Paleodietaire studies van het fossielenarchief worden belemmerd door een gebrek aan betrouwbare en ondubbelzinnige tracers. Wetenschappers van de MPI voor Evolutionaire Antropologie, de MPI voor Scheikunde en de Johannes Gutenberg Universiteit (JGU) in Mainz hebben nu een nieuwe methode getest, de isotopenanalyse van zinkisotopen uit het tandglazuur van fossiele zoogdieren, en vond het zeer geschikt om onze kennis over de voeding van fossiele mensen en andere Pleistocene zoogdieren uit te breiden.

Informatie over wat menselijke voorouders aten is voornamelijk gebaseerd op koolstof- en stikstofisotoopanalyses van het structurele eiwit collageen in botten en dentine. Stikstofisotoopanalyse, vooral, helpt wetenschappers te bepalen of dierlijk of plantaardig voedsel werd geconsumeerd. sinds collageen, zoals eiwitten in het algemeen, is niet gemakkelijk te bewaren, deze methode kan niet worden gebruikt om fossielen van gewervelde dieren te onderzoeken die ouder zijn dan ongeveer 100, 000 jaar. Dit tijdsbestek wordt vaak teruggebracht tot slechts een paar duizend jaar in droge of vochtige tropische gebieden zoals Afrika en Azië, die worden beschouwd als belangrijke regio's voor de menselijke evolutie, en zijn daarom van bijzonder belang voor de wetenschap. Nieuwe methoden, zoals zinkisotoopanalyse, beginnen nu nieuwe onderzoeksperspectieven te openen.

Zinkisotopen dienen als indicatoren voor het geconsumeerde voedseltype

De onderzoekers analyseerden de verhouding van twee verschillende zinkisotopen in het tandglazuur van fossiele zoogdieren die pas onlangs in een grot in Laos waren ontdekt. Deze fossielen dateren uit het late Pleistoceen, meer precies vanaf ongeveer 13, 500 tot 38, 400 jaar geleden. in 2015, in de Tam Hay Marklot-grot in het noordoosten van Laos, wetenschappers vonden fossielen van verschillende zoogdieren, inclusief waterbuffel, neushoorns, wilde zwijnen, hert, beren, orang-oetans en luipaarden. "De grot ligt in een tropisch gebied waar organische materialen zoals collageen over het algemeen slecht bewaard zijn gebleven. Dit maakt het voor ons een ideale locatie om te testen of we met behulp van zinkisotopen de verschillen tussen herbivoren en carnivoren kunnen bepalen, " zegt studieleider Thomas Tütken, professor aan het JGU's Institute of Geosciences.

Eerste onderzoek met zinkisotopen op fossielen toont behoud van voedselkenmerken

Zink wordt ingenomen met voedsel en opgeslagen als een essentieel sporenelement in de bioapatiet, de minerale fase van tandglazuur. Dus, zink heeft een betere kans om gedurende langere tijd vast te blijven dan de collageengebonden stikstof. De relevante verhouding is afgeleid van de verhouding van zink 66 tot zink 64:"Aan de hand van deze verhouding kunnen we zien welke dieren herbivoren zijn, carnivoren of alleseters. Dit betekent dat onder de fossielen die we analyseren, we kunnen carnivoren en herbivoren identificeren en duidelijk onderscheiden, terwijl omnivoren naar verwachting er tussenin zitten, ", zegt Nicolas Bourgon, eerste auteur van de studie van het Max Planck Instituut voor Evolutionaire Antropologie en promovendus in de onderzoeksgroep van Tütken. Mager vlees bevat meer zink-64 dan plantaardig voedsel. Carnivoren, zoals de tijger, zal een kleinere verhouding hebben van zink-66 tot zink-64, in vergelijking met herbivoren, zoals de waterbuffel.

Om wijziging van externe bronnen op de monsters uit te sluiten, de fossielen werden ook onderzocht door het team van Klaus Peter Jochum van het Max Planck Institute for Chemistry. Er werden geen veranderingen gevonden bij het vergelijken van de concentratie en distributie van zink en andere sporenelementen van fossiel tandglazuur met die van moderne dieren met behulp van laserablatie ICP-massaspectrometrie.

Tijdshorizon te verlengen tot meer dan 100, 000 jaar oude fossielen

De zinkisotoopmethode is nu voor het eerst met succes toegepast op fossielen. "De zinkisotoopverhoudingen in fossiel glazuur uit de Tam Hay Marklot-grot suggereren een uitstekend langetermijnconserveringspotentieel in glazuur, zelfs onder tropische omstandigheden, " vatten de auteurs samen. Zinkisotopen zouden dus kunnen dienen als een nieuw hulpmiddel om het dieet van fossiele mensen en andere zoogdieren te bestuderen. Dit zou een deur openen naar de studie van prehistorische en geologische perioden van meer dan 100, 000 jaar geleden. In de toekomst, de volgende doelen zijn om deze methode toe te passen om menselijk voedingsgedrag te reconstrueren. Ook willen de onderzoekers weten hoe ver ze terug in de tijd kunnen gaan, door hun nieuwe methode toe te passen op fossielen van uitgestorven zoogdieren en dinosaurussen die miljoenen jaren oud zijn.