De oude Maya-stad Tikal was een bruisende metropool en de thuisbasis van tienduizenden mensen.

De stad bestond uit wegen, geplaveide pleinen, torenhoge piramides, tempels en paleizen en duizenden huizen voor de bewoners, allemaal ondersteund door de landbouw.

Nu zeggen onderzoekers van de Universiteit van Cincinnati dat de reservoirs van Tikal - kritieke bronnen van drinkwater in de stad - waren omzoomd met bomen en wilde vegetatie die schilderachtige natuurlijke schoonheid in het hart van de drukke stad zouden hebben opgeleverd.

UC-onderzoekers ontwikkelden een nieuw systeem om oud planten-DNA te analyseren in het sediment van de tempel- en paleisreservoirs van Tikal om meer dan 30 soorten bomen te identificeren, grassen, wijnstokken en bloeiende planten die meer dan 1 langs de oevers leefden 000 jaar geleden. Hun bevindingen schetsen een beeld van een weelderige, wilde oase.

"Bijna de hele binnenstad was verhard. Dat zou in het droge seizoen behoorlijk heet worden, " zei paleo-etnobotanist David Lentz, een professor in de biologie aan het UC's College of Arts and Sciences en hoofdauteur van de studie.

"Dus het zou logisch zijn dat ze plaatsen zouden hebben die lekker koel zijn vlak langs het stuwmeer, "zei hij. "Het moet prachtig zijn geweest om naar te kijken met het water en de bomen en een welkome plek voor de koningen en hun families om naartoe te gaan."

De studie werd gepubliceerd in de Natuur logboek Wetenschappelijke rapporten .

Lentz en zijn onderzoeksteam boden vier hypothesen aan over wat, indien van toepassing, misschien groeiden er planten langs de allerbelangrijkste reservoirs:verbouwden de Maya's daar gewassen zoals maïs of pompoen? Of plantten ze fruitbomen zoals die bij een soortgelijk stuwmeer bij de Purron Dam in Mexico?

Misschien bekleedden ze de reservoirs met lisdoddes in overeenstemming met hun bijnaam mensen van het riet? Lentz merkte op dat waterlelies vaak oude Maya-schilderijen sieren.

"Gedurende de Maya-iconografie, waterlelies staan ​​voor continuïteit tussen de waterwereld en de bovenwereld, "Zei Lentz. "Het maakte deel uit van hun mythologie."

Maar onderzoekers vonden weinig bewijs om een ​​van deze hypothesen te ondersteunen. In plaats daarvan, ze vonden bewijs dat een vierde idee ondersteunde:dat de Maya's toestonden dat de oevers ongestoord bos bleven. Dit zou erosie hebben helpen voorkomen en geneeskrachtige of eetbare planten en vruchten hebben opgeleverd.

Onderzoekers hebben bewijs gevonden van een verscheidenheid aan planten die langs de watervoerende lagen leven, inclusief bomen zoals koolschors en ramón die 30 meter hoog zijn. Lentz zei dat ramón een dominante regenwoudsoort is in Guatemala.

"Waarom je ramón rond het stuwmeer zou vinden, is een curiositeit. Het antwoord is dat ze dit bos intact hebben gelaten, Lentz zei. Tikal heeft een ruw klimaat. Het is best moeilijk om te overleven als je vijf maanden per jaar geen regen krijgt. Dit reservoir zou het lettertype van hun leven zijn geweest. Dus soms beschermden ze deze plaatsen door de bomen niet om te hakken en een heilig bos te behouden."

Tussen de tientallen planten die in de regio voorkomen, ze vonden sporen van wilde ui, vijg, wilde kers en twee soorten grassen. Lentz zei dat graszaden mogelijk in het reservoir zijn geïntroduceerd door watervogels te bezoeken. Gras zou zich tijdens droge seizoenen en droogte hebben verspreid aan de randen van de reservoirs.

"Tikal had een reeks verwoestende droogtes. Toen het waterpeil daalde, ze zagen blauwgroene algen bloeien, die giftige stoffen produceert, "Zei Lentz. "De droogte was geweldig voor het gras, maar niet zozeer voor de bosplanten die langs de oevers van het stuwmeer leefden."

Waren deze wilde gebieden het equivalent van een park?

"Ik denk dat ze waren. Ik weet niet hoe openbaar ze zouden zijn geweest, "Zei Lentz. "Dit was een heilig deel van de stad, omringd door tempels en paleizen. Ik weet niet of de gewone mensen zo welkom zouden zijn geweest."

Tikal was een bloeiende machtszetel, religie en handel voor Meso-Amerika in wat nu het noorden van Guatemala is, het bereiken van zijn hoogtepunt van invloed meer dan 1, 200 jaar geleden. Vandaag, de culturele en archeologische vindplaats is een schilderachtig nationaal park, omringd door primair regenwoud.

Maar meer dan 1, 000 jaar geleden, het gebied zou er dramatisch anders hebben uitgezien. In plaats van regenwoud, het stadscentrum zou zijn omringd door huizen en akkers met mais, bonen en pompoen nodig om 60 te ondersteunen, 000 mensen of meer. Op zijn hoogtepunt, Tikal was groter in bevolking dan Wilkes-Barre, Pennsylvania; Atlantic city, New Jersey; of Pensacola, Florida.

Gezien de gedocumenteerde en wijdverbreide ontbossing die plaatsvond rond Tikal tijdens de opkomst en ondergang van de stad, de aanwezigheid van een intact bos in de stad zou opvallen, zei Nicholas Dunning, een UC-hoogleraar aardrijkskunde en co-auteur van de studie.

"Het zou niet zo'n groot park zijn geweest - misschien 50 meter bij 50 meter, ' zei Dunning. 'Maar het zou in schril contrast staan ​​met de omgeving van het centrale district van de stad, die in wezen volledig was geplaveid met gips met veel van de gebouwen rood gekleurd."

De reservoirs zouden een betekenis hebben gehad die verder gaat dan hun waarde als belangrijke waterbron, hij zei.

"Aangezien de Maya's een boscultuur waren waarvan de kosmologie veel boselementen omvatte (bijvoorbeeld bepaalde heilige bomen die de lucht omhooghielden) met een heilig bos naast de heilige bron en poel in het hart van de stad was een buitengewoon krachtig symbool - een soort van soortgelijke delen van de kosmos in het klein, "Zei Dunning. "Aan de andere kant, oude Maya-steden als geheel waren erg groen."

Tikal heeft de stadstuinen van vandaag te schande gemaakt.

"Ver van het centrale district van Tikal, het grootste deel van het land bestond uit beheerde bomen of gewassen, " zei Dunning. "Zowat elk huishoudencomplex had belangrijke tuinen. Een groot deel van het voedsel dat door de inwoners van Maya-steden werd geconsumeerd, werd waarschijnlijk in de stad zelf of in het directe achterland verbouwd. Er gaat niets boven een moderne westerse stad."

Eerder, onderzoekers leerden over de gewassen en wilde planten die in het oude Tikal groeiden door oud stuifmeel of houtskool te bestuderen, aldus Lentz. Voor hun studie UC wendde zich tot de volgende generatie DNA-sequencing die planten en dieren kan identificeren met zelfs kleine DNA-strengen.

"Typisch, hoge kwaliteit, DNA met hoge concentratie is nodig voor next-gen werk, " UC-botanicus en co-auteur van de studie Eric Tepe zei. "De Tikal-monsters waren zowel van slechte kwaliteit als van een zeer lage concentratie."

Microbiologen Alison Weiss, een professor in UC's College of Medicine, en Trinity Hamilton, nu bij de Universiteit van Minnesota, nam de taak op zich om oud microbieel DNA uit de sedimentmonsters van het reservoir te analyseren.

Weiss bestudeert pathogeen E coli en menselijke microbiomen in haar lab. Haar laatste werk onderzocht hoe chemotherapie bij kankerpatiënten de beschermende bekleding van hun spijsverteringsstelsel aantast. Maar ze houdt van alle wetenschap, ze zei, en stond te popelen om een ​​nieuwe uitdaging aan te gaan.

"Het DNA is oud, dus het heeft de neiging om afgebroken te worden met korte kleine sequenties, ' zei Weis.

Met de hulp van het bedrijf Rapid Genomics uit Florida, De wetenschappers van UC ontwikkelden een nieuwe sonde om planten-DNA in de sedimentmonsters te selecteren. En ze waren in staat om kleine DNA-strengen van chloroplasten te amplificeren, de plantstructuren waar fotosynthese plaatsvindt. Vervolgens konden onderzoekers de oude Tikal-monsters matchen met het DNA van bekende plantensoorten op vrijwel dezelfde manier als wetenschappers ribosomaal DNA amplificeren om soorten bacteriën te identificeren.

"De analyse was best uitdagend omdat we de eersten waren die dit deden, " Zei Weiss. "Bacterieel ribosomaal DNA heeft een database. Hier was geen database voor. We moesten reeksen één voor één nemen en de algemene database doorzoeken om de beste overeenkomst te vinden."

"Dit project was een beetje een schot in het duister, " Zei Tepe. "We verwachtten half dat we helemaal geen resultaten zouden krijgen. Het feit dat we een idee hebben gekregen van de vegetatie rond de stuwmeren van Tikal is, Naar mijn mening, a spectacular success and a proof of concept that we hope to apply to other Mayan sites."

UC researchers can now study the ancient world in a promising new way.

"We're delighted we had success, " Weiss said. "It took a long time to figure out how to do it and make sure it wasn't junk data in, junk data out. Now to be able to learn more about ancient people from these sediment studies is very exciting."