Coprolites en hun analyse - fossiele ontlasting als een wetenschappelijke studie

Coprolite (meervoud coprolites) is de technische term voor geconserveerde menselijke (of dierlijke) uitwerpselen. Geconserveerde fossiele ontlasting is een fascinerende studie in de archeologie, omdat ze direct bewijs leveren van wat een dier of mens at. Een archeoloog kan dieetresten vinden in opslagkuilen, middenafzettingen en in stenen of keramische vaten, maar materialen gevonden in menselijke fecale materie zijn duidelijk en onweerlegbaar bewijs dat een bepaald voedsel werd geconsumeerd.

Belangrijkste afhaalrestaurants: Coprolites

• Coprolieten zijn gefossiliseerde of geconserveerde uitwerpselen van mens of dier en de focus van wetenschappelijk onderzoek sinds de jaren 1950. 
• Bestudeerde inhoud omvat planten- en dierenresten, darmparasieten en mijten en DNA. 
• Afhankelijk van de context waarin ze voorkomen, geven coprolieten informatie over het dieet en de gezondheid van een individueel zoogdier of een gemeenschap. 
• Twee andere klassen van de wetenschappelijke studie van uitwerpselen zijn riool- of beerputafzettingen en darm- of darminhoud. 

Coprolieten zijn een alomtegenwoordig kenmerk van het menselijk leven, maar ze bewaren het beste in droge grotten en schuilplaatsen voor rotsen en worden af ​​en toe ontdekt in zandduinen, droge bodems en moerasmarges. Ze bevatten aanwijzingen voor voeding en levensonderhoud, maar ze kunnen ook informatie bevatten over ziekten en ziekteverwekkers, geslacht en oer-DNA, bewijs op een manier die elders niet direct beschikbaar is.

Drie klassen

In de studie van menselijke uitwerpselen zijn er over het algemeen drie klassen bewaarde fecale overblijfselen die archeologisch worden gevonden: riolering, coprolieten en darminhoud.

• Riolering of Cess, inclusief privéputten of latrines, cesspits, riolen en afvoeren, bevatten grotendeels gemengde groepen menselijke ontlasting samen met keuken en ander organisch en anorganisch afval. Wanneer ze goed bewaard worden bevonden, vooral wanneer ze in het water worden bewaard, leveren afzettingen waardevolle informatie op over het voedingspatroon en de leefomstandigheden van de gemeenschap of het huishouden.
• coprolieten zijn individuele fossiele of subfossiele uitwerpselen, geconserveerd door verkoling, mineralisatie of gevonden als gedroogde monsters in grotten en extreem droge plaatsen. Elk monster levert bewijs voor voedsel dat door een individu wordt gegeten en kan, indien gevonden in een latrine-gebied, ook voor de hele gemeenschap geldende diëten onthullen.
• Darm- of darminhoud verwijst naar geconserveerde menselijke resten die worden gevonden in de darmen van goed geconserveerde menselijke of dierlijke lichamen. Deze zijn van de meeste waarde van de drie voor een studie van een individu, omdat ze in wezen niet-verontreinigde overblijfselen zijn die informatie bevatten over ten hoogste één of twee maaltijden, in feite de laatste maaltijd die de persoon consumeerde. De inhoud van de darm is een relatief zeldzame ontdekking, die alleen wordt gevonden wanneer hele mensen worden bewaard, in het geval van natuurlijke of (zo niet te uitgebreide) culturele mummificatie, bevriezen of vriesdrogen (bijvoorbeeld Otzi de Tiroler Iceman) of wateroverlast (zoals Europese moerassen uit de ijzertijd).

Inhoud

Een menselijke of dierlijke coproliet kan een breed scala aan biologische en minerale materialen bevatten. Plantenresten gevonden in fossiele ontlasting omvatten gedeeltelijk verteerde zaden, fruit en vruchtdelen, stuifmeel, zetmeelkorrels, fytolieten, diatomeeën, verbrande organische stoffen (houtskool) en kleine plantfragmenten. Dierlijke delen omvatten weefsel, botten en haar.

Andere soorten objecten gevonden in fecale materie omvatten darmparasieten of hun eieren, insecten of mijten. Mijten, in het bijzonder, identificeren hoe het individu voedsel bewaarde; de aanwezigheid van grit kan een bewijs zijn van voedselverwerkingstechnieken; en verbrand voedsel en houtskool is het bewijs van kooktechnieken.

Studies naar steroïden

Coprolietstudies worden soms aangeduid als microhistologie, maar ze omvatten een breed scala aan onderwerpen: paleodieet, paleo-farmacologie (de studie van oude medicijnen), paleomilieu en seizoensgebondenheid; biochemie, moleculaire analyse, palynologie, paleobotanie, paleozoologie en oud DNA.

Die studies vereisen dat de ontlasting gerehydrateerd wordt, met behulp van een vloeistof (meestal een wateroplossing van trinatriumfosfaat) om de ontlasting te reconstitueren, helaas ook met inbegrip van de geuren. Vervolgens wordt het gereconstitueerde materiaal onderzocht met behulp van gedetailleerde licht- en elektronenmicroscoopanalyses, en onderworpen aan datering met radiokoolstoffen, DNA-analyse, macro- en micro-fossiele analyses en andere studies van anorganische inhoud.

Coprolite-onderzoeken omvatten ook het onderzoek van chemische, immunologische eiwitten, steroïden (die geslacht bepalen) en DNA-onderzoeken, naast fytolieten, pollen, parasieten, algen en virussen.

Klassieke coprolietstudies

Hinds Cave, een dry rock-schuilplaats in het zuidwesten van Texas, dat ongeveer zesduizend jaar geleden werd gebruikt als een latrine voor jager-verzamelaars, bevatte verschillende afzettingen van uitwerpselen, waarvan 100 monsters werden verzameld door archeoloog Glenna Williams-Dean in de late jaren 1970. De gegevens die Dean verzamelde tijdens haar Ph.D. onderzoek is sinds die tijd door generaties wetenschappers bestudeerd en geanalyseerd. Dean zelf leidde pionier experimentele archeologische studies met behulp van studenten om test fecale materie te verstrekken die voortvloeit uit gedocumenteerde voedingsinput, een ongeëvenaarde dataset zelfs vandaag. Levensmiddelen erkend in de Hinds Cave omvatten agave, opuntia en allium; seizoensgebonden studies gaven aan dat de ontlasting was afgezet tussen winter-vroege lente en zomer.

Een van de vroegst ontdekte stukken geloofwaardig bewijs voor pre-Clovis-locaties in Noord-Amerika was afkomstig van coprolieten die werden ontdekt in Paisley 5 Mile Point Caves in de staat Oregon. Het herstel van 14 coprolieten werd gemeld in 2008, de oudste individueel radiokoolstof daterend van 12.300 RCYBP (14.000 kalenderjaren geleden). Helaas waren ze allemaal besmet door de graafmachines, maar verschillende bevatten oeroud DNA en andere genetische markers voor Paleoindische mensen. Meest recent suggereren biomarkers in het vroegst gedateerde exemplaar dat het toch niet menselijk was, hoewel Sistiaga en collega's geen verklaring hadden voor de aanwezigheid van Paleoindiaans mtDNA erin. Sinds die tijd zijn er nog andere betrouwbare pre-Clovis-sites gevonden.

Geschiedenis van de studie

De belangrijkste voorstander van onderzoek naar coprolieten was Eric O. Callen (1912-1970), een buitenbeentje Schotse botanicus geïnteresseerd in plantenpathologieën. Callen, met een Ph.D. in plantkunde uit Edinburgh, werkte als plantenpatholoog aan de McGill University en in de vroege jaren 1950 was een van zijn collega's Thomas Cameron (1894-1980), een lid van de faculteit parasitologie.

In 1951 bezocht archeoloog Junius Bird (1907-1982) McGill. Een paar jaar voorafgaand aan zijn bezoek had Bird op de site van Huaca Prieta de Chicama in Peru coprolieten ontdekt en een paar ontlastingmonsters verzameld uit de ingewanden van een mummie die op de site was gevonden. Bird gaf de monsters aan Cameron en vroeg hem te zoeken naar bewijsmateriaal voor menselijke parasieten. Callen hoorde van de monsters en vroeg om een ​​paar eigen monsters om te studeren, op zoek naar sporen van schimmels die maïs infecteren en vernietigen. In hun artikel over het belang van Callan voor de microhistologie, wijzen Amerikaanse archeologen Vaughn Bryant en Glenna Dean erop hoe opmerkelijk het is dat deze allereerste studie van oude menselijke coprolieten werd uitgevoerd door twee wetenschappers zonder formele opleiding in antropologie.

De rol van Callan in de baanbrekende studie omvatte de identificatie van een geschikt rehydratatieproces, dat nog steeds wordt gebruikt: een zwakke oplossing van trinatriumfosfaat dat door zoölogen in vergelijkbare onderzoeken werd gebruikt. Zijn onderzoek was noodzakelijkerwijs beperkt tot macroscopische studies van de overblijfselen, maar de exemplaren bevatten een grote verscheidenheid aan macrofossielen die het oude dieet weerspiegelden. Callan, die stierf tijdens het uitvoeren van onderzoek in Pikimachay, Peru in 1970, wordt gecrediteerd met het uitvinden van technieken en het bevorderen van de studie in een tijd waarin microhistologie werd afgekeurd als bizar onderzoek.

Geselecteerde bronnen

• Bryant, Vaughn M. en Glenna W. Dean. "Archaeological Coprolite Science: The Legacy of Eric O. Callen (1912-1970)." Paleogeografie, Paleoklimatologie, Paleo-ecologie 237.1 (2006): 51-66. Afdrukken.
• Camacho, Morgana, et al. "Parasieten herstellen van mummies en coprolieten: een epidemiologische benadering." Parasieten & vectoren 11.1 (2018): 248. Afdrukken.
• Chaves, Sérgio Augusto de Miranda en Karl J. Reinhard. "Kritische analyse van coproliet bewijs van medicinaal plantengebruik, Piauí, Brazilië." Paleogeografie, Paleoklimatologie, Paleo-ecologie 237.1 (2006): 110-18. Afdrukken.
• Dean, Glenna W. "The Science of Coprolite Analysis: The View from Hinds Cave." Paleogeografie, Paleoklimatologie, Paleo-ecologie 237.1 (2006): 67-79. Afdrukken.
• Reinhard, Karl J., et al. "Inzicht in de pathoecologische relatie tussen het oude dieet en moderne diabetes door coprolietanalyse: een casusvoorbeeld van Antelope Cave, Mojave County, Arizona." Huidige antropologie 53.4 (2012): 506-12. Afdrukken.
• Wood, Jamie R. en Janet M. Wilmshurst. "Een protocol voor subsampling van laat-quartaire coprolieten voor multi-proxy-analyse." Quaternary Science beoordelingen 138 (2016): 1-5. Afdrukken.