Изучение фекалий помогло выяснить некоторые детали питания европейцев от бронзового века до Нового времени.
Международная группа ученых проанализировала образцы палеофекалий из доисторических соляных шахт Халльштатт в австрийском регионе Зальцкаммергут. Результаты исследования опубликованы в журнале Current Biology.
Палеофекалии — сохранившиеся в естественных условиях древние фекалии, найденные в сухих пещерах, пустынных районах, заболоченных местах или в вечной мерзлоте. Специфические экологические процессы, такие как высыхание или замораживание, предотвращают их разрушение. Исследования показали, что такие фекалии содержат непереваренные растительные остатки, яйца паразитов и даже древние биомолекулы (ДНК, белки, метаболиты). Поэтому подобные материалы стали использовать в качестве источника информации при изучении доисторических моделей питания и здоровья.
Мест, где фекалии хорошо сохраняются, на самом деле не так уж много. Одно из них — соляные шахты Халльштатт в Восточных Альпах. Высокая концентрация соли и постоянная годовая температура около плюс 8°C внутри изолированных шахтных выработок хорошо сохраняют органические артефакты. Эти шахты служат одним из самых древних и непрерывных источников подземной добычи соли в мире. Крупномасштабная подземная добыча в соляных горах Халльштатта датируется по крайней мере XIV веком до нашей эры (поздний бронзовый век).
Несколько доисторических (бронзовый, железный века) и исторических (с XIV века нашей эры по настоящее время) этапов добычи хорошо документированы. Из горных выработок Халльштатта бронзового и железного веков извлечены плотные слои отходов производства толщиной в несколько метров, в которых обнаружили тысячи деревянных инструментов и строительных элементов, орудия труда из меха, сыромятной кожи, сотни фрагментов шерстяного текстиля, травы, лубяных веревок и человеческих экскрементов.
Ученые под руководством Франка Майкснера (Frank Maixner) исследовали несколько образцов фекалий разных периодов. Один относится к позднему бронзовому веку (1301-1121 годы до нашей эры), два — к раннему железному (650-545 и 652–544 годы до нашей эры), еще один — к Новому времени (1720-1783 годы нашей эры). Авторы работы провели углубленные микроскопические, метагеномные и протеомные анализы для изучения микробов, ДНК и белков, присутствующих в образцах.
Исследователи пришли к выводу, что рацион шахтеров состоял в основном из зерновых культур, таких как одомашненная пшеница, ячмень, просо. Это меню дополняли бобы (Vicia faba), а иногда — фрукты, орехи или продукты животного происхождения. Остатки пищи в доисторических образцах менее сильно переработаны, чем в образце Нового времени. Это позволяет предположить, что шахтеры железного века употребляли зерновые и бобовые в виде каши, а их коллеги XVIII века нашей эры ели зерновые в более обработанном виде, например как хлеб или печенье.
Полученные результаты свидетельствуют о том, что микробиом кишечника человека изменился совсем недавно — в связи со сменой пищевых привычек и образа жизни. Во всех пяти образцах вплоть до XVIII века микробиом резко отличается от современного. В то же время он похож на микробиом людей, живущих за пределами современной западной цивилизации в наши дни.
Когда исследователи расширили изучение микроорганизмов, включив в него грибы, их ждал сюрприз: в одном из образцов железного века обнаружили большое количество ДНК Penicillium roqueforti (пенициллин рокфорный) и Saccharomyces cerevisiae (пекарские дрожжи). Первый, как понятно из названия, используют при изготовлении голубого сыра, второй — в производстве пива.
«Геномный анализ показывает, что оба вида грибов участвовали в ферментации пищи, и это стало первым доказательством потребления голубого сыра и пива во время 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».