あなたが食べる食べ物は本当にあなた自身になります

歯には、食べ物を噛むこと以外にも多くの秘密が隠されていると考えたことがありますか?

高校や大学の化学の授業で、元素は質量の異なるさまざまな原子状態で存在することが多いことを覚えているかもしれません。

典型的な例は炭素です。炭素は質量数 12、13、14 の同位体として存在し、それぞれ 12C、13C、14C で表され、「炭素 12」、「炭素 13」、「炭素 14」と発音されます。

自然環境では、最初の 2 つの同位体は安定していますが、炭素 14 は放射性同位体であり、生物の死後、一定の割合で原子構造が変化します。この放射性崩壊のプロセスは炭素 14 年代測定の基礎を形成し、残っている炭素 14 が少ないほど物体が古いということになります。

特定の食物の信号を解釈するには、植物内の炭素 13 含有量が光合成プロセスに応じて変化することを理解する必要があります。

植物の光合成、画像出典: pexels

多くのイネ科植物、パピルス、トウモロコシなど、特定の熱帯および亜熱帯植物は、C4 経路と呼ばれる節水メカニズムを通じて空気から炭素を取得し、エネルギーを生成します。

温帯または寒冷気候の植物は、C3 経路と呼ばれる別のエネルギー生成メカニズムを使用します。 C3 植物はより多く存在し、世界中の植物の大部分を占めています。熱帯地方では光合成の効率は低いものの、それでもある程度は生息しています。

ここで重要な点は、C4 植物の炭素 13 含有量が C3 植物のそれよりもはるかに高いことです。この違いは、食物連鎖の頂点にいる動物も含め、これらの植物を食べる昆虫や動物の体にも反映されます。

したがって、カモシカのように C4 植物だけを食べる動物の歯と骨には、キリンのように C3 の低木や樹木を食べる動物よりも C13 の含有量が多くなります。

古代の人類もこの食物連鎖の一部でしたが、私たちの祖先がいつピラミッドの頂点に達し、肉食のトップになったのかは、まだ正確にはわかっていません。歯から採取した同位体は、科学者がこの移行の時期を正確に特定するのに役立っています。

古人類学者は過去数十年にわたり、アフリカの人類化石の歯の炭素同位体値を注意深く測定し、数百万年の間に人類の食生活に驚くべき違いが見られることを発見した。

これまでに年代測定された最古の種はアルディピテクス・ラミダスで、炭素3植物が優勢な炭素13の特徴を示しており、後の原始人よりも現生のチンパンジーに近い。

アウストラロピテクス・セディバの個体2体でも同様の結果が得られたが、彼らはアルディピテクスから200万年以上、数千キロも離れている。

対照的に、東アフリカの平らな顔と頑丈なアウストラロピテクス、パラントロプス・ボイセイは、強い熱帯C4植物の特徴を示しており、主にイネ科の草、塊茎、スゲ科の植物を食べていたことを示しています。

草、画像ソース: pexels

しかし、科学者たちは、彼らがC4植物を餌とする昆虫や動物を大量に摂取した可能性を否定できない。初期のホモ属、アウストラロピテクス・アフリカヌス、パラントロプス・ロブストゥスなど、この時代における他の人類科動物はすべて、総合的な食生活を示していた。

有名なタウング族の子供はアウストラロピテクス・アフリカヌスです。種によって炭素 3 と炭素 4 の比率が異なるため、単純な誘導はより複雑になります。個人が植物を摂取しているのか、植物を食べる動物を食べているのかを区別することは不可能であるため、初期の人類が主に植物ベースの食事から大量の肉を含む食事にいつ切り替えたのかを正確に特定するには、これらの手がかりをさらに深く掘り下げる他の方法が必要になるだろう。

「パレオダイエット」を実践している人は、少し迷っているかもしれません。私たちの先祖や親戚は、アフリカ全土に広がるにつれて、さまざまな食生活を試してきました。特に衝撃的な結果は、2 つの頑強なアウストラロピテクス種、パラントロプス・ボーエニとパラントロプス・ロビンセイに関するものです。

歯や頭はほぼ同じですが、食性は大きく異なります。これらの東アフリカと南アフリカの種は、炭素 13 と歯の微細摩耗の両方で違いが見られますが、さまざまな証拠の詳細は完全に一貫しているわけではありません。歯、顎、頭蓋骨の形態を研究している古人類学者たちは、何かがおかしいことに気づいた。なぜなら、両種ともかなり強い噛みつき力を持っていたが、ホモ・ロブストスだけが実際に巨大な切歯を使っていたようだからだ。この論争には、微細な摩耗、歯の化学、顔の大きさや形態を研究する学者たちが参加しており、分別のある人々が古代人の行動について非常に異なる結論に達する可能性があることを示している。

歯の化学分析から、アフリカを離れた人類について何がわかるでしょうか?

残念ながら、最も初期に移住した人類の食生活に関する情報はほとんどありません。アフリカとユーラシアにおける食生活に関する研究は、これらの地域の環境史のせいもあって、ほぼ 100 万年も異なっています。

たとえば、温帯ヨーロッパはほぼ完全に在来の C3 植物で占められているため、C13 値を比較してもあまり意味がなく、異なる種類の植物の摂取量を判断することはできません。

代わりに、ヨーロッパの人類を研究している科学者たちは、肉食動物、草食動物、雑食動物を区別するのに役立つ、食物タンパク質中の炭素と窒素の同位体の組み合わせに注目してきました。

問題は、これらの分析には有機物質、特に象牙質と骨に含まれる重要なタンパク質であるコラーゲンが必要であることです。残念なことに、水、熱、微生物、土壌中の化学物質はすべてコラーゲンの分解を加速させ、最終的にはこの重要な食事の証拠が永久に消失することになります。

10 万年未満前の寒冷な気候の地域に住んでいた人々からは、コラーゲンが抽出されている可能性が最も高いです。研究サンプルのほとんどはネアンデルタール人の骨と歯から採取されたものである。なぜなら、この強健な原始人類は涼しいユーラシア大陸で非常に快適に暮らしていたからである。

科学者たちは、彼らが食事のタンパク質の多くを大型の草食哺乳類の狩猟によって得ていたと考えている。ヨーロッパの先史時代の食糧にはマンモス、バイソン、サイ、野生馬などがあったが、そのほとんどは現在では絶滅している。ネアンデルタール人の同位体値は、オオカミやハイエナなどの高等肉食動物を含む、同時代に生息していたほとんどの哺乳類とほぼ一致している。

ネアンデルタール人の支配の終わりごろ、ヨーロッパに住んでいた現代人の窒素同位体値はさらに高くなり、淡水や海洋生態系からの食物も含む同様の肉食を示唆しています。

肉、画像出典: pexels

では、これらの種は肉だけを食べるのでしょうか?

動物性タンパク質の高摂取は人間、特に妊婦や乳児にとって危険である可能性があるため、どのヒト科種も肉食哺乳類ほど多くの肉を消費している可能性は低いと指摘する人もいる。

こうした歯の化学研究の限界の 1 つは、肉由来のタンパク質が、従来のコラーゲン分析ではほとんど確認できない植物由来の特徴を隠す可能性があることです。

新しい方法の 1 つは、アミノ酸中の窒素同位体に焦点を当てています。アミノ酸はタンパク質の構成要素であるため、この方法ではより高い解像度が得られる可能性があります。この研究手法を開発した研究チームは、ネアンデルタール人は食事中のタンパク質の20％を植物から摂取していた可能性があると報告している。

歯は私たちの行動や健康について多くのことを明らかにしてくれます。食べ物の粒子、細菌、DNA はすべて物語を語ります。

終わり