Analyse von Stärkekörnern, die in menschlichem Zahnstein in Áspero, Peru, während der anfänglichen Entstehungsperiode (3000) eingeschlossen waren

Scientific Reports Band 13, Artikelnummer: 14143 (2023) Diesen Artikel zitieren

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Ziel dieser Forschung ist es, die verzehrten Pflanzen zu identifizieren und ihre Bedeutung für die Ernährung in Áspero, einem städtischen Zentrum an der Küste des Supe-Tals in Peru, zu bestimmen. Infolgedessen wurden im menschlichen Zahnstein von neun Personen eingeschlossene Stärkekörner geborgen, während die Ergebnisse einer Person aus der Heiligen Stadt Caral im Inneren des Supe Valley vorgestellt werden. Es wurden acht Arten von Nahrungspflanzen identifiziert, darunter C3-Pflanzen: Süßkartoffel, Kürbis, Kartoffel, Chili, Algarrobo, Maniok und Bohne sowie C4-Pflanze: Mais. Frühere Isotopenanalysen weisen darauf hin, dass C3-Pflanzen die Grundlage der Ernährung in Áspero und Caral bildeten. Unsere Ergebnisse deuten auf eine hohe Allgegenwart von C3-Pflanzen wie Süßkartoffeln (100 %) und Kürbissen (90 %) hin, was mit Vorsicht darauf schließen lässt, dass diese Taxa eine wichtige C3-Quelle im Speiseplan waren. Mais, eine C4-Pflanze, war ähnlich allgegenwärtig (100 %) wie Süßkartoffeln und Kürbis. Frühere Isotopenanalysen deuten jedoch darauf hin, dass Mais in Áspero und Caral ein marginales Nahrungsmittel war. Diese Ergebnisse belegen, dass das Fehlen und die Häufigkeit von Stärkekörnern nicht dazu genutzt werden können, direkt auf die Häufigkeit der Aufnahme von C3- und C4-Pflanzen innerhalb einer kleinen Population zu schließen, wie dies in früheren Studien nahegelegt wurde.

Umfangreiche archäologische Forschungen, die in den letzten drei Jahrzehnten in den Zentralanden durchgeführt wurden, haben unser Verständnis des Prozesses der Domestizierung von Pflanzen, der Einführung der Landwirtschaft, der Nuancen der Veränderungen in Subsistenzstrategien im Laufe der Zeit und ihrer Beziehung zu Prozessen sozialer Komplexität grundlegend verändert1,2, 3,4,5,6,7,8. Aktuelle Daten deuten darauf hin, dass das Supe-Tal an der Nord-Zentral-Peruanischen Küste während der anfänglichen Gründungsperiode (3000–1800 v. Chr.) Zeuge des Aufstiegs der Heiligen Stadt Caral und 24 weiterer damit verbundener städtischer Zentren mit monumentaler Architektur war, die den greifbaren Beweis darstellen von Caral, der frühesten Zivilisation Amerikas5,9. Unter diesen archäologischen Stätten sind Áspero und die Heilige Stadt Caral zwei von größter Bedeutung für die Diskussion über den Ursprung der frühen Zivilisation. Áspero, eine Küstensiedlung (Abb. 1), die im Allgemeinen auf etwa 3000 v. Chr. datiert wird, gilt seit 50 Jahren als archetypischer Ort für die Maritime Foundations of Andean Civilization-Hypothese (MFAC)10,11, die besagt, dass die frühesten komplexen Gesellschaften entstanden sind basierten zunächst auf der Ausbeutung reicher Schwärme kleiner Fische und anderer endemischer Meeresarten und übernahmen später die Landwirtschaft, um die zuvor institutionalisierten sozialen Strukturen aufrechtzuerhalten. Da Áspero die frühesten Radiokarbondaten aller Standorte an der Küste und im Supe-Tal lieferte, galt es als der Ort, an dem möglicherweise die erste komplexe Gesellschaft in der Region entstand12,13. Neue Forschungen haben jedoch gezeigt, dass die menschliche Besetzung von Áspero zwar früher begann, der Bau monumentaler Gebäude jedoch später erfolgt als in der Heiligen Stadt Caral14. Die heilige Stadt Caral ist die Hauptsiedlung des mittleren Supe-Tals (Abb. 1) und weist klare Beweise für eine frühe Urbanisierung und den größten Arbeitsaufwand aller Standorte im Tal auf. Dank mehr als 25 Jahren kontinuierlicher archäologischer Forschung mit Ausgrabungen gilt Caral derzeit als Hauptstandort des Supe-Tals und möglicherweise als Hauptstadt eines regionalen Gemeinwesens zwischen 3000 und 1800 v. Chr. Die Daten von Caral veränderten die vorherrschenden Vorstellungen über den regionalen Prozess, stellten die Plausibilität des MFAC in Frage und befeuerten die Debatte über den geografischen Ursprung (ob an der Küste oder im Landesinneren?), die wirtschaftliche Grundlage (basiert auf der Landwirtschaft oder auf der Fischerei?) und politische Natur (Heterarchie, Häuptlingstümer, unberührter Staat?) der frühesten komplexen Andengesellschaften8,15,16,17,18.

Lage von Áspero und der heiligen Stadt Caral im Supe-Tal an der peruanischen Zentralküste. Die Abbildung wurde durch Geodatenanalyse der ArcGIS-Software (Version ArcGIS 10.3; http://www.esri.com/software/arcgis/arcgis-for-desktop) erstellt und die Kartendaten wurden vom IGN (https://www .idep.gob.pe/geovisor/VisorDeMapas/) und MTC (https://portal.mtc.gob.pe/estadisticas/descarga.html) Portal.

Die in Áspero und der Heiligen Stadt Caral geborgenen makrobotanischen Überreste lassen auf frühe Anbau- und Verzehrpraktiken mehrerer Pflanzenarten im Supe-Tal schließen4,5,12,14,19. Qualitativ gesehen sind die Pflanzenbestände von Áspero und der Heiligen Stadt Caral ähnlich. In Áspero und Caral wurden die folgenden Nahrungspflanzenreste geborgen: Guave (Psidium guajava), Kürbis (Cucurbita sp.), Achira (Canna indica), Süßkartoffel (Ipomoea batatas), Kartoffel (Solanum tuberosum), Oca (Oxalis tuberosa) , Bohne (Phaseolus vulgaris), Limabohne (Phaseolus lunatus), Chilischote (Capsicum sp.), Pacay (Inga feuillei), Lucuma (Pouteria lucuma), Avocado (Persea americana), Guanábana (Annona muricata) und Mais (Zea mays )4,5,18,20,21. Eine aktuelle Studie, die auf Isotopenanalysen basiert, weist auf eine hohe Aufnahme von C3-Kohlenhydraten (Knollen, Hülsenfrüchte, Kürbisgewächse und Früchte) in Áspero und der Heiligen Stadt Caral hin18. Allerdings ist eine mikrobotanische Analyse erforderlich, um festzustellen, welche C3-Pflanzen verzehrt wurden und ob einige Arten vorherrschend waren. Dies kann uns wiederum zu einem besseren Verständnis ihrer wirtschaftlichen Relevanz und der damit verbundenen Auswirkungen auf Landnutzung, Arbeitsorganisation und Handelsnetzwerke führen. In den letzten Jahrzehnten wurden Stärkekörner aus Zahnstein als Nahrungsergänzungsmittel von archäologischem Interesse verwendet. Der menschliche Zahnstein bietet eine hervorragende Möglichkeit, den Pflanzenkonsum, die Lebensmittelverarbeitung und Kochtechniken besser zu verstehen22,23,24,25,26,27. In dieser Studie präsentieren wir die Ergebnisse der ersten Analyse von Stärkekörnern im menschlichen Zahnstein vom Standort Áspero. Ziel dieser Analyse ist es, zu ermitteln, welche Pflanzen von den Küstenpopulationen im Supe-Tal während der anfänglichen Bildungsperiode verzehrt wurden, um die Ergebnisse zuvor veröffentlichter makrobotanischer Analysen zu ergänzen und auf der Grundlage der Allgegenwart (%) der identifizierten C3-Taxa die C3-Pflanzen zu bestimmen Dies stellte die wichtigste pflanzliche Nahrungsquelle in Áspero und der Heiligen Stadt Caral dar, wie Isotopenanalysen nahelegen18.

Von allen analysierten Zähnen wurden Stärkekörner gewonnen. Insgesamt wurden acht Taxa essbarer Pflanzen identifiziert, darunter Süßkartoffel (Ipomoea batatas), Kürbis (Cucurbita sp.), Kartoffel (Solanum tuberosum), Chilischote (Capsicum sp.), Algarrobo (Prosopis sp.), Maniok (Manihot). esculenta), Bohne (Phaseolus sp.), Mais (Zea mays) und Exemplare der Familie Fabaceae (Tabelle 1).

Mindestens 221 Stärkekörner wurden geborgen, identifiziert und aufgezeichnet (Tabelle 1). Süßkartoffeln (30,8 %) und Kürbisstärkekörner (24,4 %) kamen am häufigsten im menschlichen Zahnstein vor. Wir haben Stärkekörner gefunden, die nicht identifiziert werden konnten (14,0 %), da keine diagnostischen Merkmale vorliegen oder weil sie nicht in unserer aktuellen Referenzsammlung oder in anderen veröffentlichten Arbeiten vertreten sind. Tabelle 1 zeigt die Allgegenwart der in Áspero und Caral, Supe Valley, identifizierten Lebensmitteltaxa. Süßkartoffeln (100 %), Mais (100 %) und Kürbis (90 %) waren während der anfänglichen Entstehungsperiode (3000–1800 v. Chr.) weit verbreitet.

Süßkartoffelstärkekörner hatten eine mittlere Größe von 19,8 ± 6,7 μm und hatten in vielen Fällen eine polygonale Form mit offenem Hilum. Sie zeigten zwei oder drei Druckfacetten (Abb. 2a–d). Die mittlere Größe der Kürbisstärkekörner betrug 8,3 ± 1,9 μm. Kürbisstärkekörner sind kugelförmig und glockenförmig mit einem kappenartigen distalen Ende und einem exzentrischen Hilum (Abb. 2e–f).

Süßkartoffelstärkekörner (a–d) mit diagnostischen polyedrischen Formen mit Druckfacetten (pf) und offenem Hilum (oh). Kürbisstärkekörner (e,f), Stärken sind kugelförmig und glockenförmig mit einem kappenartigen distalen Ende und einem exzentrischen Hilum. Maisstärkekörner (g–k), Stärken sind vieleckig (g–j) und oval (k) mit „y“-Rissen (g,i,l). Maisstärkekorn mit Furchenschäden, möglicherweise durch Gärung (k). Kartoffelstärkekörner (l,m). Chili-Pfeffer-Stärkekörner (n,o). Algarrobo-Stärkekörner (p,q). Phaseolus sp. Stärkekörner (r,s). Maniok-Stärkekorn mit diagnostischem glockenförmigem „y“-Riss (t,u).

Maisstärkekörner haben vieleckige, kugelförmige und ovale Formen mit unterschiedlichen Spaltungsvarianten (quer, asymmetrisch, X-Form und Y-Form). Die mittlere Größe der Maisstärkekörner betrug 18,2 ± 6,3 μm (Abb. 2g – k). Kartoffelstärkekörner hatten eine mittlere Größe von 93 ± 4,3 μm und ovale Formen mit sichtbarer exzentrischer Position des Hilus und der Lamellen (Abb. 2l – m). Die Stärkekörner von Chilischoten haben eine linsenförmige Form mit einer zentralen Vertiefung. Die mittlere Größe der Stärkekörner von Chilischoten betrug 18,2 ± 2,1 μm (Abb. 2n – o). Algarrobo-Stärkekörner hatten eine mittlere Größe von 14,4 ± 3,9 μm und eiförmige und unregelmäßige (mit unregelmäßig angeordneten Facetten) Formen mit unterschiedlichen Rissvarianten (quer und sternförmig). Algarrobo-Stärkekörner weisen unter polarisiertem Licht eine hohe Doppelbrechung und ein gebrochenes Malteserkreuz in Körnern mit unregelmäßigen Formen auf (Abb. 2p, q). Bohnenstärkekörner sind oval, meist nierenförmig und haben eine mittlere Größe von 19,7 ± 2–4 μm (Abb. 2r, s). Einige Bohnenstärken zeigten einen linearen Riss. Das gewonnene Maniokstärkekorn ist glockenförmig (18,1 μm) mit Y-förmigen Rissen (Abb. 2t,u).

Um mit unserer Diskussion der Ergebnisse zu beginnen, müssen wir einige Einschränkungen der Methode berücksichtigen. Die Einschlusswege von Stärkekörnern verschiedener Arten in die Zahnsteinmatrix sind unterschiedlich und eine spezifische „Rate“ wurde nie berechnet. Theoretisch hängt diese Eigenschaft von individuellen biologischen Faktoren (Speichel, Zahnanatomie, Mikroflora) und mehreren physikalischen Eigenschaften von Lebensmitteln im Zusammenhang mit Kochmethoden (Textur, ob roh oder gelatiniert), Zucker- und Ballaststoffgehalt der Art usw. ab und bedarf weiterer Experimente zu klärende Arbeit28. Somit liefert das Vorhandensein von Stärke essbarer Pflanzen, die im Zahnstein eingeschlossen ist, lediglich die Bestätigung, dass bestimmte Arten in den Mund eingeführt, gekaut und möglicherweise aufgenommen wurden. Wir können nicht wissen, ob sie absolut quantitativ gesehen mehr oder weniger Verbrauch darstellen. Um dies aufzuklären, sind andere Beweisquellen erforderlich. Darüber hinaus berichten frühere Studien, dass die Produktion und die Dichte von Stärkekörnern in spezialisierten Speicherorganen zwischen Pflanzenfamilien und sogar zwischen Arten derselben Gattung unterschiedlich sind29. Daher ist es nicht möglich, den Beitrag einer bestimmten Stärkepflanze zur Ernährung eines Individuums oder einer Population anhand der aus verschiedenen Taxa gewonnenen Stärkezahlen abzuschätzen. Um die relative Bedeutung bestimmter stärkehaltiger Pflanzen in der Ernährung zu bewerten, wurde in früheren Studien24,30,31 der Ubiquitätswert jedes Taxons im analysierten Probensatz verwendet, wobei davon ausgegangen wurde, dass jede Probe ein Individuum darstellt und je allgegenwärtiger ist, desto häufiger sollte wahrscheinlich verwendet oder verbraucht werden. In diesem Abschnitt werden wir anhand der Allgegenwart (%) der in der Gruppe der Individuen von Áspero während der anfänglichen Entstehungsperiode identifizierten Taxa mit Vorsicht den Beitrag dieser Pflanzen zur pflanzlichen Komponente der Ernährung der Einwohner von Supe diskutieren Schlucht.

Verschiedene im menschlichen Zahnstein identifizierte Pflanzen stimmen mit den makrobotanischen Beweisen überein, die an den Standorten Áspero und Sacred City of Caral gemeldet wurden4,5,6,20. Dennoch wurden in dieser Studie einige Taxa identifiziert, die in den makrobotanischen Aufzeichnungen nicht aufgeführt waren. Beispielsweise wurden Maniokreste nicht geborgen und Süßkartoffel- und Kartoffelmakroreste sind im Supe Valley relativ selten4,5,6,20. Das Fehlen oder die geringe Anzahl gewonnener Knollen unter den Makroresten kann mit einer schlechten Konservierung und/oder einem vollständigen Verbrauch verbunden sein. Andererseits wurde in unserer Analyse nicht über Guavenstärke berichtet, jedoch sind Samenreste dieser Frucht in den makrobotanischen Aufzeichnungen von Áspero und der Heiligen Stadt Caral sehr häufig anzutreffen4,5,6,20. Diese Diskrepanz könnte wahrscheinlich durch Probleme der Stärkekonservierung in der Matrix des Zahnsteins erklärt werden, ein Thema, das noch wenig erforscht ist. Diese Ergebnisse unterstreichen die Bedeutung der Durchführung mehrerer komplementärer Analysen.

Unsere mikrobotanische Analyse weist auf eine hohe Allgegenwart von C3-Pflanzen wie Süßkartoffeln (100 %) und Kürbissen (90 %) hin (Tabelle 1). Ebenso deuten frühere Isotopenanalysen darauf hin, dass C3-Pflanzen die Grundlage der Ernährung in Áspero und der Heiligen Stadt Caral bildeten18. Der wichtigste Beitrag dieser Studie ist die Identifizierung der spezifischen Taxa der verzehrten C3-Pflanzen (Süßkartoffel, Kürbis, Kartoffel, Chilischoten, Algarrobo, Bohnen und Maniok). Basierend auf der Allgegenwärtigkeit deuten unsere Ergebnisse mit Vorsicht darauf hin, dass die auffälligste C3-Knolle in Áspero die Süßkartoffel war und dass Kürbis auch eine wichtige C3-Quelle auf der Speisekarte war. Weitere identifizierte C3-Knollen waren Kartoffeln und Maniok und zeigten eine mäßige (50 %) bzw. geringe Allgegenwart (10 %) (Tabelle 1). Die geringe Verbreitung von Maniok während der anfänglichen Entstehungsperiode im Supe-Tal könnte möglicherweise als eher gelegentlicher Konsum interpretiert werden. Da das südliche Amazonasgebiet als Zentrum der Domestizierung von Maniok gilt32,33 und Maniok im Supe-Tal nur eine geringe Allgegenwart aufwies, ist es wahrscheinlich, dass die Bewohner des Supe-Tals Maniok durch Austausch aus anderen Regionen erwarben. Es wird angenommen, dass die Kartoffel in den südlichen zentralen Anden domestiziert wurde34. Trotz ihres ursprünglichen Domestizierungszentrums kann die Kartoffel, wie auch heute, in mittleren Küstentälern wachsen. Da Kartoffeln eine mäßige Allgegenwärtigkeit aufwiesen, ist es plausibel, dass die Bewohner von Áspero Kartoffeln durch Tausch aus mittleren Küstentälern des Supe-Tals erwarben.

Andere in dieser Studie identifizierte häufige C3-Arten der anfänglichen Bildungsperiode, über die auch in makrobotanischen Analysen in Áspero und der Heiligen Stadt Caral berichtet wurde4,5,6,20, sind Chilischoten und Hülsenfrüchte. Chilischoten wiesen eine mäßige Allgegenwart auf (40 %), während Bohnen eine geringe Allgegenwart aufwiesen (20 %). Im Gegensatz dazu weist eine frühere Studie über im Zahnstein eingeschlossene pflanzliche Mikroreste darauf hin, dass Hülsenfrüchte und Kürbisse die wichtigsten Nahrungsquellen im Norden Perus (Nanchoc-Tal, 6210–4970 v. Chr.) waren23. Während der anfänglichen Entstehungsperiode ist zumindest an der Küste des Supe Valley eine abwechslungsreichere Ernährung mit stärkehaltigen Lebensmitteln zu beobachten, die hauptsächlich auf Süßkartoffeln und Kürbis basiert, was auf einen zeitlichen Trend der Veränderung der Ernährung mit stärkehaltigen Lebensmitteln im Laufe der Zeit hindeutet. Es ist möglich, dass Veränderungen in der Subsistenzwirtschaft mit einer zunehmenden Abhängigkeit von Feldfrüchten während der anfänglichen Bildungsperiode (Intensivierung der Landwirtschaft) die Ursache für die unterschiedlichen Quellen der stärkehaltigen Nahrung zwischen den Bewohnern des Supe-Tals und anderen früheren archäologischen Stätten waren.

Vor 80 Jahren wurden in Áspero Überreste von Maiskolben geborgen35. Der archäologische Kontext dieser Funde ist jedoch ungewiss und war Gegenstand hitziger Debatten36,37,38. Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass Maisstärkekörner aus Bestattungen aus frühen Stadien der anfänglichen Entstehungsperiode (3000–2700 v. Chr.) in Áspero geborgen wurden. In Caral schlägt Shady21 auf der Grundlage makrobotanischer Beweise vor, dass Mais ab 2300 v. Chr. angebaut wurde. Die wenigen Überreste von Maiskolben, die in Caral geborgen wurden, sind vielfältig, lassen aber im Vergleich zu anderen Nahrungspflanzen vermuten, dass es sich dabei um einen weniger wichtigen Bestandteil der Ernährung der Bevölkerung handelte5,21. Darüber hinaus kam die Assoziation von Mais mit rituellen Kontexten in Caral21 immer wieder vor. Die in dieser Studie gewonnenen Maisstärkekörner stammen aus der mittleren Expansivzeit und der späten Caral-Periode (2398–2038 kal. v. Chr.) (Tabelle 1). Unsere Ergebnisse deuten auf einen Verzehr von Mais im Supe Valley während der anfänglichen Entstehungsperiode hin und Mais zeigte eine hohe Allgegenwart (100 %), ähnlich wie C3-Pflanzen (Süßkartoffeln und Kürbis) (Tabelle 1). Frühere Isotopenanalysen deuten jedoch darauf hin, dass Mais während der Gründungsperiode im Supe Valley ein marginales Nahrungsmittel (< 12 % der Kalorien) war18. Unsere Ergebnisse und frühere Studien deuten darauf hin, dass das Fehlen oder die Häufigkeit von Stärkekörnern nicht direkt auf die Häufigkeit des Verzehrs von C3- und C4-Pflanzen in einer kleinen Population geschlossen werden kann39,25,40,41. Wir haben ein einzelnes Stärkekorn mit Schäden durch einen möglichen Fermentationsprozess in der Heiligen Stadt Caral geborgen. Das CAR 391-Individuum wurde direkt auf Kal. 2398–2038 datiert. Chr. und wurde aus Opferkontexten geborgen42. Die Stärke wies radiale Streifen (Furchenlinien) und ein unregelmäßiges Auslöschungskreuz auf, ähnlich wie Stärkekörner, mit Anzeichen von Fermentationsschäden, die während der Inka-Zeit gemeldet wurden43,44. Allerdings wurde die Art der Schädigung von Maisstärkekörnern bei der Bestattung von CAR 391 auch während des Maismahlprozesses beobachtet30, obwohl eine andere Studie auf Unterschiede bei den Schäden hinweist, die bei Maisstärke durch Fermentation und Mahlen entstehen44. Unsere Ergebnisse können nicht bestätigen, dass in Caral während der anfänglichen Entstehungsperiode Mais zur Herstellung von Chicha (Maisbier) fermentiert wurde. Um zu bestätigen, dass die Bewohner des Supe Valley Mais fermentiert haben, ist es notwendig, zukünftige Analysen von Mikroresten und Mikromolekülen in einer erweiterten Probenahme im Supe Valley durchzuführen, die Einzelpersonen und Lagerung von Maisbier (z. B. Kürbisse) umfasst. Darüber hinaus sind weitere experimentelle Arbeiten mit verschiedenen Maissorten erforderlich, um die verschiedenen Arten möglicher Schäden an Maisstärkekörnern zu untersuchen.

Die große Anzahl der identifizierten Pflanzen zeigt, dass die Bewohner des Supe-Tals an der Küste eine Vielzahl stärkehaltiger pflanzlicher Lebensmittel zu sich nahmen. Unsere Ergebnisse zeigen, dass die Einwohner von Áspero C3-Pflanzen (Süßkartoffeln, Kürbis, Kartoffeln, Chilischoten, Algarrobo, Bohnen und Maniok) und C4-Pflanzen (Mais) konsumierten. Frühere Isotopenanalysen deuten darauf hin, dass C3-Pflanzen die Grundlage der Ernährung in Áspero und der Heiligen Stadt Caral bildeten18. Unsere Ergebnisse zeigen, dass Süßkartoffeln und Kürbisse in der Gruppe der bei Áspero analysierten Individuen weit verbreitet waren, was mit Vorsicht darauf schließen lässt, dass diese C3-Taxa-Pflanzen als Gruppe möglicherweise mehr zur gesamten pflanzlichen Komponente der Ernährung beigetragen haben. Allerdings wies Mais eine hohe Allgegenwart auf, ähnlich wie Süßkartoffeln und Kürbis, obwohl frühere Isotopenanalysen darauf hindeuteten, dass Mais im Supe Valley ein marginales Nahrungsmittel war18. Diese Ergebnisse stützen die Idee, dass die Analyse von Stärke allein nicht zur Bestimmung des Beitrags von C3- und C4-Pflanzen in der pflanzlichen Ernährung verwendet werden sollte, insbesondere wenn die Probengröße klein ist. Die Stärkeanalyse bietet die Möglichkeit, einige der verzehrten Stärkepflanzen zu identifizieren, während die Stabilisotopenanalyse Einblicke in die relativen Anteile verschiedener Nahrungsquellen in der Ernährung eines Individuums liefert und für die Durchführung dieser ergänzenden Analysen erforderlich ist, um die Ernährung der alten Völker besser zu verstehen.

Áspero liegt 5 km nördlich der Entwässerung des Flusses Supe, am südöstlichen Hang einer natürlichen Erhebung, etwas mehr als 500 m vom alten Strand entfernt (Feldman, 1980; Shady und Cáceda, 2008), bei WGS84-Koordinaten 77°44′31″ W und 10°48′52″ S und 30 m.ü.M. (Abb. 1). Während der anfänglichen Entstehungsperiode war Áspero mit dem gesellschaftspolitischen System von Caral20 verbunden und war ein städtisches Zentrum mit 30 architektonischen Ansammlungen, die auf 18,75 Hektar verteilt waren, darunter vier abgestufte Pyramidengebäude, Wohnviertel, Lagerhäuser, ein zentraler Raum mit öffentlichen Gebäuden und zwei versenkte Rundbauten Plätze20.

Die heilige Stadt Caral liegt 26 km landeinwärts von der Pazifikküste über einer alluvialen Hochterrasse am linken Flussufer, im mittleren Teil des Supe-Tals4,5, in den Koordinaten WGS84 77°31′20″ W und 10° 53′30″ S, auf 360 m.ü.M. (Abb. 1). Caral ist ein geplantes städtisches Zentrum mit 35 Architekturkomplexen, das eine zentrale Zone monumentaler Architektur mit vier Hauptpyramiden, zwei kreisförmigen Hohlhöfen, einem großen Platz und mehreren Verwaltungsgebäuden sowie Bereiche mit Wohn- und Nichtwohnarchitektur enthält4,5. Radiokarbondaten aus Caral deuten darauf hin, dass es während der prägenden Anfangsperiode (2860–1970 kal. v. Chr.) besiedelt war4. Im Supe-Tal war Caral im dritten Jahrtausend v. Chr. das Zentrum der größten wirtschaftlichen, sozialen, politischen und religiösen Dynamik5.

Menschlicher Zahnstein aus zehn Bestattungskontexten (Tabelle 2), die von Shady und Kollegen aus Áspero (9) und der Heiligen Stadt Caral (1) ausgegraben wurden, wurde unter Berücksichtigung der folgenden Einschlusskriterien ausgewählt: (a) Zähne mit sichtbarem und gut erhaltenem Zahnstein; (b) 14C AMS und/oder relative Datierung durch Assoziation; (c) Isotopen- und andere bioarchäologische Daten, sofern verfügbar. Die in dieser Arbeit analysierten Bestattungskontexte wurden zuvor der anfänglichen Entstehungsperiode zugeordnet18. Zahnmaterial und Knochen aus drei Bestattungskontexten (ZAC 3024, ZAC 6360 und CAR 391) lieferten nur drei direkt kalibrierte AMS-Daten, während die verbleibenden sieben Bestattungskontexte auf der Grundlage kontextueller Assoziationen anhand mehrerer Radiokarbondaten, die das Caral-Projekt während des Jahres erhalten hatte, chronologisch klassifiziert wurden letzten 25 Jahre18. Aufgrund der Schwierigkeit, menschliche Überreste aus der anfänglichen Entstehungsperiode zu bergen, bietet die Analyse von Zahnsteinen aus Bestattungskontexten von Áspero und der Heiligen Stadt Caral eine einzigartige Gelegenheit zu wissen, welche Pflanzen von deren Populationen in politischen Systemen zunehmender Komplexität konsumiert wurden .

Gemäß dem Direktorialbeschluss 202–2020 des peruanischen Kulturministeriums ist die Archäologische Zone Caral berechtigt, archäologische Ausgrabungen im Supe-Tal durchzuführen. Alle Methoden wurden in Übereinstimmung mit den einschlägigen Richtlinien und Vorschriften der Archäologischen Zone Caral und des peruanischen Kulturministeriums durchgeführt.

Insgesamt wurden zwanzig Zähne (zwei pro Bestattungskontext) analysiert. Die einzelnen Personen wurden sorgfältig mit sauberen Werkzeugen und Nitrilhandschuhen ausgegraben. Die verschiedenen Bestandteile der Individuen wurden in Aluminiumfolie und Plastiktüten eingewickelt, um eine Kontamination zu vermeiden, und an das Labor der Archäologischen Zone Caral geschickt. In Anbetracht des inneren Werts der Proben verwendeten wir eine konservative und zerstörungsfreie Methode, um Kalkül zu extrahieren und Stärkekörner zu isolieren22,23. Diese Methode stellt sicher, dass die Stärkekörner keinen Schaden nehmen. Zuerst haben wir mit einer weichen Zahnbürste und destilliertem Wasser Partikel und anhaftenden Schmutz entfernt. Dann haben wir mit einem Zahnstocher die Zahnbereiche mit sichtbarem Zahnstein abgekratzt und die Rückstände direkt auf einen Objektträger übertragen, auf den ein paar Tropfen Wasser gegeben wurden. Dieser Vorgang wurde wiederholt durchgeführt, bis der gesamte sichtbare Zahnstein entfernt war. Vor dem Aufsetzen des Deckglases wurde der Rückstand-Wasser-Suspension ein Tropfen 50 % Wasser/Glycerin zugesetzt. Die Probenahme endete, als kein sichtbarer Zahnstein mehr beobachtet wurde. Während der Probenahme und Montage der Objektträger verwendeten wir sterile und neue Werkzeuge sowie Nitrilhandschuhe. Alle Methoden wurden in Übereinstimmung mit den einschlägigen Richtlinien und Vorschriften der Archäologischen Zone Caral und des peruanischen Kulturministeriums durchgeführt.

In Anlehnung an Diehl45 wurde die Allgegenwart (%) der in der Gruppe der analysierten Individuen identifizierten Pflanzen anhand der Formel berechnet:

Dabei ist Utaxon die Allgegenwart der Pflanze, Ntaxon die Anzahl der Bestattungen, in denen sie gefunden wird, und Ntotal die Gesamtzahl der analysierten Bestattungen. Die Ubiquitätsmessung ermittelt, wie häufig ein bestimmtes Taxon in der analysierten Probenmenge vertreten ist.

Die aufgezeichneten morphometrischen Merkmale waren Größe, Form, Rand, Facetten, Lamellen, Fissuren, Hilustyp und Morphologie der Extinktionskreuzarme. Um gewonnene Stärkekörner zu identifizieren, verwendeten wir eine moderne Referenzsammlung des Palynology and Paleobotany Laboratory (LPP-UPCH) und veröffentlichte Quellen46,47,48,49,50,51,52,53,54. Wenn ein Diagnosemerkmal fehlte, wurde die Kategorie „nicht identifiziert“ verwendet. Die taxonomische Identifizierung der Stärkekörner wurde unter Verwendung eines 200–400-fachen Verbundmikroskops sowohl unter Standard- als auch unter polarisiertem Licht (LEICA-Modell DM750P) durchgeführt. Die Analyse wurde im Labor der Archäologischen Zone Caral durchgeführt. Die in dieser Studie identifizierten Taxa sind Teil der LPP-Referenzsammlung und veröffentlichten Quellen.

Alle Daten, die die Ergebnisse dieser Studie innerhalb des Manuskripts und der analysierten Personen stützen, werden in den Labors von Caral Zone Archaeological, Lima, Peru, aufbewahrt. https://www.zonacaral.gob.pe/.

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Die Autoren danken dem Team von Archäologen der Archäologischen Zone Caral, die an der Forschung beteiligt waren. Vielen Dank an das Palynology and Paleobotany Laboratory (LPP-UPCH) für die Erleichterung des Zugangs zur Referenzsammlung moderner Stärken. Die Autoren danken Karin Ramirez für ihre Hilfe bei der Erstellung der Karte der Lage der Stätten Aspero und Sacred City of Caral.

Archäologische Zone Caral, Hinrichtungseinheit 003, Kulturministerium von Peru, Lima, Peru

Mark Yseki, Mark Machacuay, Peter Novoa und Ruth Shady

Institut für Umweltwissenschaften und -technologie (ICTA), Universitat Autònoma de Barcelona, ​​​​Barcelona, ​​​​Spanien

Luis Pezo-Lanfranco

Berufsschule für Archäologie, Fakultät für Sozialwissenschaften, Universidad Nacional Mayor de San Marcos, Lima, Peru

Peter Novoa & Ruth Shady

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MY, RS und PN konzipierten die Studie, entwickelten die Methodik und waren für die Datenkuratierung verantwortlich. RS trägt zur Projektverwaltung, Finanzierungseinwerbung und Überwachung bei. RS und MM führten die archäologischen Ausgrabungen durch und lieferten die kontextuellen und chronologischen Daten der analysierten Personen. PN verwaltete die archäologische Sammlung. MY führte die Stärkekornanalyse durch und verfasste mit Hilfe von LPL und PNMY den Entwurf des Manuskripts. RS, PN, LPL und MM diskutierten und kommentierten das Papier.

Korrespondenz mit Marco Yseki.

Die Autoren geben an, dass keine Interessenkonflikte bestehen.

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Nachdrucke und Genehmigungen

Yseki, M., Pezo-Lanfranco, L., Machacuay, M. et al. Analyse von Stärkekörnern, die in menschlichem Zahnstein in Áspero, Peru, während der anfänglichen Entstehungsperiode (3000–1800 v. Chr.) eingeschlossen waren. Sci Rep 13, 14143 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-41015-6

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Eingegangen: 01. November 2022

Angenommen: 21. August 2023

Veröffentlicht: 29. August 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-41015-6

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