Gamle proteiner hjælper med at spore tidlig mælkedrik i Afrika

At spore mælkedrik i fortiden er ikke ligetil. I årtier, arkæologer har forsøgt at rekonstruere praksis ved forskellige indirekte metoder. De har set på gammel klippekunst for at identificere scener med dyr, der malkes, og på dyreknogler for at rekonstruere aflivningsmønstre, der kan afspejle brugen af ​​dyr til mejeri. For nylig, de brugte endda videnskabelige metoder til at opdage spor af mejerifedt på gamle gryder. Men ingen af ​​disse metoder kan sige, om en bestemt person indtog mælk.

Nu, arkæologiske videnskabsmænd bruger i stigende grad proteomik til at studere oldtidens mejeri. Ved at udvinde bittesmå bidder af konserverede proteiner fra gamle materialer, forskere kan påvise proteiner, der er specifikke for mælk, og endda specifik for mælk fra bestemte arter.

Hvor er disse proteiner bevaret? Et kritisk reservoir er tandsten - tandplak, der er mineraliseret og hærdet over tid. Uden tandbørster, mange gamle mennesker kunne ikke fjerne plak fra deres tænder, og så udviklede en masse calculus. Dette kan have ført til huller i tænderne og smerte for vores forfædre, men det producerede også en guldgrube af information om gamle kostvaner, med plak, der ofte fanger madproteiner og bevarer dem i tusinder af år.

Nu, et internationalt hold ledet af forskere ved Max Planck Institute for Science of Human History i Jena, Tyskland og Kenyas Nationalmuseer (NMK) i Nairobi, Kenya har analyseret nogle af de mest udfordrende antikke tandregninger til dato. Deres nye undersøgelse, udgivet i Naturkommunikation , undersøger calculus fra menneskelige efterladenskaber i Afrika, hvor høje temperaturer og luftfugtighed mentes at forstyrre proteinbevaring.

Holdet analyserede tandsten fra 41 voksne individer fra 13 gamle pastoraliststeder udgravet i Sudan og Kenya og, bemærkelsesværdigt, hentet mælkeproteiner fra otte af individerne.

Hovedforfatter Madeleine Bleasdale siger, "Nogle af proteinerne var så velbevarede, at det var muligt at afgøre, hvilken dyreart mælken var kommet fra. Og nogle af mejeriproteinerne var mange tusinde år gamle. peger på en lang historie med mælkedrik på kontinentet."

De tidligste mælkeproteiner rapporteret i undersøgelsen blev identificeret ved Kadruka 21, en kirkegård i Sudan, der dateres til omkring 6, 000 år siden. I beregningen af ​​et andet individ fra den tilstødende kirkegård i Kadruka 1, dateret til omkring 4, For 000 år siden, forskere var i stand til at identificere artsspecifikke proteiner og fandt ud af, at kilden til mejeriet havde været gedemælk.

"Dette er det tidligste direkte bevis til dato for forbrug af gedemælk i Afrika, " siger Bleasdale. "Det er sandsynligt, at geder og får var vigtige mælkekilder for tidlige hyrdesamfund i mere tørre miljøer."

Holdet opdagede også mælkeproteiner i tandsten fra en person fra Lukenya Hill, en tidlig hyrdeplads i det sydlige Kenya dateret til mellem 3, 600 og 3, 200 år siden.

"Det ser ud til, at indtagelse af animalsk mælk potentielt var en vigtig del af det, der muliggjorde succesen og langsigtede modstandsdygtighed for afrikanske pastoralister, " siger medforfatter Steven Goldstein.

Efterhånden som forskningen i gammel mejeriproduktion intensiveres rundt om i verden, Afrika er fortsat et spændende sted at undersøge oprindelsen af ​​mælkedrik. Den unikke udvikling af laktase-persistens i Afrika, kombineret med det faktum, at indtagelse af animalsk mælk forbliver kritisk for mange samfund på tværs af kontinentet, gør det afgørende for at forstå, hvordan gener og kultur kan udvikle sig sammen.

Normalt, lactase - et enzym, der er afgørende for at sætte kroppen i stand til fuldt ud at fordøje mælk - forsvinder efter barndommen, gør det meget sværere for voksne at drikke mælk uden ubehag. Men hos nogle mennesker, lactaseproduktionen fortsætter i voksenalderen - med andre ord, disse individer har lactase persistens.

Hos europæere, der er en hovedmutation forbundet med lactase persistens, men i forskellige befolkningsgrupper i Afrika, der er så mange som fire. Hvordan opstod dette? Spørgsmålet har fascineret forskere i årtier. Hvordan mejeri og menneskelig biologi udviklede sig sammen, er stort set forblevet mystisk på trods af årtiers forskning.

Ved at kombinere deres resultater om, hvilke gamle individer der drak mælk med genetiske data fra nogle af de gamle afrikanske individer, forskerne var også i stand til at fastslå, om tidlige mælkedrikkere på kontinentet var laktase-persistente. Svaret var nej. Folk indtog mejeriprodukter uden den genetiske tilpasning, der understøtter mælkedrikning i voksenalderen.

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."