Анализ фекалий позволил установить некоторые особенности рациона европейцев, живших в период от бронзового века до Нового времени.
Образцы древних фекалий, извлеченные из доисторических соляных шахт Халльштатт, расположенных в австрийском регионе Зальцкаммергут, были проанализированы международной группой ученых. Результаты исследования опубликованы в журнале Current Biology.
Палеофекалии – это древние фекалии, сохранившиеся в естественной среде обитания, такие как сухие пещеры, пустынные местности, заболоченные территории или вечная мерзлота. Благодаря специфическим экологическим условиям, например, высыханию или замораживанию, они не разрушаются. Анализ палеофекалий выявил наличие непереваренных растительных остатков, яиц паразитов и даже древних биомолекул (ДНК, белков, метаболитов). В связи с этим, эти материалы всё чаще применяются для получения данных о доисторических диетах и состоянии здоровья.
Сохранение фекалий в естественных условиях происходит нечасто. К числу таких мест относятся соляные шахты Халльштатт, расположенные в Восточных Альпах. Благодаря высокой концентрации соли и стабильной годовой температуре около +8°C внутри изолированных шахтных выработок, органические артефакты здесь сохраняются в превосходном состоянии. Эти шахты представляют собой один из старейших и непрерывных источников подземной добычи соли в мире. Масштабная подземная разработка соляных месторождений в Халльштатте началась как минимум в XIV веке до нашей эры, в период позднего бронзового века).
Ряд доисторических (эпоха бронзы и железный век) и исторических этапов разработки месторождений хорошо задокументированы. В горных выработках Халльштатта, относящихся к бронзовому и железному веку, были обнаружены значительные отложения отходов производства, достигающие нескольких метров в толщину. В этих отложениях найдено множество деревянных инструментов и строительных элементов, орудия труда, изготовленные из меха и сыромятной кожи, сотни фрагментов шерстяной ткани, растительные остатки, лубяные веревки и человеческие экскременты.
В ходе исследования, проведенного под руководством Франка Майкснера (Frank Maixner), были проанализированы образцы фекалий, относящиеся к различным историческим периодам. Среди них один образец датируется поздним бронзовым веком (1301-1121 годы до нашей эры), два — ранним железным веком (650-545 и 652–544 годы до нашей эры), и еще один — относится к Новому времени (1720-1783 годы нашей эры). Ученые провели детальное микроскопическое исследование, метагеномные и протеомные анализы для изучения микробов, ДНК и белков, присутствующих в образцах.
Согласно результатам исследований, основной рацион шахтеров включал зерновые культуры, в частности, одомашненную пшеницу, ячмень и просо. Это питание дополнялось бобами ( Vicia faba), иногда в состав пищи входили фрукты, орехи или продукты животного происхождения. Остатки пищи в древних образцах подверглись меньшей обработке, чем в образцах, относящихся к Новому времени. Это позволяет сделать вывод о том, что шахтеры железного века употребляли зерновые и бобовые в виде каши, а их современники XVIII века нашей эры ели их в более обработанном виде, например, в качестве хлеба или печенья.
Анализ полученных данных указывает на недавние изменения в составе микробиома кишечника человека, обусловленные трансформацией диеты и образа жизни. Состав микробиома, обнаруженный в пяти образцах, значительно отличался от современного до XVIII века. При этом он демонстрировал сходство с микробиомом современных популяций, проживающих за пределами западной цивилизации.
При расширении исследований микроорганизмов, включавшего грибы, ученые столкнулись с неожиданным открытием: в одном из образцов, относящемся к железному веку, было обнаружено значительное количество ДНК Penicillium roqueforti (пенициллин рокфорный) и Saccharomyces cerevisiae (первые дрожжи применяются при создании голубого сыра, а вторые — в пивоварении.
«На основании геномного анализа установлено, что оба вида грибов принимали участие в процессе ферментации пищи, что является первым свидетельством употребления голубого сыра и пива в эпоху железного века в Европе, — прокомментировал результаты Франк Майкснер. — Похоже, шахтеры Халльштатта намеренно применяли технологии пищевой ферментации с микроорганизмами, которые и сегодня используются в пищевой промышленности».