Годовые циклы зубной эмали дают представление об истории жизни

Если вы возьмете увеличительное стекло и фонарик и очень внимательно посмотрите на свои зубы в зеркало, то местами можно заметить узор из тонких параллельных линий, проходящих поперек зубов. Они соответствуют полоскам Ретциуса, которые отмечают рост нашей зубной эмали. Эмаль начинает формироваться еще в утробе матери и продолжает минерализоваться до подросткового возраста, когда последние молочные зубы выпадают и заменяются постоянными. Как и у всех наземных позвоночных, у человека зубная эмаль минерализуется постепенно в микроскопически тонких слоях, представленных полосками Ретциуса. О скорости развития человека можно судить по этим строкам Ретциуса. Физиологические изменения, такие как, например, рождение, отлучение от груди или болезнь, оставляют характерные следы. Бороздки Ретциуса также образуют хронологическую основу химического состава зубной эмали, который, в свою очередь, отражает изменения в рационе питания этого человека.

Изучая свои зубы Международная группа ученых из Франкфуртского университета имени Гете во главе с профессором Вольфгангом Мюллером и его студенткой Юлиде Кубат, ныне докторанткой Университета Париж-Сите, сравнила пищевые привычки предка современных людей — Homo erectus, «прямоходящего человека». — с таковыми современных орангутанов и других животных. Все они жили в эпоху плейстоцена, от 1,4 миллиона до 700 000 лет назад, на индонезийском острове Ява, который в то время характеризовался муссонными дождевыми лесами, а также открытыми древесными ландшафтами и травянистыми саваннами.

Чтобы проанализировать зубную эмаль, исследователи залили зубы смолой, а затем разрезали их на тонкие пластинки толщиной около 150 микрометров. Эти чрезвычайно ценные образцы зубов являются частью коллекции Густава Генриха Ральфа фон Кенигсвальда в Научно-исследовательском институте Зенкенберга и Музея естественной истории во Франкфурте, предоставленной Фондом Вернера Реймерса на постоянной основе. В свою очередь, они использовали специальный лазер для абляции материала с тонких срезов, который химически анализировали с помощью масс-спектрометра на наличие, среди других элементов, стронция и кальция, которые содержатся как в костях, так и в зубах (лазерная абляция, масс-спектрометрия с индуктивно-связанной плазмой). (LA-ICPMS)). Соотношение стронция к кальцию (Sr/Ca) зависит от диеты, объясняет Мюллер: «Стронций постепенно выводится из организма — как примесь жизненно важного кальция, так сказать. В пищевой цепи это приводит к непрерывному снижение соотношения стронций-кальций (Sr/Ca) у травоядных животных к всеядным и плотоядным».

Исследовательская группа смогла подтвердить это, сравнив зубы различных животных плейстоцена с Явы: у кошачьих хищников было низкое соотношение стронция и кальция, у предшественников сегодняшних носорогов, оленей и бегемотов было высокое соотношение стронция и кальция, а плейстоценовые свиньи, как всеядные, где-то были. в середине. Зубы гоминид орангутанга и человека прямоходящего были действительно интересными, поскольку здесь исследователи обнаружили годовые циклы, в течение которых менялся состав рациона человекообразных обезьян и человека: у обоих наблюдались вариации в течение многих лет, но регулярные пики Sr/Ca были гораздо более выраженными для зубов. орангутан, чем Homo erectus. Кубат, первый автор публикации, объясняет: «Эти пики указывают на обильные запасы растительной пищи в сезон дождей, во время которых тропические леса, например, давали множество видов фруктов. В засушливый сезон орангутанги переключились на другую пищу. источниками, которые могли включать насекомых или яйца. Напротив, Homo erectus, как всеядное животное и иногда плотоядное животное, меньше зависел от сезонных поставок пищи, о чем свидетельствуют менее выраженные пики и более низкие значения Sr/Ca».

В целом, говорит Мюллер, их исследования показывают, что лазерный анализ микроэлементов с высоким пространственным разрешением вместе с хронологией зубной эмали может дать удивительно подробное временное представление об истории жизни наших предков: «Внезапно вы чувствуете себя очень близкими к этим древним людям. которые жили задолго до нас. Вы можете почувствовать, что для них могло значить смена времени года и то, как они взаимодействовали со своим миром. Это просто потрясающе».