Geschiedenis en Cultuur

Waar je bent opgegroeid, wat je at: je botten leggen je leven vast

Met behulp van isotopenanalyse van chemische handtekeningen in eeuwenoude menselijke resten kunnen archeologen verplaatsingen en eetpatronen van bevolkingsgroepen vaststellen.dinsdag 23 juli 2019

Door Erin Blakemore

Wat ligt er op jouw bord? Het antwoord heeft niet alleen betrekking op je volgende maaltijd, maar is voor archeologen van cruciaal belang. Zij kunnen uit de chemische samenstelling van een eeuwenoud botmonster alles afleiden, van individuele diëten tot grootschalige verplaatsingen van bevolkingsgroepen. Met stabiele-isotopenanalyse worden de nuances van elementen in archeologisch materiaal in beeld gebracht. Zo kunnen allerlei geheimen over het klimaat, eetpatronen en de geografische herkomst van botten en ander materiaal worden ontrafeld.

Bij stabiele-isotopenanalyse wordt gekeken naar de isotopen (atomen met extra of ontbrekende neutronen) van verschillende elementen. In tegenstelling tot instabiele isotopen, zoals koolstof-14 dat na verloop van tijd achteruitgaat, vervallen stabiele isotopen nooit. Er zijn meer dan 250 stabiele isotopen bekend. Deze komen voor in 80 van de eerste 82 elementen van het periodiek systeem. Zowel organische als anorganische verbindingen bevatten deze isotopen. Hun verhoudingen ten opzichte van elkaar functioneren als handtekening. 

Oude mysteries oplossen

In de jaren 1970 vond archeoloog Nikolaas van der Merwe een skelet dat er anders uitzag dan de overige skeletten van een opgraving in Zuid-Afrika. Hij besloot in samenwerking met natuurkundige John Vogel en paleoantropoloog Philip Rightmire nieuwe wetenschappelijke technieken met isotopen toe te passen op het skelet. Uit de analyse bleek dat deze persoon een ander dieet had gevolgd dan de rest die tijdens de opgraving werd ontdekt. Dit wees op een voorheen onbekend contact tussen jager-verzamelaars zoals de mensen die op de plek werden gevonden en boeren uit de regio.

Van der Merwe en Vogel pasten stabiele-isotopenanalyse vervolgens toe op archeologisch materiaal uit de Verenigde Staten om aan te tonen dat maïs rond 1000 v.Chr. in de Eastern Woodlands van Noord-Amerika is geïntroduceerd.

Archaeologists unwrap a child sacrifice from the mass burial at the Pampa La Cruz site in Peru. Analyzing the child's bones can give archaeologists insight as to why this ancient civilization sacraficed their children.

Isotoophandtekeningen zijn bijzonder nuttig voor onderzoekers. Planten absorberen bijvoorbeeld stabiele koolstof-12- en koolstof-13-isotopen. De verhouding tussen deze twee isotopen in de atmosfeer van de aarde is consistent. Die verhouding wordt aan planten doorgegeven via de grond en het water dat ze opnemen. Tijdens de fotosynthese verandert de isotopische koolstofverhouding van de planten door de hoeveelheid water, zon en andere factoren.

Er zijn drie categorieën koolstofverhoudingen voor de fotosynthese van planten: C3, C4 en CAM. Elke categorie maakt onderzoekers iets duidelijk over de plek waar de planten werden verbouwd en onder welke milieuomstandigheden. Wanneer planten door dieren worden gegeten, gaan ze deel uitmaken van het lichaam. Door de hoeveelheid koolstof in haar, tanden en botten van dieren te analyseren, wordt duidelijk wat de verhouding van de koolstofisotopen was in de planten die ze hebben gegeten.

Hieruit kunnen de verschillende fotosynthesesoorten worden opgemaakt, die uitwijzen welke planten een dier heeft gegeten en door welke milieuomstandigheden ze zijn ontstaan. Isotopen kunnen ook duidelijk maken in welke weersomstandigheden iemand lange tijd heeft geleefd (mensen in droge gebieden hebben bijvoorbeeld meer nitrogeen-15 in hun lichaam) of hoe bevolkingsgroepen zich verplaatsten.

Momentopnamen

Andere isotopen geven allerlei informatie over archeologisch materiaal. Strontiumisotopen worden opgenomen in de tanden wanneer deze worden gevormd. Hierdoor ontstaat een momentopname waaruit kan worden opgemaakt waar iemand in zijn kindertijd heeft gewoond. Maar botcellen worden voortdurend vernieuwd en verzamelen strontium handtekeningen die aangeven waar iemand later heeft gewoond.

Als beiden met elkaar worden vergeleken, kan worden opgemaakt waar een persoon in zijn leven is geweest of dat een persoon niet is geboren op de plaats waar zijn overblijfselen zijn gevonden. Nitrogeenisotopen kunnen uitwijzen hoe oud een kind was toen het vast voedsel ging eten. (Archeologen gebruiken jaarringen om de oudheid van oude nederzettingen en artefacten vast te stellen.)

Stabiele isotopen worden nu gebruikt om alles van botten tot voedselresten op potten te bestuderen. Ze kunnen ook worden gebruikt om de bron van verschillende metalen te identificeren.

Maar isotopenanalyse is geen wondermiddel. De techniek is duur en werkt niet bij materiaal dat is verbrand. Daarnaast moet besmetting zorgvuldig worden vermeden. Hoe ouder het specimen, hoe minder eruit kan worden afgeleid. Collageen in botten is na ongeveer vijftigduizend jaar namelijk afgebroken. Toch kunnen atomen ons nog steeds veel vertellen over de herkomst en gedragingen van de mensen wiens laatste rustplaats een archeologische opgraving is geworden.

Dit artikel werd oorspronkelijk in het Engels gepubliceerd op NationalGeographic.com

LEES VERDER

Hoe bomen archeologen helpen bij hun onderzoek

Hoe bomen archeologen helpen bij hun onderzoek

De dendrochronologie is van onschatbare waarde voor het vaststellen van de ouderdom van archeologische vindplaatsen en voorwerpen.
Laatste oermaaltijd van Ötzi de ijsmummie bekend

Laatste oermaaltijd van Ötzi de ijsmummie bekend

Experts hadden twintig jaar nodig om zijn maag te vinden. Nu hebben ze zeer nauwgezet kunnen vaststellen wat de Ijsman kort voor zijn dood 5300 jaar geleden heeft gegeten.
Oeroud DNA laat verrassende wendingen zien in migratie neanderthalers

Oeroud DNA laat verrassende wendingen zien in migratie neanderthalers

Genetische verrassingen die uit 120.000 jaar oude botten tevoorschijn kwamen, tonen de gecompliceerde geschiedenis van deze menselijke verwant.