Ümbritseva maastiku kohal kõrgel paiknevad Cahokia küngad Illinoisis on suurim Columbia-eelne asula, mis on ehitatud Rio Grandest põhja poole. Arheoloogid on pikka aega arutanud nende inimeste täpse arvu üle, kes Cahokiat oma koduks nimetasid, kuid hinnangute kohaselt võis sadade majade ja tohutute platside (sealhulgas ühe suurusega 45 jalgpalliväljakut) seas, mis linna küngaste kohal oli 1000, elanud 20 000 inimest. AD Siis kadus täielikult massiivsete savist ehitiste rajanud tsivilisatsioon põhjustel, mida ei olnud veel täielikult mõistetud. 1350. aastaks AD oli see piirkond enamasti hüljatud.
Umbes 700 aastat tagasi kadunud linn esitab arheoloogidele kütkestava küsimuse: Mis juhtus Cahokia ehitanud Mississippi rahvaga? Selle mõistatuse lahendamise võti on vähem ilmne, kuid sama oluline küsimus, kuidas suure künkalinna elanikkond aja jooksul muutus.
"Arheoloogia rahvastikuajaloosse pääsemine on alati olnud pisut keeruline ja kaudne, " ütleb UC Berkeley antropoloogia magistrant AJ White. Teadlased saavad uurida kodumaist arhitektuuri ja hinnata majades elavate inimeste arvu või vaadata artefaktide tihedust nagu keraamika fragmendid või isegi arvutada surnuaedade matmisi (kui need on olemas). Kuid need meetodid on puhverserveri mõõtmised, mis põhinevad hinnangul. See, mida teadlased tegelikult vajavad, on ühend, mille on maha jätnud inimesed, kes elavad maastikul - see võiks kajastada rahvaarvu suurust, kui see tõusis ja langes.
Midagi erilist, mis leidub inimese poksis.
Munkade küngas, Cahokia suurim maakivist konstruktsioon. (Cahokia Mountsi riiklik ajalooline paik) Just sellise biomarkeri kohta on White ja tema kolleegid hiljuti kirjutanud ja ajakirjas Journal of Archaeological Science avaldatud artiklis. Teadlased uurisid koprostanooli - inimese soolestikus toodetud osaliselt lagundatud kolesterooli molekuli - mõõtmise tõhusust kui vahendit Cahokia muutuva populatsiooni mõõtmiseks. Nende rõõmuks jälgiti lähedalasuvalt Hobuseraua järvest võetud settetuumadest ekstraheeritud koprostanooli kogust arheoloogiliste andmete kohaselt tihedalt jälgitud populatsioonisuundumustega.
"Cahokia tulemused on tõesti paljutõotavad, " ütleb Pittsburghi ülikooli arheoloog Elizabeth Arkush. See on hea märk Arkushi enda uurimistöö jaoks; ta on üks peamisi uurijaid käimasolevas projektis, mille eesmärk on kasutada samu fekaalimarkereid Peruu elanikkonna muutuste uurimiseks.
Cahokia oli ideaalne koht alustamiseks, osaliselt seetõttu, et seda on nii põhjalikult uuritud. Arheoloogidel on juba ettekujutus, kuidas rahvastik kõikus aja jooksul tänu arhitektuuri jäänustele ja esemetele, isegi kui nad ei oska seal elavate inimeste täpset arvu kindlaks teha. Lisaks ei olnud Cahokia elanikel kodustatud sigu ega lambaid, kes toodavad ka koprostanooli ja mis võivad teadlaste inimpopulatsiooni mõõtmeid väänata.
White'i rühm võttis proovid järvesette tuumadest ja eraldatud koprostanoolist, samuti ühendist, mida see laguneb ja mida nimetatakse epi-koprostanooliks. “Inimestel on koprostanool väljaheidete mõnevõrra oluline komponent, ” ütleb White. "See vastab komakoha protsendile kogu väljaheite koostisest."
Arvestades, et inimese kakis on umbes 75 protsenti vett, muudab isegi murdosa protsent koprostanooli üsna oluliseks komponendiks. (See on ka üks ühenditest, mis annab fekaalidele terava lõhna.) Seejärel võrdles meeskond kahte kolesterooli kõrvalsaadust kolmanda molekuliga, mis on olemas ka inimjäätmetes, kuid laguneb erineva kiirusega. Nende mõõtmiste kombinatsioon kajastas Cahokia populatsiooni muutusi mitme sajandi jooksul ja mitme molekuli uurimine aitas vähendada lagunevatest ühenditest tulenevat ebakindlust.
Uuring on kontseptsiooni tõestuseks fekaalimeetodi katsetamiseks parasvöötme piirkonnas nagu Cahokia. Koprotanooli mõõtmine on üsna uus meetod populatsiooni suuruse hindamiseks ning esimesed katsed kasutada inimese väljaheidete biomarkereid iidsete asulate uurimiseks tehti kohtades nagu Norra, kus külmad temperatuurid aitavad ühendeid säilitada. Whiteil ja tema kolleegidel oli hea meel tõdeda, et Cahokia molekulid, kus temperatuurid tõusevad palju kõrgemale, olid piisavalt hästi säilinud, et hinnata sadade aastate eest linnas elanud inimeste arvu.
"Ma ei näe, et see asendaks vanu rahvaarvu hindamise meetodeid, vaid pigem täiendab meie teadmisi uuel viisil, kus traditsioonilised meetodid ei saa, " sõnab White.
Tehnikaga on treenimiseks veel palju põnevust. Esiteks ei lagune koprostanool ühtlase kiirusega, kui teadlased oskavad öelda. Teise puhul sõltub koprostanooli kogus, mida üks inimene tekitab, nende toitumisest - ehkki Valge sõnul pole inimese toitumise mõju täiesti selge.
"Kui keegi tahaks lihtsalt kuu aega liha süüa ja seejärel teha laboritooteid ning kuu aega süüa tofut ja teha veel laboritooteid, oleks see väga produktiivne, " ütleb ta. "Kuid ma ei tea, kas labori juhataja oleks väga õnnelik, kui ma selle välja pakun."
Inimese väljaheidete stanoolide moodustumist, sadestumist ja lagunemist kirjeldav skeem. (AJ White jt) Keskkonna ja inimkultuuri elemendid võivad muuta ka seda, kui palju väljaheiteid satub veekogudesse, kus molekulid säilivad settes. Kui kogukond asuks järve lähedal ja seda ümbritseksid künkad, võib see tähendada suuremat vettevoolu ja fekaalsete biomarkerite kõrgemat taset. Teisest küljest, kui kogukond kasutaks väetisena inimsõnnikut, siis näeks järvede registris tõenäoliselt vähem koprostanooli molekule.
Need kaalutlused on eriti olulised Arkushi ja tema meeskonna jaoks, kes on töötanud sarnaste tulemuste saavutamiseks Titicaca järve valgala ümbruses Andides, kus inimeste kohalolek ulatub umbes 5000 eKr. Selle piirkonna rahvastiku ajalugu on palju keerulisem kui Cahokia oma, moodustades arvukalt tsivilisatsioone ja linnu. Tiwanaku linn oli piirkonna peamine võim aastal 400 pKr, millele järgnesid inkade saabumine umbes 1450 pKr ja seejärel Hispaania vallutajad umbes 1500 pKr.
Peruus asuv projekt algas 2015. aastal ja on endiselt laborianalüüsi faasis, kuid meeskond on edukalt tuvastanud koprostanooli järvesüdamikes. Töö pakub viisi eelmiste arheoloogiapõhiste mõõtmiste täiendamiseks, näiteks pikk ja vaevaline ettevõtmine, mida tuntakse täieliku katvuse uuringuna. Nendes vaatlustes kõnnivad inimrühmad artefakte otsides sirgete joontega, maasse liimitud silmadega, seejärel registreerivad nende esemete asukoha ja tiheduse, et ehitada iidsete asulate kaart.
"Kui teile meeldib jalutamine ja matkamine, on see fantastiline viis oma päevi veeta, " ütleb Arkush, kuid piirkonnas elavate nomaadide populatsiooni mõõtmine vaid lühidalt võib olla äärmiselt keeruline. "Kui selgub, et stanoolid jälitavad aja jooksul elanikkonda, avab see palju suurepäraseid võimalusi inimeste asurkonna taseme mõistmiseks piirkondades, kus seda on arheoloogiliselt keeruline teha" - sellised kohad nagu jahimeeste-kogujate leerid.
Väljaheidete biomarkerid võivad ka aidata arheoloogidel mõista, kui intensiivselt need rühmad kodustatud loomi, näiteks laamasid, kasutasid, kuna on võimalik tuvastada ka ainulaadseid biomarkereid loomade väljaheites. Pisikeste molekulide tõmbamine kõige selle iidse pookide hulgast on aga pikk protsess.
"Kui võtta üks proov värsketest setetest kuni analüüsimiseni, kulub teil nädal, " ütleb Josef Werne, biogeokeemik, kes töötab ka Peruu projekti heaks. Meeskonnal on umbes 30 proovi kõigist piirkonna kolmest järvest (Umayo, Arapa ja Orurillo), mis tähendab palju tunde setete panemist erinevate masinate kaudu ja tulemuste analüüsimist.
Isegi pärast kogu seda tööd võivad arvukad muutujad rooja biomarkerite uurimisel pilti keerukamaks muuta. Lõpptulemused pakuvad Peruus loodetavasti uut vahendit, mis võimaldaks uurida inimeste ümbervoolu piirkonnas, mitte aga konkreetse asula absoluutset arvu. Kuid kui roojajääkide kataloog kasvab, räägivad inimjäätmete kõrvalsaadused meile sama palju ajaloolistest elanikest kui maetud majadest ja pottidest.
"Olen ettevaatlikult optimistlik, " ütleb Werne nende töö kohta. Veel on veel palju teha, enne kui Peruu meeskond on valmis tulemusi avaldama, kuid kui leiud on sama paljutõotavad kui Cahokia uuring, võib arheoloogia tulevikus olla terve hulk iidseid poode.
