Diete nell’Europa medievale-Immagine:Studio: “Ricostruzione delle diete medievali attraverso l’integrazione di analisi di isotopi stabili e proteomiche da due siti funerari europei”. Crediti immagine: Dawid K Photography / Shutterstock
Diete nell’Europa medievale: analizzando sia gli isotopi sia le proteine antiche presenti nei denti e nelle ossa, gli scienziati hanno scoperto cosa mangiavano realmente le persone nell’Europa medievale, evidenziando il ruolo nascosto dei legumi e del pesce d’acqua dolce nella dieta quotidiana.
Iin uno studio recente pubblicato sulla rivista Scientific Reports, i ricercatori hanno ricostruito le diete e abitudini alimentari storiche utilizzando analisi proteomiche e di isotopi stabili.
Gli studi paleodietari possono ricostruire gli stili di vita storici degli esseri umani. L’analisi degli isotopi stabili viene utilizzata per studiare l’ambiente, la dieta e la mobilità umana. I valori degli isotopi stabili dei bioelementi (carbonio, idrogeno, zolfo, azoto e ossigeno) nei tessuti corporei sono correlati alla composizione della dieta degli individui. Utilizzando il valore degli isotopi stabili del carbonio (δ13C), è possibile dedurre il contenuto di piante C3 rispetto a C4 e indicazioni di fonti terrestri rispetto a quelle marine nelle diete.
I valori degli isotopi stabili dell’azoto (δ15N) sono correlati all’origine e alla quantità di proteine animali assunte con la dieta. Inoltre, i valori degli isotopi stabili dello zolfo (δ34S) forniscono prove di influenze marine, come i sedimenti di origine marina, l’effetto degli spruzzi marini e i prodotti ittici. Sebbene l’analisi degli isotopi stabili possa ricostruire diete storiche e antiche, presenta dei limiti nell’identificazione di specifici tipi di alimenti e non può rilevare in modo affidabile determinati componenti della dieta, come i legumi o un consumo moderato di pesce. Tuttavia, le analisi biomolecolari, come la proteomica, possono fornire un quadro più dettagliato delle diete antiche identificando specifiche specie vegetali e animali consumate.
Informazioni sullo studio
Nel presente studio, i ricercatori si sono prefissati di ricostruire le abitudini alimentari storiche utilizzando l’analisi degli isotopi stabili e la proteomica antica. Hanno incluso collezioni antropologiche provenienti dal cimitero di Baar nel Canton Zugo, in Svizzera, e dal cimitero monastico di Dalheim nel Nord Reno-Vestfalia, in Germania, risalenti rispettivamente al VII secolo d.C. e al periodo compreso tra il IX e il XII secolo d.C. L’analisi degli isotopi stabili è stata eseguita su campioni ossei di 11 individui e su campioni di denti di otto individui di Dalheim.
Campioni di tartaro dentale erano disponibili anche per l’analisi isotopica, dopo la preparazione dei campioni per la proteomica. I campioni di tartaro e collagene risultanti sono stati utilizzati per misurare gli isotopi stabili di carbonio, zolfo e azoto utilizzando uno spettrometro di massa per il rapporto isotopico. In totale, 52 campioni di tartaro dentale provenienti dai due siti sono stati sottoposti ad analisi proteomica antica. Tuttavia, a causa della scarsa conservazione, solo 37 campioni hanno superato lo screening di qualità, con 15 campioni esclusi dall’analisi principale.
Le proteine sono state estratte ed è stata eseguita l’analisi mediante spettrometria di massa. Sono stati valutati i peptidi dietetici e sono state ricercate corrispondenze spettrali peptidiche (PSM) nel database dei nucleotidi tradotti utilizzando il Basic Local Alignment Search Tool (BLAST). L’identificazione positiva del peptide è stata ottenuta quando sono state osservate una copertura peptidica del 100% e un’omologia del 100% con la proteina dietetica desiderata.
Risultati
Le rese di collagene dei campioni di osso e dentina di Dalheim variavano rispettivamente dal 7,4% al 15,8% e dal 6,8% al 17,7%. L’elevata resa di collagene e i rapporti molari C/N indicavano una buona conservazione del collagene, senza evidenza di degradazione microbiologica o del collagene delle proteine native. I valori medi di δ13C, δ15N e δ34S del collagene osseo erano rispettivamente -20‰, 10‰ e 9,4‰. In ambito scientifico, δ¹³C, δ¹⁵N e δ³⁴S rappresentano rispettivamente le variazioni relative degli isotopi stabili di carbonio, azoto e zolfo rispetto a uno standard di riferimento. Questi valori vengono utilizzati per tracciare processi come la dieta, il flusso di energia negli ecosistemi, e per ricostruire ambienti passati.
I valori medi di δ13C, δ15N e δ34S del collagene dentale erano rispettivamente -20,1‰, 10,1‰ e 8,6‰. Al contrario, i campioni di tartaro dentale differivano dai campioni di collagene, con valori medi di δ13C, δ15N e δ34S rispettivamente di -22,4‰, 10,6‰ e 6,8‰. I valori di δ13C di tartaro, osso e dentina erano significativamente diversi. In chimica e geochimica, δ³⁴S (pronunciato delta 34S) rappresenta una misura standardizzata del rapporto tra due isotopi stabili dello zolfo, 34S e 32S, in un campione rispetto al rapporto in uno standard di riferimento noto. In ambito scientifico, δ¹³C, δ¹⁵N e δ³⁴S si riferiscono alle misurazioni del rapporto isotopico di carbonio (C), azoto (N) e zolfo (S), rispettivamente. Questi valori sono espressi in notazione delta (δ) e forniscono informazioni preziose sulla provenienza, il metabolismo e le interazioni ecologiche di un organismo o una sostanza.
È importante sottolineare che i ricercatori hanno concluso che il tartaro dentale non fornisce segnali isotopici affidabili per la ricostruzione della dieta a causa della sua intrinseca variabilità e della sua complessa composizione. Gli elevati valori di δ34S osservati riflettono probabilmente i sedimenti marini geologici locali dell’altopiano di Paderborn piuttosto che il consumo di pesce marino.
In totale, sono state identificate 16 proteine alimentari (124 PSM, 34 peptidi unici) da 15 individui; due erano di origine animale e 14 di origine vegetale. Le Fabaceae erano la famiglia di piante più rappresentativa, rilevata solo negli individui di Dalheim. Sono state identificate cinque proteine dei semi: legumina A, vicilina, convicilina, p54 e legumina J.
Sette peptidi unici erano specifici della tribù delle Fabee e 15 erano specifici dei piselli verdi ( Pisum sativum ). L’identificazione delle proteine dei piselli verdi è particolarmente significativa perché le proteine vegetali, soprattutto quelle dei legumi, vengono raramente recuperate in contesti archeologici. La conservazione di queste proteine dei legumi potrebbe essere favorita dalla loro struttura globulare, con disposizioni quaternarie compatte e ponti disolfuro che garantiscono stabilità in ambienti archeologici.
Sono stati identificati anche pseudocereali (piante C4) e cereali (piante C3) nei campioni provenienti da entrambi i siti, sulla base di una proteina dello sviluppo vegetale e di tre proteine non caratterizzate.
Negli individui di Dalheim, sono stati identificati tre peptidi unici (14 PSM) specifici di riso, miglio e grano tenero. Sono state inoltre rilevate prove del consumo di spinaci, il che conferma i documenti storici sulla sua coltivazione nell’Europa medievale.
Negli individui di Baar, due peptidi unici (sette PSM) erano specifici di orzo e grano. Cinque proteine appartenevano ad altre piante. Sono state rilevate due proteine animali (proteine del pesce e del latte). La proteina di pesce (un peptide unico, 10 PSM) era specifica del persico europeo ed è stata rilevata in un individuo di Baar e in quattro di Dalheim.
L’identificazione del pesce persico d’acqua dolce aiuta a chiarire che gli elevati valori degli isotopi di zolfo erano di origine geologica piuttosto che alimentare. La proteina del latte (un peptide unico, 2 PSM) era la β-lattoglobulina, riscontrata in un individuo di Baar.
In particolare, nonostante le prove isotopiche suggeriscano il consumo di proteine di animali terrestri, nei campioni di Dalheim, non sono state identificate proteine provenienti da fonti animali terrestri (muscoli, sangue o latte), il che evidenzia la natura complementare di questi approcci analitici.
Conclusioni
In sintesi, lo studio ha eseguito analisi di isotopi stabili di carbonio, zolfo e azoto su campioni di ossa, denti e tartaro dentale di due popolazioni europee medievali. L’analisi combinata di proteine antiche e isotopi stabili ha fornito un approccio complementare alla ricostruzione delle diete umane storiche. Ciascun metodo ha affrontato i limiti dell’altro: l’analisi degli isotopi stabili ha fornito modelli alimentari generali, mentre la proteomica ha consentito l’identificazione a livello di specie.
I risultati indicano che la popolazione di Dalheim si nutriva principalmente di proteine di origine vegetale e di proteine di origine animale terrestre.
Sebbene i dati sugli isotopi stabili non potessero fornire prove chiare dell’assunzione di legumi o pesce, i dati proteomici hanno confermato la presenza di entrambi nella dieta. I taxa identificati includevano persico europeo, grano tenero, piselli, miglio e orzo.
Questi risultati sono in linea con le conoscenze storiche sulle diete medievali, in cui i legumi costituivano fonti proteiche essenziali per i gruppi socioeconomici più bassi e il pesce d’acqua dolce, come il persico, era comunemente consumato, in particolare durante i periodi di digiuno religioso in cui la carne terrestre era proibita.
Lo studio ha inoltre evidenziato considerazioni metodologiche cruciali, tra cui l’inaffidabilità del tartaro dentale per la ricostruzione isotopica della dieta e le difficoltà legate alla conservazione differenziale delle proteine nei campioni archeologici. I ricercatori hanno osservato che l’assenza di proteine nella dieta non implica necessariamente che quegli alimenti non siano stati consumati, poiché il recupero proteico dipende dalle condizioni di conservazione e dalle limitazioni del database.
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Lo studio raccomanda che la ricerca futura implementi protocolli di decontaminazione più rigorosi, standardizzi le procedure di valutazione della conservazione e prenda in considerazione il ruolo delle strutture secondarie e terziarie delle proteine nella conservazione per migliorare l’affidabilità e l’interpretabilità degli antichi dati proteomici.
Nel complesso, lo studio getta le basi per ulteriori analisi interdisciplinari volte a tracciare un quadro più accurato e dettagliato degli stili di vita e delle diete delle popolazioni antiche e storiche.
Fonte:Scientific Reports