CC BY
32
УДК 572.023
DOI: 10.24411/2658-7637-2019-11506
Н.Г. Брюхова
ИЗОТОПНАЯ ПОДПИСЬ, КАК ИНДИКАТОР ПИЩЕВОЙ СТРАТЕГИИ СРЕДНЕВЕКОВОГО НАСЕЛЕНИЯ ПЕРМСКОГО ПРЕДУРАЛЬЯ
Пермский федеральный исследовательский центр УрО РАН, Пермь, Российская
федерация
Исследуя механизмы адаптации древнего населения определённого региона к условиям окружающей среды в исторической динамике, особое внимание отводится такому важному элементу формирования систем жизнеобеспечения как питание. Одним из способов исследования традиций питания древних популяций является анализ изотопного состава углерода и азота в коллагене костей. Для анализа изотопного содержания углерода ё13С и азота в коллагене костей происходящих из
средневековых памятников с хронологическим диапазоном IV-XVII вв.н.э. были отобраны 32 костных образца с территории 11 археологических памятников. Исследования показали, что на протяжении более чем тысячи лет население, проживающее на территории Пермского Предуралья, придерживалось одной пищевой стратегии с преобладанием в рационе мяса травоядных животных и продуктов животного происхождения.
Для более подробного анализа системы питания необходимо продолжение исследований в области соотношения стабильных изотопов углерода и азота. В частности, необходимо пополнение базы изотопных показателей данными по животным, рыбам и растениям региона.
Ключевые слова: питание, изотопная подпись, стабильные изотопы углерода и азота, археологический памятник
N.G.Bryukhova
ISOTOPIC SIGNATURE AS AN INDICATOR OF THE FOOD STRATEGY OF THE MEDIEVAL POPULATION OF THE PERM CIS-URAL
Perm Federal Research Center, Ural Branch of the Russian Academy of Sciences, Perm, Russian
Federation
Abstract. Nutrition is an important element in the adaptation of the ancient population of a certain region to environmental conditions in historical dynamics Analysis of the isotopic composition of carbon and nitrogen in bone collagen is one of the ways to study the nutritional traditions of ancient populations. To analyze the isotopic carbon content ё13С and nitrogen S15N in the collagen of bones originating from medieval monuments with a chronological range of the 4th - 17th centuries AD 32 bone specimens from 11 archaeological sites were selected. Studies have shown that for more than a thousand years, the population living in the Perm Urals has adhered to one nutritional strategy. This nutritional strategy is based on the predominance of herbivores and animal products in the diet.
For a more detailed analysis of the nutrition system, further research is needed in the ratio of stable carbon and nitrogen isotopes. In particular, it is necessary to replenish the base of isotopic indicators with data on animals, fish and plants of the region.
Keywords: nutrition, isotopic signature, stable isotopes of carbon and nitrogen, archaeological site
Хозяйственно-культурный облик населения обусловлен успешностью решения вопросов оптимального жизнеобеспечения. Питание удовлетворяет одну из важнейших физиологических потребностей человеческого организма, обеспечивая его формирование, функционирование, устойчивость к
неблагоприятным воздействиям внешней среды [Прохоров, 2005, с. 128]. Традиции питания складываются на протяжении многих веков, в них много целесообразного, отвечающего обычаям, вкусам, образу жизни, климату.
Процесс отбора из окружающей среды тех или иных компонентов, которые затем становились основой традиционной системы питания, действуя на протяжении многих поколений, оказывает влияние на филогенетическое развитие человека.
Анализ изотопного состава стабильных изотопов углерода и азота в коллагене костей, позволяет реконструировать источники питания древних популяций. Изотопная подпись образца отражает не усредненный рацион всей жизни индивида, а диету последнего десятилетия (или более) его жизни.
Метод основан на том, что соотношение стабильных изотопов азота и углерода преобразовывается от пищевых источников к потребителям и обеспечивает непрерывное измерение трофической позиции организма. С каждым трофическим уровнем в пищевых сетях происходит так называемое трофическое обогащение, или фракционирование стабильных изотопов, определяемое как разница между изотопной подписью потребителя и пищи. Разница между изотопной подписью углерода (813С) потребителя и пищи позволяет определить пищевые источники углерода, а разница между изотопной подписью азота (S15N) потребителя и пищи — структуру пищевых сетей и дает возможность приблизительно определить относительный трофический уровень разных животных в любой экосистеме. С каждым трофическим уровнем подпись азота обычно увеличивается на 2-5%о. Подпись углерода очень незначительно увеличивается по трофическим уровням между потребителем и пищей (лишь на 0,4-08%), т.е. остается близкой к пище, и является очень хорошим индикатором пищевого источника углерода [Post, 2002, с. 713; McCutchan et al., 2003].
Для анализа изотопного содержания углерода S^C и азота S15N в коллагене костей происходящих из средневековых памятников с хронологическим диапазоном IV-XVII вв. н.э. были отобраны 32 костных образца с территории 11 археологических памятников.
В 25 случаях образцы были представлены костными останками людей, взятыми из 25 погребений восьми средневековых некрополей: Митинский могильник IV-VI вв. (8 обр.), Пыштайнский II могильник VII-IX вв. (1), Важгортский могильник VII-IX вв. (1), Каневский могильник VII-IX вв. (1), Демёнковский могильник VII-IX вв. (1), Баяновский могильник X в. (4), Рождественский мусульманский могильник XI-XIII вв. (1), Плотниковский могильник XIII-XV вв. (8). Также проанализирована кость человека из могилы на Троицком холме г. Чердынь XVII вв. и кость человека с площадки раскопа Роданова городища X-XIV вв. Отобранные образцы представляют собой длинные кости конечностей, в большинстве случаев - это большеберцовые кости. В пяти случаях на анализ были переданы кости животных - 2 кости лошади и 3 кости КРС. Кости лошадей происходят из ямы, обнаруженной на Митинском могильнике и из погребения Плотниковского могильника. Кости КРС взяты из слоя Вакинского селища и ям Роданова городища (табл.1).
Анализ изотопного состава углерода и азота в коллагене отобранных костей выполнен в лаборатории археологической технологии Института истории материальной культуры РАН, при помощи масс-спектрометра ThermoFinnigan Delta V с элементным анализатором СЕ/ЕА-1112. При анализе, использовались
стандартные методы, которые описывались многими авторами в своих работах [Николаев и др., 2011; с. 106-107, Яворская и др., 2015; с. 55-56].
Малые величины показателей изменчивости (я) дельта углерода свидетельствуют о том, что люди, оставившие данные средневековые могильники существовали в единой экологической нише с трофической базой из растений умеренных и холодных природных зон, осуществляющих фотосинтез по типу С3. Величины содержания в костях стабильных изотопов азота 15К не очень значительны, но они вполне соответствуют трофическому уровню потребителей мяса травоядных животных (табл. 2).
Сравнение показателей изотопного соотношения в коллагене костей между образцами из указанных могильников позволяют сделать вывод об отсутствии значимых различий в диете средневекового населения Пермского Предуралья на протяжении более чем тысячи лет (IV - XVII вв.). Не видно принципиальных различий и в распределении пищи по половому признаку (табл. 2). Однако если
13 15
распределить индивидуальные показатели соотношения С и N в поле двух осей координат, то станет заметно, что женщины и подростки по оси, отвечающей за изотопный состав углерода, смещены в сторону более низких показателей по сравнению с мужчинами. По содержанию азота разницы не наблюдается (рис. 1).
Для сравнения с исследуемыми образцами были использованы данные по палеоантропологическим материалам раннего железного века: Саргатская общность 513С - 20,7%о, б1^ 12,3%о, ранние сарматы, общее 513С - 16,7%о, б1^ 13,0%о,
13 15
поздние сарматы, Абганерово 5"С - 16,8%о, б^ 13,3%о [Ражев, 2009; с .355]. А так же материалы групп сельского и городского населения Руси домонгольского
13 15
и более поздних периодов: город Ярославль б С - 20,4%о, б N 11,6%о, город Дмитров б13С - 20,01%о, б1^ 12,16%о, Московский Кремль б13С - 20,46%о, б1^
13 15
11,96%о, курганный могильник Расторгуево б"С -20,4%о, б1^ 10,57%о [Энговатова и др., 2015, с. 86].
По итогам сравнения можно сделать выводы, что обе сарматские выборки
13
по значению б С отличаются от групп Пермского Предуралья и остальных групп, выбранных для сравнения. Это объясняется их проживанием на территории с более теплым и засушливым климатом и включением в их рацион или в рацион потребляемых ими животных засухоустойчивых растений с фотосинтезом типа С4.
13
Остальные группы имеют незначительные расхождения в показателях б С, что говорит о том, что они существовали в экосистемах со схожими климатическими условиями и растительным покровом.
Однако средние показатели соотношения стабильных изотопов углерода и азота в образцах из Пермского Предуралья немного ниже, чем у саргат и групп средневековой Руси. Особенно заметна эта разница в отношении содержания в коллагене костной ткани. Возможно, это связано с меньшим включением рыбных ресурсов в рацион питания средневековых жителей Пермского Предуралья, так как в белках большинства морских и пресноводных рыб повышено содержание тяжелого изотопа 15К, а при движении по пищевой цепочке его доля еще более возрастает.
Из особенностей следует выделить показатели мужчины из погребения №384 Баяновского могильника, умершего в возрасте 35-50 лет. По содержанию в коллагене костей он имеет самую высокую цифру - 11,3%о. В то же время
радиоуглеродная дата, полученная из этого образца, показывает более древний возраст костей индивида (VI-VII вв.) по сравнению со временем существования могильника (X в.). Возможно, это результат резервуарного эффекта, когда употребление в пищу продуктов водного происхождения - рыб и моллюсков удревняет радиоуглеродную дату.
При толковании результатов изотопного анализа необходимо учитывать влияние климатических условий. Известно, что доля 15N уменьшается при увеличении количества атмосферных осадков, а сокращение освещённости под
13
очень густым пологом леса приводит к обеднению изотопом С. Таким образом, возможно, некоторые особенности соотношения стабильных изотопов углерода и азота в костном материале из археологических памятников Пермского Прикамья объясняются расположением этих памятников в лесной зоне с плотным лесным покровом и значительным среднегодовым количеством осадков [Брюхова, 2018, с. 36].
Подводя итоги, хотелось бы отметить, что на протяжении IV-XVII вв. н.э. население, проживающее на территории Пермского Предуралья, придерживалось одной пищевой стратегии с преобладанием в рационе мяса травоядных животных и продуктов животного происхождения: молоко, кровь и их производные.
Для более подробного анализа системы питания необходимо продолжение исследований в области соотношения стабильных изотопов углерода и азота. Для этого требуется пополнение базы изотопных показателей данными по животным, рыбам и растениям региона.
Библиографический список
1. McCutchan J.H., Lewis W.M., Kendall C., McGrath C.C. Variation in trophic shift for stable isotope ratios of carbon, nitrogen and sulfur // Oikos. - 2003. - V. 102. - P. 378-390.
2. Post D.M. Using stable isotopes to estimate trophic position: models, methods, and assumptions // Ecology. - 2002. - V. 83. - P. 703-718.
13
3. Брюхова Н.Г. Показатели изотопного содержания углерода (С) и азота
13
( С) в костном материале из средневековых памятников Пермского Предуралья // Человек и Север. Антропология, археология, экология: Материалы всероссийской конференции. - Тюмень: ИПОС РАН, 2018. - С. 33-36.
4. Николаев В.И., Кузнецова Т.В., Якумин П., Ди Маттео А. Изотопный состав углерода палеонтологических останков - источник информации о климате прошлого // Лёд и Снег. - 2011. - № 3 (115). - С. 105-113.
5. Прохоров Б.Б. Экология человека (Терминологический словарь). - Ростов-на-Дону: Феникс, 2005. - 478 с.
6. Ражев Д.И. Биоантропология населения саргатской общности. -Екатеринбург: УрО РАН, 2009. - 491 с.
7. Энговатова А.В., Добровольская М.В., Зайцева Г.И. «Кремлевская диета» древнерусского города (по изотопным данным) // КСИА. - 2015. - №237. - С.80-89.
8. Яворская Л.В., Антипина Е.Е., Энговатова А.В., Зайцева Г.И. Стабильные изотопы углерода и азота в костях домашних животных из трёх городов Европейской части России: первые результаты и интерпретации // Вестник Волгоградского госуниверситета. Серия 4: История. Регионоведение. Международные отношения. - 2015. - Т.1. - С. 54-64
13 15
Рис. 1. Индивидуальные показатели соотношения С и N
Таблица 1. Индивидуальные показатели соотношения 13С и 15К в костном коллагене _материалов из средневековых памятников Пермского края_
№ образца № анализа Образец Пол Возраст, лет 613 С, %о 615 N %о
1 1974, 1996 Плотниковский мог-к, погр. 25 ж > 35 -20,3 10
2 2949,2978 Плотниковский мог-к, погр. 33 ж 20-30 -20,5 9
3 1975, 1997 Плотниковский мог-к, погр. 42 м 50-60 -20,9 9,1
4 2500,2524 Плотниковский мог-к, погр. 71 м 45-60 -20,9 9
5 2950,2979 Плотниковский мог-к, погр. 85 ж 25-35 -21,6 9,3
6 2499,2523 Плотниковский мог-к, погр. 92 ? 14-16 -21,2 8,6
7 3110, 3135 Плотниковский мог-к, погр 118 м 20-25 -20,7 9,2
8 3827, 3844 Плотниковский мог-к, погр 154 м 30-40 -20,2 10
9 1976, 1998 Баяновский мог-к., погр. 252(2) ж 25-35 -21 9,4
10 2501,2525 Баяновский мог-к., погр. 116 м 30-40 -20,8 9,5
11 2008, 2035 Баяновский мог-к., погр. 252(1) ж 25-30 -21,3 10,6
12 3113, 3138 Баяновский мог-к., погр. 384 м 35-50 -20,7 11,3
13 2502,2526 Митинский мог-к, погр. 43 м 20-25 -20,9 9
14 2946,2975 Митинский мог-к погр. 49а ? 15-18 -21,4 9,3
15 2948,2977 Митинский мог-к, погр. 49б м 35-50 -20,7 10,8
16 2947,2976 Митинский мог-к, погр. 50а ж 30-50 -21,2 10,3
17 3112, 3437 Митинский мог-к, погр. 52 м 35-45 -21,4 8,9
18 2951,298 Митинский мог-к, погр. 57 м 18-22 -20,8 9,3
19 3856, 3843 Митинский мог-к, погр. 63 ж 25-30 -21,9 9
20 3829, 3846 Митинский мог-к, погр. 64 м 16-20 -20,3 9,6
21 3111, 3136 Деменковский мог-к, 2007, погр156а м 35-50 -20,6 10
22 3114,3139 Рождественск. мус. мог-к, погр. 146 м 35-50 -20,6 9,5
23 3439, 3462 Пыштайнский мог-к, погр. 26 ? 14-15 -21,5 10,3
24 3440, 3463 Важгорский мог-к, погр. 24 м 35-56 -20,7 9,8
25 3441, 3464 Каневский мог-к, погр. 1 ж 16-20 -21,5 9,6
26 3825, 3842 Роданово гор. ? ? -20,7 8,9
27 3828, 3845 Троицкий холм, Чердынь ж 18-22 -20,1 10,7
28 2945, 2974 Митинский курган, мог-к, 2015, яма 1, кости лошади -22,3 5,8
29 3830, 3847 Плотниковский мог-к, погр. 148 лошадь -21,9 6,4
30 3109, 3134 Вакино сел., кость КРС -22,2 6,3
31 3831, 3848 обр. 1 Роданово гор. Яма 2, КРС -22,3 4,1
32 3832, 3849 обр. 2 Роданово гор. Яма 2, КРС -21,7 6,1
Таблица 2. Средние показатели соотношения 13С и 15К в костном коллагене костей человека из средневековых памятников Пермского края, распределение по полу
Пол (кол-во индивидов) 613С, %о 615]Ч, %0
X 5 X 5
? (9) -21,0 0,6 9,8 0,7
в (14) -20,8 0,3 9,6 0,7
подростки 14-16 (3) -21,4 0,2 9,4 0,9
Все (27) -20,9 0,5 9,6 0,7
