией и изменением типа хозяйствования и питания [19].

Показателем эпизодического стресса, который может быть связан с голоданием или длительным дефицитом питания, является гипоплазия (нарушение образования эмалевого слоя коронки в процессе формирования зуба). Поскольку подобные отклонения были отмечены в серии Бойсмана–2, мы можем, основываясь на данной аномалии и на реконструкции пищевого рациона, предположить, что древние жители испытывали перебои в добыче пищи.

Таким образом, полученные нами данные свидетельствуют о том, что около 6000 л. н. в южном Приморье существовало население, ориентированное на использование морских пищевых ресурсов. Наличие зубной патологии дает возможность предположить, что морская пища не была привычной и вызывала стрессовые состояния организма древних людей. Вероятно, это говорит о том, что мы имеем дело с начальной стадией приморской адаптации, которая в дальнейшем получила свое развитие в более северных регионах тихоокеанского побережья.

Полученные результаты наглядно иллюстрируют перспективность применения методов изотопной геохимии для решения задач антропологии, археологии и этнической истории Дальнего Востока России. Представленные результаты получены при частичной финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (гранты № 96–06–80688, 96–06–80324) и Японского фонда (1996).

 

ЛИТЕРАТУРА

1. Pate F.D. Bone Chemistry and Paleodiet // Journal of Archaeological Method and Theory. 1994. – V. 1. – №2. – P. 161–209.

2. Chistolm B.S., Nelson D.E., Schwarcz H.P. Stable-Carbon Isotope Ratios as a Measure of Marine Versus Terrestrial Protein in Ancient Diets // Science. 1982. – V. 216. – №4550. – P. 1131–1132.

3. Schoeninger M.J., DeNiro M.J., Tauber H. Stable nitrogen isotope ratios of bone collagen reflect marine and terestrial components of prehistoric human diet // Science. 1983. – V. 220. – №4604. – P. 1381–1383.

4. Schoeninger M.J., DeNiro M.J. Nitrogen and carbon isotopic composition of bone collagen from marine and terrestrial animals // Geochimica et Cosmochimica Acta. 1984. – V. 48. – №8. – P. 625–639.

5. Попов А.Н., Чикишева Т.А., Шпакова Е.Г. Бойсманская археологическая культура Южного Приморья (по материалам многослойного памятника Бойсмана–2). – Новосибирск: Институт археологии и этнографии СО РАН, 1997. – 96 с.

6. Верховская Н.Б., Кундышев А.С. Природная среда южного Приморья в неолите и раннем железном веке // Вестн. Дальневосточного отделения РАН. 1993. – №1. – С. 18–26.

7. Джалл Э.Дж.Т., Кузьмин Я.В., Лутаенко К.А., Орлова Л.А., Попов А.Н., Раков В.А., Сулержицкий Л.Д. Среднеголоценвая малакофауна неолитической стоянки Бойсман–2 (Приморье): состав, возраст, условия обитания // Доклады Академии наук (РАН). 1994. – Т. 339. – №5. – С. 697–700.

8. Longin R. New method of collagen extraction for radiocarbon dating // Nature. 1971. – V. 230. – №5287. – P. 241–242.

9. Nakai N., Arita Y., Nakamura T., Kamei T., Akiyama M., Sawada K. AMS radiocarbon ages of mammal fossils from Lake Nojiri, Nagano Prefecture, and environmental changes during the Last Glacial Age // Summaries of Researches Using AMS at Nagoya University. – Vol. 2. – P. 26–37.

10. Kume H., Shibata Y., Tanaka A., Yoneda M., Kumamoto Y., Uehiro T., Morita M. The AMS Facility at the National Institute for Environmental Studies (NIES), Japan // Nuclear Instruments and Methods in Physics, Section B. 1997. – Vol. 123. – P. 31–33.

11. DeNiro M.J. Postmortem preservation and alteration of in vivo bone collagen isotope ratios in relation to paleodietary reconstruction // Nature. 1985. – V. 317. – №6043. – P. 806–809.

12. Tauber H. 13C evidence for dietary habits of prehistoric man in Denmark // Nature. 1981. – V. 292. – №5821. – P. 332–333.

13. Sealy J.C., van der Merwe N.J. Isotope assessment of Holocene human diets in the southwestern Cape, South Africa // Nature. 1985. – V. 315. – №6019. – P. 138–140.

14. Roksandic Z., Minagawa M., Akazawa T. Comparative Analysis of Dietary Habiits between Jomon and Aiinu Hunther-Gatherers from Stable Isotopes of Human Bone // Journal of the Anthropological Society of Nippon. 1988. – V. 96. – №4. – P. 391–404.

15. Schwarcz H.P., Melbye J., Katzenberg M.A., Knuf M. Stable isotopes in human skeletons of southern Ontario: Reconstructing palaeodiet // Journal of Archaeological Science. 1985. – V. 12. – №2. – P. 187–206.

16. Sealy J.C., van der Merwe N.J., Lee-Thorp J.A.L., Lanham J.L. Nitrogen isotopic ecology in southern Africa: Implications for environmental and dietary tracing // Geochimica et Cosmochimica Acta. 1987. – V. 51. – №11. – P. 2707–2717.

17. Stuiver M., Long A., Kra R.S. (eds.) Calibration 1993 // Radiocarbon. 1993. – V. 35. – №1. – P. 1–237.

18. Сурнина Т.С. Состояние зубочелюстной системы древнего населения на Чукотке (палеоантропологический материал из Уэленского и Эквенского могильников) // Арутюнов С.А., Сергеев Д.А. Древние культуры азиатских эскимосов (Уэленский могильник). – М.: Наука, 1969. – С. 201–205.

19. Бужилова А.П. Изучение физиологического стресса у древнего населения по данным палеопатологии // Экологические аспекты палеоантропогических и археологических реконструкций. – М.: Институт археологии АН СССР, 1992. – С. 78–104.

 

© 1998 г. Национальный институт по изучению окружающей среды, Цукуба, Япония;

Тихоокеанский институт географии Дальневосточного отделения РАН,Владивосток;

Дальневосточный государственный университет,Владивосток;

Институт археологии и этнографии СО РАН, Новосибирск