Антропология зубов: как изучается история человечества
Мы часто публикуем новости об антропологах, которые с помощью изучения человеческих зубов проливают свет на древнейшую историю человечества. Это не удивительно, поскольку зуб хранит в себе даже самые незначительные на первый взгляд события из жизни человека. Поэтому так и ценны зубы наших предков — немые летописцы, которые могут рассказать все, вплоть до того, что ела условная прародительница 17 000 лет назад в 6 часов дня. Мы расскажем более подробно о работе биоархеологов и том, как именно зубы приоткрывают тайны истории.
Биоархеология была термином, впервые определенным Грэмом Кларком, британским археологом в 1972 году. Если раньше наука в большей степени изучала останки животных,то теперь связана с археологическим изучением человеческих останков. Биоархеология сочетает в себе несколько дисциплин: палеодемография, демографическое изучение древних популяций, палеогенетика, генетика палеонтологии и исследования покойницкой, экспертиза и изучение умерших останков. Анализ зубов — это как раз и является областью биоархеологии — так называемой антропологией зубов.
Одним из самых известных зубных антропологов можно по праву назвать профессора Дебби Гуателли-Штайнберг из Университета штата Огайо, которая изучает окаменелые зубы, чтобы ответить на вопросы об истории жизни, росте и рационе приматов и наших человеческих предков, а также об отношениях между различными видами. В своей книге «Что зубы говорят об эволюции человека» она дает широкий обзор того, что ученые узнали о наших предках, изучая окаменелые зубы.
Антропологи узнают много нового о первых людях и наших предках, изучая зубы. Одна из причин, по которой зубы дают так много информации, заключается в их доступности. Зубы являются наиболее сохранившимися остатками скелета, найденными в окаменелостях. Они маленькие и очень минерализованные, что делает их устойчивыми к разложению и способными сохранять свои первоначальные качества. Зубы человека могут помочь антропологу оценить, сколько лет останкам, диете, которую съел человек, дать анализ общего состояния здоровья и даже, возможно, рассказать им о культурных ритуалах человека.
Например, исследователи изучают структуру зубов, таких как выпуклости и бороздки, чтобы увидеть, как различные виды приматов и древних людей связаны друг с другом. Кроме того, поскольку масштаб развития зубов связан с общим развитием у большинства животных, исследователи могут использовать зубы, чтобы определить, сколько времени понадобилось людям разных видов, чтобы вырасти до зрелого возраста. Исследователи могут изучить степень износа окаменелых зубов, чтобы получить очень приблизительную оценку того, сколько лет было взрослому человеку, когда он умер; чем больше износ по сравнению с остальным населением, тем старше останки на момент смерти.
Исследование микроскопической структуры зубов дает информацию о жизни и деятельности людей, живших несколько веков назад. При недостатке витамина D образуются нарушения в слоях дентина — твердой ткани зуба, расположенной под эмалью. При этом нарушения позволяют в последующих анализах прочитывать информацию подобно той, которую мы узнаем благодаря годичным кольцам в деревьях.
Профессор Гуателли-Штайнберг.
И, конечно же, многое можно узнать о диетах. Микроскопическое изнашивание жевательных поверхностей зубов позволяет предположить, какую пищу ел человек. Микроизнашивание на зубах — это крошечные следы, которые можно увидеть только под микроскопом. Эти маленькие царапины могут показать способы, которыми зубы жевали мясо, растения и другие продукты питания. Млекопитающие имеют четыре основных типа зубов: резцы, премоляры, моляры и клыки. У плотоядных животных длинные клыки, которые работают как ножницы, чтобы порвать мясо. Травоядные имеют большие плоские коренные зубы и премоляры с острыми гребнями для размола растений. У всеядных есть множество зубов, которые позволяют им рвать и рвать мясо, а также ломать растения, семена и орехи. Кариес может подтвердить историю диеты с высоким содержанием углеводов. Гипоплазия эмали, показывает, что у останков была плохая диета или питание.
«Для разных видов пищи могут потребоваться разные способы сближения зубов. Когда это произойдет, пища отметит зубы по-разному, в зависимости от ее свойств», — сказала Гуателли-Штейнбер.
Химический состав самих зубов показателен. Ученые могут определить стабильные изотопы и микроэлементы в окаменелых зубах, чтобы определить рацион человека.
Как узнать возраст
Ископаемые зубы с разной степенью изношенности.
Большая часть собственных исследований Гуателли-Штейнбер была сосредоточена на использовании моделей роста зубов для оценки того, какой была жизнь исследуемых людей.
«Рост зубов нарушается в периоды серьезных физических нагрузок, таких как болезнь или голод, поэтому зубы могут пролить свет на испытания, с которыми столкнулись наши предки».
Еще одним полезным источником знаний о росте служит зубной камень — форма закаленного зубного налета и одна из наиболее распространенных проблем со здоровьем зубов. Увеличение налета на человеческих зубах может помочь рассчитать возраст останков. Так же и с прорезыванием зубов. Поскольку оно происходит в определенных возрастных диапазонах, количество и тип прорезавшихся зубов может помочь определить возраст на момент смерти.
Совсем недавно Гуателли-Штейнберг использовал относительно новый метод изучения окаменелых зубов для изучения роста периодов древних людей. Техника, впервые внедренная антропологом Таней Смит, называемая рентгеновской синхротронной микротомографией, использует специализированный аппарат для визуализации зубов без необходимости их разрезать. Это позволяет исследователям создавать виртуальные срезы ископаемых зубов, чтобы увидеть периоды роста, или когда рост был прерван, с погрешностью всего в несколько дней.
В исследовании 2004 года Гуателли-Штейнберг и еt коллеги использовали сканирующий электронный микроскоп, чтобы сравнить окаменелые зубы неандертальцев с зубами современных инуитов или эскимосов. Исследователи искали крошечные дефекты — горизонтальные линии и углубления в зубной эмали, которые указывают на то, что люди испытывали стресс. Результаты показали, что жизнь неандертальцев не сильно отличалась от жизни современных эскимосов, и уж тем более не была более стрессовой. В то время эта находка бросила вызов традиционному представлению о жизни в доисторические времена.
Кто мы и откуда
Зубы очень много говорят о месте проживания человека. Можно даже проследить путь его миграции. Но для этого понадобится щелочноземельный металл под названием стронций. Элемент имеет сходные физические и химические свойства с кальцием.
Элемент меняется в зависимости от географического положения. Исследователи собирают образцы стронция из почвы, растений и животных, чтобы определить характерные особенности местности. Затем они сравнивают значения изотопов стронция в зубной эмали с местным диапазоном, чтобы выяснить, этот человек вырос здесь, или в другом месте. Для этого поверхность зуба очищается и извлекается от 10 до 20 миллиграммов эмали. Затем эмаль измельчают, растворяют и очищают химически перед обработкой для измерения изотопного соотношения элемента.
Человек современный
Эволюция человеческого черепа.
Но какие бы тайны не хранили зубы предков, нас больше интересуют свои собственные зубы и как они приспособлены к современному миру с точки зрения эволюции. И приспособлены ли вообще. На этот вопрос Гуателли-Штайнберг отвечает категорично — нет. И если бы не современная стоматология, то ситуация была бы совсем плачевная.
«У нас есть зубы, которые были приспособлены к диете, совершенно отличной от той, которой мы следуем сегодня. По крайней мере, в западных обществах».
В книге она отметила, что 99% эволюционной истории людей было потрачено на еду, на которую охотились или собирали. Наши современные диеты из мягкой, обработанной и сладкой пищи не похожи на то, под что веками адаптировались наши зубы.
«Такие проблемы, как кариес и накопление зубного налета, сегодня чрезвычайно сильно усилились. Естественный отбор плохо подготовил нас к тем видам пищи, которыми мы питаемся сегодня».
В дополнение к гораздо более высоким показателям кариеса и зубного налета современные люди гораздо чаще имеют смещенные зубы, которые требуют ортодонтического лечения или хирургического вмешательства.
«Мягкие диеты не стимулируют рост челюсти, от чего и страдают наши зубы. Особенно зубы мудрости. Фактически, это произошло сразу после промышленной революции. Давление на зубы мудрости увеличилось в 10 раз».
Интересно, что скажут антропологи будущего о наших зубах. Об эпохе, когда многие люди инкрустируют зубы драгоценными камнями, или золотом, меняют их форму, а некоторые просто удаляют.
«Можно только фантазировать о том, к каким выводам придут ученные, изучая наши зубы».
Поделитесь с коллегами!
