Исследование диеты древних собак с помощью комплексного подхода

Копролиты, или окаменелые фекалии, часто используются для изучения пищевых предпочтений древних цивилизаций. Однако образцы часто загрязнены, что затрудняет анализ. Новое исследование, опубликованное в Scientific Reports, использует различные методы для улучшения изучения копролитов.

«Мы много лет интересовались анализом копролитов. Мы пытались извлечь ДНК и изучить микробиом, но инструменты были не столь совершенны», — сказал Рипан Мали (GNDP/GSP/IGOH), профессор антропологии. «Насколько я знаю, это первый случай, когда кто-либо использовал несколько подходов, чтобы дать снимок ежедневного рациона, здоровья и долгосрочных тенденций у древних собак Америки — и всё в одном исследовании».

Образцы были обнаружены в Кахокии, недалеко от современного Сент-Луиса, штат Миссури. На пике развития Кахокия была крупным городским центром с населением больше, чем в Лондоне или Париже. Несколько других исследований показали, что существует совпадение в диете собак и людей — либо потому, что собак кормили той же пищей, либо потому, что они ели человеческие объедки. Следовательно, изучение копролитов также даёт представление о здоровье и питании человека.

«Изначально жители выращивали такие культуры, как тыква и подсолнечник. По мере роста города, как полагают, диета сместилась в сторону кукурузы. Наш анализ предполагает то же самое, поскольку мы увидели, что некоторые собаки также ели кукурузу», — сказала Келси Уитт, постдокторант Университета Брауна и бывшая аспирантка лаборатории Мали.

Образцы кукурузы были исследованы с помощью анализа стабильных изотопов, который используется для измерения различных форм углерода в образце. В зависимости от концентраций углерода можно определить, какое растение было потреблено. Исследователи также изучили остатки животных и растений в копролитах и показали, что грецкие орехи, виноград, различные виды рыбы и утка входили в рацион собак.

Исследователи также использовали секвенирование ДНК для определения микробиома — сообщества микробов — копролитов. «Техника, которую мы использовали, появилась в 2020 году. Она помогла нам проверить, были ли образцы от собак или людей, а также подтвердить общие аспекты диеты, что можно сделать только путем сравнения микробиомов», — сказал Картик Ярлагадда, аспирант лаборатории Мали.

Хотя методы являются новыми и более чувствительными, копролиты по-прежнему сложно изучать по ряду причин. ДНК уже прошла через пищеварительный процесс в собаках и поэтому была расщеплена. Кроме того, поскольку образцы древние, извлечённая ДНК в значительной степени деградировала из-за воздействия окружающей среды.

«Одной из самых больших проблем, с которыми мы столкнулись, было загрязнение образцов», — сказал Ярлагадда. «Эти образцы были отложены тысячу лет назад. После этого окружающая среда изменилась, некоторые микробы погибли, а новые заняли их место. Все эти факторы осложняют анализ».

Исследователи работают с коренными общинами, чтобы лучше понять, как выглядела диета их предков. «Поскольку в нашем исследовании много ограничений, разговоры с членами сообщества о том, что ели их предки и как они взаимодействовали с собаками, помогают нам лучше понять наши результаты», — сказала Уитт.