科学家通过分子挖掘揭示食物外壳考古学

对中国东部太湖地区陶器上古代碳化物质(食物结皮)的脂质和蛋白质组学研究揭示了第四个千年期间稻米、海鲜消费、各种陶器功能以及小米的南下传播和种植的存在公元前。

该研究由中国科学院大学、中国科学院古脊椎动物与古人类研究所、南京博物院和首都师范大学的研究人员共同完成，为了解古代人类的生存策略提供了分子证据新石器时代晚期，太湖沿岸。

在《考古科学杂志》上发表的研究中，研究人员检查了57个带有食物结皮的锅片，这些锅片主要属于嵩泽文化时期(距今约5800-5300年)。利用脂质分析平台(包括气相色谱-质谱、气相色谱-燃烧同位素比值质谱等)和蛋白质组学平台，他们鉴定了陶器内壁附着的食物结皮中保存的化合物。

研究人员称，这些食品结皮含有可解释浓度的脂质化合物，这些化合物来自淀粉植物，如大米和小米，以及淡水和海鲜油、非反刍动物和反刍动物脂肪。两种维生素E化合物(γ-生育酚和α-生育酚)和脂肪醇被确定为大米的生物标志物。

在嵩泽文化时期的一些样品中还发现了谷子生物标志物，这是太湖地区史前遗址首次发现谷子遗存。这一发现揭示了谷子向南传播的新路线，认为谷子应该在距今5800年前就已经转移到了太湖地区。

在一些样品中鉴定出来自大黄鱼和鳜鱼的肌肉蛋白的特定肽，以及来自野生山羊科和未测序的奇蹄目物种的哺乳动物胶原蛋白。这是该时期首次发现海鱼遗骸(大黄鱼)。

研究人员还表明，鼎、曾等陶器被用来烹饪各种动植物原料，表明其用途广泛。该研究的脂质分析和蛋白质组学结果是互补的，具有潜在的联系。例如，作为高温加热的脂质生物标志物，长链酮可以作为进一步蛋白质组分析的预筛选指标。

本研究为这一时期动植物资源的开发提供了直接证据，包括淡水产品、海鱼、水稻和小米，并揭示了中国东部新石器时代的稻米和鱼的饮食习惯。因此，脂质和蛋白质组分析的结合对于食品结皮中有机残留物的分析具有巨大的潜力。

“与脂质分析相比，蛋白质组学在物种和组织鉴定方面具有更高的精度。这两种方法的整合可以提供有关古代人类生存策略的互补信息。然而，食物结皮的古蛋白质组学分析成功率相对较低，需要开发合适的预筛选方法来评估蛋白质保存并指导进一步分析。”该研究首席分析师、古脊椎动物与古人类研究所研究员饶惠云说。

“脂质分析在中国考古学中的应用尚处于起步阶段，但这无疑将促进中国考古学的发展，加强对古代文明的研究。”中国科学院大学首席研究员杨益民教授说。

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