Koprolithen und ihre Analyse - Fossiler Kot als wissenschaftliche Studie

Coprolite (Plural Coprolites) ist der Fachbegriff für konservierten menschlichen (oder tierischen) Kot. Erhaltene fossile Fäkalien sind eine faszinierende Untersuchung in der Archäologie, da sie einen direkten Beweis dafür liefern, was ein einzelnes Tier oder ein Mensch gegessen hat. Ein Archäologe kann Nahrungsreste in Lagergruben, mittleren Ablagerungen und in Stein- oder Keramikgefäßen finden, aber Materialien, die in menschlichem Kot gefunden werden, sind klare und unwiderlegbare Beweise dafür, dass ein bestimmtes Lebensmittel konsumiert wurde.

Key Takeaways: Koprolithen

• Koprolithen sind fossile oder konservierte menschliche oder tierische Fäkalien und stehen seit den 1950er Jahren im Mittelpunkt der wissenschaftlichen Forschung. 
• Zu den untersuchten Inhalten gehören Pflanzen- und Tierreste, Darmparasiten und -milben sowie DNA. 
• In Abhängigkeit von dem Kontext, in dem sie vorkommen, liefern Koprolithen Informationen über die Ernährung und den Gesundheitszustand eines einzelnen Säugetiers oder einer Gemeinschaft. 
• Zwei weitere Klassen der wissenschaftlichen Untersuchung von Exkrementen sind Abwasser- oder Senkgrubenablagerungen sowie Darm- oder Darminhalte. 

Koprolithe sind ein allgegenwärtiges Merkmal des menschlichen Lebens, aber sie sind in trockenen Höhlen und Felsunterkünften am besten erhalten und werden gelegentlich in Sanddünen, trockenen Böden und Sumpfrändern entdeckt. Sie enthalten Hinweise auf Ernährung und Lebensunterhalt, können aber auch Informationen über Krankheiten und Krankheitserreger, Geschlecht und alte DNA enthalten, die auf eine Weise nachgewiesen werden können, die anderswo nicht ohne weiteres verfügbar ist.

Drei Klassen

Bei der Untersuchung von menschlichen Exkrementen gibt es im Allgemeinen drei Klassen von erhaltenen Fäkalresten, die archäologisch gefunden werden: Abwasser, Koprolithen und Darminhalt.

• Abwasser oder Cess, Einschließlich privater Gruben oder Latrinen, Senkgruben, Abwasserkanäle und Abflüsse, enthalten weitgehend gemischte Ansammlungen menschlicher Fäkalien zusammen mit Küchenabfällen und anderen organischen und anorganischen Abfällen. Wenn sie gut erhalten sind, insbesondere wenn sie mit Wasser gefüllt sind, liefern die Ablagerungen wertvolle Informationen über die Ernährung und die Lebensbedingungen in der Gemeinde oder im Haushalt.
• Koprolithen sind einzelne fossile oder subfossile Fäkalien, die durch Verkohlung, Mineralisierung oder als ausgetrocknete Proben in Höhlen und extrem trockenen Orten konserviert werden. Jede Probe liefert Hinweise auf Lebensmittel, die von einer Person verzehrt werden, und kann, wenn sie in einem Latrinengebiet gefunden werden, auch gemeinschaftsweite Ernährungsweisen aufzeigen.
• Darm- oder Darminhalt bezieht sich auf konservierte menschliche Überreste im Darm gut erhaltener menschlicher oder tierischer Körper. Diese sind für eine Untersuchung eines Individuums am wertvollsten, da sie im Wesentlichen nicht kontaminierte Überreste sind, die Informationen über höchstens eine oder zwei Mahlzeiten enthalten, in der Tat die letzte Mahlzeit, die das Individuum konsumiert hat. Darminhalte sind relativ seltene Entdeckungen, die nur bei Erhaltung ganzer Menschen, bei natürlicher oder (wenn nicht zu umfangreicher) kultureller Mumifizierung, beim Einfrieren oder Gefriertrocknen (zum Beispiel der Tiroler Iceman Otzi) oder bei Staunässe (wie z Europäische eisenzeitliche Moorkörper).

Inhalt

Ein menschliches oder tierisches Coprolit kann eine Vielzahl von biologischen und mineralischen Stoffen enthalten. Pflanzenreste, die in fossilen Fäkalien gefunden werden, umfassen teilweise verdaute Samen, Früchte und Fruchtteile, Pollen, Stärkekörner, Phytolithen, Kieselalgen, verbrannte organische Stoffe (Holzkohle) und kleine Pflanzenfragmente. Zu den tierischen Teilen gehören Gewebe, Knochen und Haare.

Andere Arten von Gegenständen, die in Fäkalien vorkommen, sind Darmparasiten oder deren Eier, Insekten oder Milben. Insbesondere Milben identifizieren, wie die einzelnen Lebensmittel gelagert werden; Das Vorhandensein von Splitt könnte ein Hinweis auf Lebensmittelverarbeitungstechniken sein. und verbranntes Essen und Holzkohle zeugen von Kochtechniken.

Studien über Steroide

Coprolite-Studien werden manchmal als Mikrohistologie bezeichnet, sie umfassen jedoch eine breite Palette von Themen: Paläodiät, Paläopharmakologie (das Studium der alten Medizin), Paläoumwelt und Saisonalität; Biochemie, Molekularanalyse, Palynologie, Paläobotanik, Paläozoologie und alte DNA.

Diese Studien erfordern, dass der Kot mit einer Flüssigkeit (typischerweise einer wässrigen Lösung von Trinatriumphosphat) rehydratisiert wird, um den Kot wiederherzustellen, wobei leider auch die Gerüche eingeschlossen sind. Anschließend wird das rekonstituierte Material unter dem Licht- und Elektronenmikroskop untersucht und einer Radiokohlenstoffdatierung, DNA-Analyse, Makro- und Mikrofossilanalysen sowie anderen Untersuchungen des anorganischen Gehalts unterzogen.

Coprolite-Studien umfassten neben Phytolithen, Pollen, Parasiten, Algen und Viren auch Untersuchungen zu chemischen, immunologischen Proteinen, Steroiden (die das Geschlecht bestimmen) und DNA-Studien.

Klassische Coprolite-Studien

Die Hinds Cave, ein Trockenfelslager im Südwesten von Texas, das vor etwa sechstausend Jahren als Latrine für Jäger und Sammler genutzt worden war, enthielt mehrere Kotablagerungen, von denen Ende der 1970er Jahre 100 Proben von der Archäologin Glenna Williams-Dean gesammelt wurden. Die Daten, die Dean während ihrer Promotion gesammelt hat. Die Forschung wurde seit dieser Zeit von Generationen von Wissenschaftlern untersucht und analysiert. Dean selbst führte Pionierstudien zur experimentellen Archäologie durch, bei denen Studenten Kotproben verwendeten, die sich aus dokumentierten Ernährungsdaten ergaben - ein Datensatz, der bis heute seinesgleichen sucht. Nahrungsmittel, die in der Hindshöhle erkannt wurden, schlossen Agave, Opuntie und Allium ein; Saisonalitätsstudien zeigten, dass der Kot zwischen Winter-Frühjahr und Sommer abgelagert worden war.

Einer der frühesten entdeckten glaubwürdigen Beweise für Prä-Clovis-Standorte in Nordamerika waren Koprolithen, die in den Paisley 5 Mile Point Caves im Bundesstaat Oregon entdeckt wurden. Die Gewinnung von 14 Koprolithen wurde im Jahr 2008 gemeldet, wobei der älteste einzelne Radiokohlenstoff auf 12.300 RCYBP (vor 14.000 Kalenderjahren) datiert war. Leider wurden alle von den Baggern kontaminiert, aber einige enthielten uralte DNA und andere genetische Marker für paläoindische Menschen. In jüngster Zeit wiesen Biomarker, die in der frühesten datierten Probe gefunden wurden, darauf hin, dass sie doch nicht menschlich war, obwohl Sistiaga und Kollegen keine Erklärung für das Vorhandensein paläoindischer mtDNA darin hatten. Andere glaubwürdige Prä-Clovis-Sites wurden seitdem gefunden.

Geschichte der Studie

Der wichtigste Befürworter der Erforschung von Koprolithen war Eric O. Callen (1912-1970), ein schottischer Einzelgänger, der sich für Pflanzenpathologien interessierte. Callen, mit einem Ph.D. in Botanik aus Edinburgh, arbeitete als Pflanzenpathologe an der McGill University und in den frühen 1950er Jahren war einer seiner Kollegen Thomas Cameron (1894-1980), Mitglied der Fakultät für Parasitologie.

1951 besuchte der Archäologe Junius Bird (1907-1982) McGill. Einige Jahre vor seinem Besuch hatte Bird am Standort Huaca Prieta de Chicama in Peru Koprolithen entdeckt und einige Stuhlproben aus dem Darm einer Mumie entnommen, die an diesem Standort gefunden worden war. Bird gab Cameron die Proben und bat ihn, nach Hinweisen auf menschliche Parasiten zu suchen. Callen erfuhr von den Proben und bat um einige eigene Proben, um nach Spuren von Pilzen zu suchen, die Mais infizieren und zerstören. Die amerikanischen Archäologen Vaughn Bryant und Glenna Dean berichten in ihrem Artikel über Callans Bedeutung für die Mikrohistologie, wie bemerkenswert es ist, dass diese erste Studie über antike menschliche Koprolithen von zwei Gelehrten durchgeführt wurde, die keine formelle Ausbildung in Anthropologie hatten.

Callans Rolle in der wegweisenden Studie umfasste die Identifizierung eines geeigneten Rehydratisierungsverfahrens, das bis heute angewendet wird: eine schwache Lösung von Trinatriumphosphat, die von Zoologen in ähnlichen Studien verwendet wurde. Seine Forschungen beschränkten sich notwendigerweise auf makroskopische Untersuchungen der Überreste, aber die Exemplare enthielten eine Vielzahl von Makrofossilien, die die uralte Ernährung widerspiegelten. Callan, der 1970 in Pikimachay, Peru, bei der Durchführung von Forschungen starb, wird die Anerkennung zugeschrieben, dass er Techniken erfunden und die Studie zu einer Zeit gefördert hat, als die Mikrohistologie als bizarre Forschung herabgesetzt wurde.

Ausgewählte Quellen

• Bryant, Vaughn M. und Glenna W. Dean. "Archäologische Coprolite-Wissenschaft: Das Erbe von Eric O. Callen (1912-1970)." Paläogeographie, Paläoklimatologie, Paläoökologie 237,1 (2006): 51-66. Drucken.
• Camacho, Morgana et al. "Wiederherstellung von Parasiten von Mumien und Koproliten: Ein epidemiologischer Ansatz." Parasiten & Vektoren 11,1 (2018): 248. Drucken.
• Chaves, Sérgio Augusto de Miranda und Karl J. Reinhard. "Kritische Analyse des Coprolite-Nachweises für die Verwendung von Heilpflanzen, Piauí, Brasilien." Paläogeographie, Paläoklimatologie, Paläoökologie 237,1 (2006): 110-18. Drucken.
• Dean, Glenna W. "Die Wissenschaft der Coprolite-Analyse: Der Blick aus der Hinds-Höhle." Paläogeographie, Paläoklimatologie, Paläoökologie 237,1 (2006): 67-79. Drucken.
• Reinhard, Karl J. et al. "Verständnis der pathoökologischen Beziehung zwischen antiker Ernährung und modernem Diabetes durch Coprolite-Analyse: Ein Fallbeispiel aus der Antelope Cave, Mojave County, Arizona." Aktuelle Anthropologie 53,4 (2012): 506-12. Drucken.
• Wood, Jamie R. und Janet M. Wilmshurst. "Ein Protokoll zur Unterabtastung von späten quaternären Coprolites für die Multi-Proxy-Analyse." Quaternary Science Reviews 138 (2016): 1-5. Drucken.