Влияние климата на нашу жизнь
Климат, в котором мы живём, оказывает на нас огромное влияние: жаркое лето, холодная зима, засухи и дожди — всё это оставляет свой след.
Запись сезонов и штормов в зубах
Для растущих детей одним из способов записи сезонов и штормов являются их зубы. Как мы показали в [новом исследовании](https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S001670372500287X), опубликованном в Geochimica et Cosmochimica Acta, зубы содержат недельную климатическую историю детства их владельца.
Методика исследования
Чтобы установить это, мы изучили зубы диких шимпанзе, содержащихся в неволе макак-обезьян и женщины, родившейся в Брисбене в январе 1990 года. Её детство включало в себя отличительные погодные явления, но более мощным применением этого метода является выявление климатических условий, сформировавших жизни отдельных людей тысячи или даже миллионы лет назад.
Изменения в осадках и температуре
Изменения в количестве осадков и температуре вызывают едва заметные изменения в питьевой воде. В частности, они влияют на пропорции различных атомных вариантов кислорода (изотопов кислорода-18 и кислорода-16).
Использование микроскопа
Под микроскопом можно увидеть крошечные линии внутри зубов, которые соответствуют ежедневным слоям роста. Используя прибор под названием [Sensitive High Resolution Ion MicroProbe](https://earthsciences.anu.edu.au/research/facilities/anu-shrimp) (SHRIMP) в Австралийском национальном университете, мы испаряли участки эмали, соответствующие этим линиям, и анализировали изотопы кислорода в парах.
Определение климатических условий
Как только мы узнали о балансе изотопов кислорода, мы смогли определить изменения в питьевой воде и соответствующие климатические условия.
Результаты исследования
Наша австралийская «донор зуба» начала свою жизнь во время влажного лета, когда циклон принёс огромное количество осадков в Брисбен и его окрестности, и месяцы высоких осадков в регионе продолжались вплоть до осени. Её зубная эмаль, сформировавшаяся летом 1990 года, показала тенденции изотопов кислорода, которые соответствовали моделям осадков того времени. Минимальные значения наблюдались близко ко времени самого влажного периода, а максимальные значения — к концу длительного засушливого периода, начавшегося позже в том же году.
После того как она достигла своего первого дня рождения, интерпретировать климатические маркеры стало сложнее. Вероятно, это произошло потому, что она начала потреблять больше приготовленной пищи, которая имеет другой баланс изотопов, чем сырая пища и грудное молоко.
Изучение изменений в рационе
Благодаря SHRIMP мы также можем узнать больше об этих изменениях в рационе, измеряя изотопы азота в дентине зуба (который находится под внешним слоем эмали). Существует известная взаимосвязь между балансом азота-15 и азота-14 и белком в рационе ребёнка.
В [более раннем исследовании](https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ajpa.24991) мы изучили эти записи в том же зубе. Материнское молоко содержит высокие уровни азота-15, и у нашей донора наблюдался чёткий сигнал о повышении значений с рождения. Вскоре после шести месяцев её соотношение изотопов азота начало падать, поскольку её мать постепенно начала предлагать ей фрукты и овощи в качестве дополнения к исключительно молочному питанию.
В течение второго года жизни нашей донора её кормили более твёрдой пищей, включая хлеб, сыр, яйца и йогурт, что привело к дальнейшему снижению изотопного соотношения. Она продолжала кормить грудью по ночам в течение нескольких месяцев на третьем году жизни, и, наконец, когда она полностью прекратила кормление грудью, её азотные значения достигли минимума.
Применение новой техники
Подобные изотопные исследования с высоким разрешением являются мировым новшеством. Зубы обычно исследуются с помощью ручных дрелей или небольших пил для измерения содержания веществ из воды и пищи. Эти грубые методы отбора проб относительно распространены и недороги, но они не могут показать краткосрочные изменения в составе зубов. Это ограничивает возможности их использования для выявления важных изменений в окружающей среде или рационе.
Наша новая техника имеет множество применений. Мы изучили детей неандертальцев из бассейна Роны на юго-востоке Франции, которые пережили некоторые тяжёлые сезоны 250 000 лет назад. Используя SHRIMP для исследования тонких срезов зубов и соотнося это с возрастом формирования эмали, мы смогли даже оценить сезоны, в которые один ребёнок родился и был отлучён от груди 2,5 года спустя.
Мы только начали создавать изотопные кривые отлучения от груди для людей, живших несколько сотен или тысяч лет назад, что даёт новое представление о древнем материнском поведении и здоровье младенцев.
Эта технология также может быть применена к гораздо более древним окаменелостям, включая обезьян, живших в Африке [17 миллионов лет назад](https://theconversation.com/revelations-from-17-million-year-old-ape-teeth-could-lead-to-new-insights-on-early-human-evolution-187996). В этом случае изотопные различия между окаменелостями соответствовали другим данным о том, что изменение климата сыграло важную роль во влиянии на анатомию и развитие предков человечества.
Зубы хранят гораздо больше историй, и технологические прорывы, подобные тем, что в Австралийском национальном университете, будут и дальше раскрывать скрытые детали нашего древнего человечества, а также [непреднамеренные последствия](https://theconversation.com/teeth-contain-detailed-records-of-lead-contamination-in-humans-and-other-primates-156121) нашего современного образа жизни.
Предоставлено [The Conversation](https://phys.org/partners/the-conversation/)
[1]: https://theconversation.com/what-teeth-can-tell-about-the-lives-and-environments-of-ancient-humans-and-neanderthals-104923
[2]: https://theconversation.com/revelations-from-17-million-year-old-ape-teeth-could-lead-to-new-insights-on-early-human-evolution-187996
[3]: https://www.ivoox.com/en/tale-teeth-tell-development-evolution-and-behavior-audios-mp3rf151201863_1.html
[4]: https://theconversation.com/teeth-contain-detailed-records-of-lead-contamination-in-humans-and-other-primates-156121