Cahokia Mounds se tyčí vysoko nad okolní krajinou a stojí jako největší předkolumbovské osídlení postavené severně od Rio Grande. Archeologové už dlouho diskutovali o přesném počtu lidí, kteří Cahokia nazývali domovem, ale odhady naznačují, že mezi stovkami domů a obrovskými plazami (včetně jednoho o velikosti 45 fotbalových hřišť), které trumfovaly mohyly kolem 1000, mohlo žít až 20 000 lidí. AD Poté, z důvodů, které nejsou zcela pochopeny, zmizela civilizace, která stavěla takové masivní pozemské struktury. V roce 1350 nl byl region většinou opuštěn.
Město, které zmizelo před asi 700 lety, představuje pro archeology zajímavou otázku: Co se stalo s Mississippianskými lidmi, kteří postavili Cahokia? Klíčem k vyřešení tohoto tajemství je méně zřejmá, ale stejně důležitá otázka, jak se v průběhu času měnilo obyvatelstvo velkého mohylového města.
„Dostat se do historie populace v archeologii bylo vždy trochu obtížné a nepřímé, “ říká AJ White, postgraduální student antropologie na UC Berkeley. Vědci mohou zkoumat domácí architekturu a odhadnout počet lidí žijících v domech, nebo se podívat na hustotu artefaktů, jako jsou fragmenty keramiky, nebo dokonce počítat pohřby v hřbitovech (pokud existují). Ale tyto metody jsou proxy měření, která se spoléhají na odhad. Vědci skutečně potřebují směs, kterou zanechali lidé žijící v krajině, což by mohlo odrážet velikost populace, jak rostla a klesala.
Něco jako speciální molekula nalezená v lidském hovnu.
Monks Mound, největší pozemní stavba v Cahokia. (Cahokia Mounts State Historic Site) Právě takový biomarker je předmětem nedávné práce autora Whitea a jeho kolegů publikované v časopise Journal of Archaeological Science . Vědci zkoumali účinnost měření koprostanolu - molekuly částečně stráveného cholesterolu produkovaného v lidském střevu - jako způsobu měření měnící se populace Cahokia. Množství koprostanolu extrahovaného z jader sedimentů odebraných z nedalekého Horseshoe Lake bylo podle jejich potěšení pozorně sledováno s populačními trendy uvedenými v archeologickém záznamu.
"Výsledky společnosti Cahokia jsou opravdu slibné, " říká Elizabeth Arkush, archeologka z University of Pittsburgh. Je to dobré znamení pro vlastní výzkum Arkusha; je jednou z hlavních vyšetřovatelů v probíhajícím projektu, který používá stejné fekální markery ke studiu změn populace v Peru.
Cahokia byla ideálním místem pro zahájení, částečně proto, že byla tak rozsáhle studována. Archeologové už mají představu o tom, jak se v průběhu času populace změnila díky zbytkům architektury a artefaktů, i když nedokážou určit přesný počet lidí, kteří tam žijí. Kromě toho lidé z Cahokia neměli domestikovaná prasata nebo ovce, kteří také produkují koprostanol a mohli by zkreslit měření lidské populace vědci.
Whiteova skupina odebrala vzorky z jader sedimentu jezera a izolovaného koprostanolu, jakož i sloučeniny, na kterou se degraduje, zvané epi-koprostanol. "Coprostanol je u lidí poněkud významnou součástí stolice, " říká White. "Dostává se na desetinnou čárku procenta z celkového složení stolice."
Vzhledem k tomu, že lidské hovno je asi 75 procent vody, dokonce i zlomek procenta činí z koprostanolu docela významnou složku. (Je to také jedna ze sloučenin, která dává výkalům štiplavý zápach.) Tým poté porovnal dva vedlejší produkty cholesterolu s třetí molekulou, která také existuje v lidském odpadu, ale degraduje se odlišnou rychlostí. Kombinace těchto měření odrážela změny v populaci Cahokia v průběhu několika století a zkoumání více molekul pomohlo snížit nejistoty, které vyplývají z degradujících sloučenin.
Studie slouží jako důkaz konceptu k testování fekální metody v mírném regionu, jako je Cahokia. Měření coprotanolu je poměrně nová technika pro odhad velikosti populace a první snahy o použití lidských fekálních biomarkerů ke studiu starověkých osad byly provedeny v místech, jako je Norsko, kde nízké teploty pomáhají uchovat sloučeniny. White a jeho kolegové byli potěšeni, když zjistili, že molekuly z Cahokia, kde jsou teploty mnohem vyšší, byly dostatečně zachovány, aby bylo možné odhadnout počet lidí žijících ve městě před stovkami let.
"Nevidím to jako něco, co nahradí dřívější metody odhadu populace, ale spíše může doplnit naše znalosti novým způsobem, kde tradiční metody nemohou, " říká White.
Tato technika má stále spoustu uzlů. Zaprvé, koprostanol se nerozkládá rovnoměrně, pokud to vědci říkají. Za druhé, množství koprostanolu, které člověk produkuje, závisí na jejich stravě - i když bílá říká, že vliv stravovací návyky člověka není zcela jasný.
"Pokud by někdo chtěl jen jíst maso měsíc a pak dělat nějaké hrubé laboratorní věci, a pak jíst tofu za měsíc a dělat nějaké hrubší laboratorní věci, bylo by to velmi produktivní, " říká. "Ale nevím, jestli by vedoucí laboratoře byl velmi šťastný, kdybych to navrhl."
Schematické znázornění tvorby, ukládání a degradace lidských fekálních stanolů. (AJ White a kol.) Prvky životního prostředí a lidské kultury mohou také změnit to, jak velké množství stolice končí ve vodních útvarech, kde jsou molekuly zachovány v sedimentech. Pokud by se komunita nacházela poblíž jezera a byla obklopena kopci, mohlo by to znamenat větší odtok do vody a vyšší úrovně fekálních biomarkerů. Na druhou stranu, pokud komunita používala hnojivo jako hnojivo, je pravděpodobné, že se v záznamu o jezerech objeví méně molekul koprostanolu.
Tyto úvahy jsou zvláště důležité pro Arkush a její tým, kteří se snažili dosáhnout podobných výsledků v Andách kolem povodí jezera Titicaca, kde se lidská přítomnost vrací kolem roku 5000 před naším letopočtem. Populační historie regionu je mnohem složitější než to Cahokia, což představuje četné civilizace a města. Město Tiwanaku bylo hlavní mocí regionu v roce 400 nl, následoval příjezd Inků kolem roku 1450 nl a poté španělští dobyvatelé zhruba v roce 1500 nl
Projekt v Peru začal v roce 2015 a je stále ve fázi laboratorní analýzy, ale tým úspěšně identifikoval koprostanol v jádrech jezer. Práce představuje způsob, jak doplnit předchozí archeologická měření, jako je dlouhý a náročný podnik známý jako průzkum úplného pokrytí. V těchto průzkumech procházejí skupiny lidí v přímých liniích s očima přilepeným k zemi při hledání artefaktů, poté zaznamenávají polohu a hustotu těchto artefaktů, aby vytvořily mapu starověkých osad.
"Pokud máte rádi procházky a turistiku, je to úžasný způsob, jak strávit dny, " říká Arkush, ale může být nesmírně obtížné měřit nomádské populace, které žily v regionu, pouze krátce. "Pokud se ukáže, že stanoly sledují populaci v průběhu času, pak to otevírá mnoho úžasných příležitostí pro pochopení úrovně lidské populace v oblastech, kde je obtížné to provést archeologicky" - v místech jako tábor lovců-sběratelů.
Fekální biomarkery mohou také pomoci archeologům pochopit, jak intenzivně tyto skupiny využívaly domestikovaná zvířata, jako jsou například lamy, protože lze také identifikovat jedinečné biomarkery ve zvířecích trusech. Ale tahání malých molekul ze všeho starodávného poo je zdlouhavý proces.
"Odebrání jednoho vzorku z čerstvého sedimentu až po jeho analýzu může trvat týden, " říká biogeochemista Josef Werne, který také pracuje na projektu Peru. Tým má asi 30 vzorků z každého ze tří jezer v regionu (Umayo, Arapa a Orurillo), což znamená mnoho hodin prokazování sedimentů různými stroji a analýzu výsledků.
Dokonce i po tom všem, co funguje, může mnoho proměnných komplikovat obraz při studiu fekálních biomarkerů. Konečné výsledky v Peru doufejme nabídnou nový nástroj ke studiu toku lidí v regionu, nikoli absolutní počet konkrétních osad. Ale jak roste katalog fekálních zbytků, možná by vedlejší produkty lidského odpadu vyprávěly o historických populacích tolik, jako pohřbené domy a potsherdy.
"Jsem opatrně optimistický, " říká Werne o své práci. Ještě bude třeba udělat spoustu, než bude tým Peru připraven zveřejnit nějaké výsledky, ale pokud budou zjištění stejně slibná jako studie Cahokia, v budoucnosti archeologie by mohlo být mnoho starodávných poo.
