science >> Wetenschap >  >> anders

Oude eiwitten helpen bij het opsporen van vroeg melkdrinken in Afrika

Vee grazen in Entesekara in Kenia nabij de Tanzaniaanse grens. Krediet:A. Janzen

Het volgen van melk drinken in het verre verleden is niet eenvoudig. Al decenia, archeologen hebben geprobeerd om de praktijk te reconstrueren door middel van verschillende indirecte methoden. Ze hebben gekeken naar oude rotstekeningen om scènes te identificeren van dieren die worden gemolken en naar dierlijke botten om patronen te reconstrueren die het gebruik van dieren voor de melkveehouderij kunnen weerspiegelen. Recenter, ze gebruikten zelfs wetenschappelijke methoden om sporen van zuivelvetten op oude potten te detecteren. Maar geen van deze methoden kan zeggen of een specifiek persoon melk heeft geconsumeerd.

Nutsvoorzieningen, archeologische wetenschappers gebruiken steeds vaker proteomics om oude melkveehouderij te bestuderen. Door kleine stukjes geconserveerde eiwitten te extraheren uit oude materialen, onderzoekers kunnen eiwitten detecteren die specifiek zijn voor melk, en zelfs specifiek voor de melk van bepaalde soorten.

Waar worden deze eiwitten bewaard? Een cruciaal reservoir is tandsteen - tandplak die in de loop van de tijd is gemineraliseerd en verhard. Zonder tandenborstels, veel oude mensen konden tandplak niet van hun tanden verwijderen, en zo veel calculus ontwikkeld. Dit kan hebben geleid tot tandbederf en pijn voor onze voorouders, maar het leverde ook een goudmijn aan informatie op over oude diëten, met plaque die vaak voedseleiwitten vasthoudt en duizenden jaren bewaart.

Nutsvoorzieningen, een internationaal team onder leiding van onderzoekers van het Max Planck Institute for the Science of Human History in Jena, Duitsland en de Nationale Musea van Kenia (NMK) in Nairobi, Kenia heeft tot nu toe enkele van de meest uitdagende oude tandheelkundige calculus geanalyseerd. Hun nieuwe studie, gepubliceerd in Natuurcommunicatie , onderzoekt calculus van menselijke resten in Afrika, waar hoge temperaturen en vochtigheid werden verondersteld te interfereren met eiwitbehoud.

Het team analyseerde tandsteen van 41 volwassen individuen van 13 oude herdersplaatsen die zijn opgegraven in Soedan en Kenia en, opmerkelijk, teruggehaald melkeiwitten van acht van de individuen.

Hoofdauteur Madeleine Bleasdale zegt:"Sommige eiwitten waren zo goed bewaard gebleven dat het mogelijk was om te bepalen van welke diersoort de melk afkomstig was. En sommige zuiveleiwitten waren vele duizenden jaren oud, wijzend op een lange geschiedenis van het drinken van melk op het continent."

Oude tandsteen werd voorbereid voor analyse in een gespecialiseerde cleanroomfaciliteit bij MPI-SHH. Krediet:M. Bleasdale

De vroegste melkeiwitten die in het onderzoek werden gerapporteerd, werden geïdentificeerd op Kadruka 21, een begraafplaats in Soedan daterend uit ongeveer 6, 000 jaar geleden. In de calculus van een andere persoon van de aangrenzende begraafplaats van Kadruka 1, gedateerd op ongeveer 4, 000 jaar geleden, onderzoekers waren in staat om soortspecifieke eiwitten te identificeren en ontdekten dat de bron van de zuivelfabriek geitenmelk was.

"Dit is het vroegste directe bewijs tot nu toe voor de consumptie van geitenmelk in Afrika, "zegt Bleasdale. "Het is waarschijnlijk dat geiten en schapen belangrijke melkbronnen waren voor vroege hoedengemeenschappen in meer droge omgevingen."

Het team ontdekte ook melkeiwitten in tandsteen van een persoon uit Lukenya Hill, een vroege herderssite in het zuiden van Kenia, gedateerd tussen 3, 600 en 3, 200 jaar geleden.

"Het lijkt erop dat de consumptie van dierlijke melk potentieel een belangrijk onderdeel was van wat het succes en de veerkracht op lange termijn van Afrikaanse veehouders mogelijk maakte, ", zegt coauteur Steven Goldstein.

Naarmate het onderzoek naar oude melkveehouderij over de hele wereld wordt geïntensiveerd, Afrika blijft een spannende plek om de oorsprong van het drinken van melk te onderzoeken. De unieke evolutie van lactasepersistentie in Afrika, gecombineerd met het feit dat de consumptie van dierlijke melk cruciaal blijft voor veel gemeenschappen over het hele continent, maakt het van vitaal belang om te begrijpen hoe genen en cultuur samen kunnen evolueren.

Normaal gesproken, lactase - een enzym dat essentieel is om het lichaam in staat te stellen melk volledig te verteren - verdwijnt na de kindertijd, waardoor het voor volwassenen veel moeilijker wordt om zonder ongemak melk te drinken. Maar bij sommige mensen lactaseproductie blijft bestaan ​​tot in de volwassenheid, met andere woorden, deze personen hebben lactasepersistentie.

Hoofdauteur Madeleine Bleasdale bereidt botmonsters voor voor het onderzoek bij MPI-SHH. Krediet:S. Brown

Bij Europeanen, er is één hoofdmutatie die verband houdt met lactasepersistentie, maar in verschillende populaties in heel Afrika, het zijn er maar liefst vier. Hoe is dit zo gekomen? De vraag fascineert onderzoekers al tientallen jaren. Hoe melkveehouderij en menselijke biologie samen zijn geëvolueerd, is ondanks tientallen jaren van onderzoek grotendeels mysterieus gebleven.

Door hun bevindingen over welke oude individuen melk dronken te combineren met genetische gegevens verkregen van enkele van de oude Afrikaanse individuen, de onderzoekers konden ook bepalen of vroege melkdrinkers op het continent lactase-persistent waren. Het antwoord was nee. Mensen consumeerden zuivelproducten zonder de genetische aanpassing die het drinken van melk tot in de volwassenheid ondersteunt.

This suggests that drinking milk actually created the conditions that favored the emergence and spread of lactase persistence in African populations. As senior author and Max Planck Director Nicole Boivin notes, "This is a wonderful example of how human culture has—over thousands of years—reshaped human biology."

But how did people in Africa drink milk without the enzyme needed to digest it? The answer may lie in fermentation. Dairy products like yogurt have a lower lactose content than fresh milk, and so early herders may have processed milk into dairy products that were easier to digest.

Critical to the success of the research was the Max Planck scientists' close partnership with African colleagues, including those at the National Corporation of Antiquities and Museums (NCAM), Sudan, and long-term collaborators at the National Museums of Kenya (NMK). "It's great to get a glimpse of Africa's important place in the history of dairying, " says coauthor Emmanuel Ndiema of the NMK. "And it was wonderful to tap the rich potential of archaeological material excavated decades ago, before these new methods were even invented. It demonstrates the ongoing value and importance of museum collections around the world, including in Africa."