Archéologie : vos os révèlent ce que vous mangez

Publié le 8 septembre 2009, par Caroline Riberaigua

Que mangeaient les hommes il y a 1 000, 3 000, 6 000 ans, ou plus ? Pour les civilisations très anciennes, voire préhistoriques, on dispose rarement de textes, de peu de témoignages matériels et les vestiges de matière organique constituant l’alimentation sont exceptionnels. En revanche, on dispose souvent des os. Or, les méthodes d’analyse du collagène (protéine structurale constituant les tissus : muscles, os, etc.), développées depuis les années 1970, ont atteint leur maturité et permettent aujourd’hui aux archéologues d’obtenir les réponses à de nombreuses questions, parfois à l’encontre des hypothèses développées jusqu’alors : Quel était l’environnement des hommes ? Quel type de plantes consommaient-ils et cultivaient-ils ? Les populations côtières tiraient-elles leur alimentation de la terre ou de la mer ? Jusqu’à quel âge les enfants étaient-ils allaités ? Autant d’informations qui peuvent être révélées par l’analyse isotopique du collagène des os.

Exemples de découvertes récentes, permises par l’analyse isotopique du collagène

Vivre sur une île sans manger de poissons : l’exemple du site de Nukdo en Corée du Sud

Le site de l’île de Nukdo, occupé durant la fin de l’âge du bronze et le début de l’âge du fer (550 av. J.-C. -100 apr. J.-C.), est bien connu pour ses amas coquilliers Amas coquilliers Amas de coquillages dus à l’action humaine . Tout, de l’habitat insulaire jusqu’aux amas coquilliers Amas coquilliers Amas de coquillages dus à l’action humaine , pouvait laisser penser que les habitants du site de Nukdo tiraient leur alimentation de la mer. Or, l’analyse isotopique de leurs os montre qu’il n’en est rien ! Ils avaient une alimentation d’origine essentiellement terrestre. Mais, leurs os nous donnent encore d’autres précisions. En effet, ils présentent la signature isotopique caractéristique d’une alimentation à base de plantes en C3 Plantes en C3 Plantes caractérisées par un type de photosynthèse où les premières molécules synthétisées sont des acides organiques à 3 atomes de carbone. La plupart des végétaux et des microorganismes photosynthétiques sont de ce type. , ce qui permet de déduire, en comparaison avec les données paléoenvironnementales Données paléoenvironnementales Ensemble des informations permettant de reconstituer l’environnement tel qu’il était dans le passé, en particulier sa faune et sa flore. , que cette civilisation avait une alimentation à base de riz. Par ailleurs, la découverte de sépultures d’enfants a permis d’étudier la durée de l’allaitement. Les enfants de Nukdo étaient allaités jusqu’à l’âge d’environ 1 an et demi, voire dans de rares cas jusqu’à 3 ans.

S’adapter pour ne pas disparaître : une mutation alimentaire brutale à la fin du Mésolithique Mésolithique "Âge de la pierre moyenne". Période de transition entre le paléolithique, phase la plus ancienne de la préhistoire, et le néolithique, phase où se développe l’agriculture. breton

L’analyse isotopique du collagène des populations du Mésolithique Mésolithique "Âge de la pierre moyenne". Période de transition entre le paléolithique, phase la plus ancienne de la préhistoire, et le néolithique, phase où se développe l’agriculture. breton, associées également à des amas coquilliers Amas coquilliers Amas de coquillages dus à l’action humaine , montrent des résultats tout à fait différents. En effet, leur alimentation provenait quasi-exclusivement de la mer. Ne maîtrisant pas les techniques de navigation permettant d’aller en haute mer, ils pratiquaient une pêche côtière. La pérennité de leur habitat et de leurs lieux de sépultures sur plusieurs siècles montre qu’ils étaient sédentaires, ce qui est assez rare pour des pêcheurs côtiers. Cela signifie que leur environnement immédiat était suffisamment riche en ressources alimentaires pour leur permettre ce mode de vie.

Toutefois, la fin de l’époque glaciaire bouleverse la situation. Les eaux océaniques montent et submergent une partie de leur habitat à l’ouest, tandis qu’ils subissent à l’est la poussée démographique des populations du Néolithique Néolithique Epoque dite de la « pierre polie » au cours de laquelle l’homme se sédentarise et domestique les espèces végétales et animales. C’est le début de l’agriculture. du Bassin parisien, qui maîtrisent quant à elles l’agriculture.

A partir de cette époque, l’analyse des os présente une signature isotopique caractérisant une alimentation terrestre similaire à celle des populations du Bassin parisien. Plus qu’une disparition ou un remplacement des peuples du Mésolithique Mésolithique "Âge de la pierre moyenne". Période de transition entre le paléolithique, phase la plus ancienne de la préhistoire, et le néolithique, phase où se développe l’agriculture. breton, on peut supposer que ceux-ci se sont acculturés et ont adopté les techniques et l’alimentation des nouveaux arrivants, plus à même d’assurer désormais leur sécurité alimentaire Sécurité alimentaire Disponibilité de produits alimentaires en quantité suffisante pour assurer l’approvisionnement d’une population et subvenir à ses besoins nutritionnels. .

Comment ça marche ?

Principes de base de l’analyse isotopique

La matière organique, qui constitue tous les tissus vivants, est composée d’atomes de carbone (C), d’azote (N), d’oxygène (O) et d’hydrogène (H). Ces atomes ont plusieurs isotopes stables. C’est-à-dire que, bien qu’ayant toujours le même nombre de protons, leur noyau peut présenter une variation dans le nombre de neutrons. Par exemple, la forme la plus répandue de l’azote est 14N (7 protons + 7 neutrons) mais il existe un isotope stable plus rare, le 15N (7 protons + 8 neutrons) [1]. L’abondance relative entre deux isotopes dans une substance est appelée le rapport isotopique. Les rapports isotopiques du carbone et de l’azote dans une protéine varient en fonction de son origine. Certaines valeurs sont caractéristiques de l’origine de la protéine, c’est ce que l’on appelle la signature isotopique.

Les protéines constituant l’organisme, comme le collagène des os, sont élaborées à partir de la matière issue de l’alimentation. Elles conservent donc la signature isotopique des aliments et peuvent permettre de déterminer de quoi était constituée l’alimentation.

Les signatures isotopiques du carbone et de l’azote permettent notamment de déterminer :

  • le type de plante consommée en fonction de leur métabolisme (C3 ou C4) ;
  • l’origine marine ou terrestre des protéines animales.

La signature isotopique des protéines végétales

Les plantes élaborent la matière organique grâce à la photosynthèse. Il existe deux principaux types de photosynthèses, C3 ou C4, qui se distinguent par la longueur de la chaîne carbonée Chaîne carbonée Dans une molécule organique, chaîne formée par un ensemble d’atomes de carbone contigus. , à 3 ou 4 atomes de carbone, des premiers composés de la biosynthèse Biosynthèse Élaboration d’une substance organique dans un être vivant. des glucides. Ces derniers sont à leur tour impliqués dans la synthèse des protéines [2] En fonction de leur métabolisme, C3 ou C4, les plantes ont une signature isotopique différente.
Le type C3 est le plus courant, il concerne tous les arbres et des plantes alimentaires telles que le blé, le riz, l’avoine, la pomme de terre, le manioc et l’igname. Leur signature isotopique présente des variations en fonction de leurs conditions d’ensoleillement, d’humidité et de température. En effet, la proportion de 13C, plus lourd, dépend notamment du comportement des stomates Stomates Minuscules orifices disséminés sur l’épiderme des végétaux (surtout des feuilles) jouant un rôle, selon leur degré d’ouverture, dans la régulation des échanges gazeux avec le milieu (transpiration, photosynthèse, respiration). qui varie en fonction de l’aridité du milieu.
Le type C4, naturellement plus riche en 13C, concerne des plantes souvent soumises à un fort ensoleillement, en particulier celles poussant en milieu tropical ou aride. Parmi les plantes en C4 Plantes en C4 Plantes caractérisées par un type de photosynthèse où les premières molécules synthétisées sont des acides organiques à 4 atomes de carbone. on dénombre le maïs, le sorgho, le millet des oiseaux ou sétaire d’Italie (Setaria italica) et la canne à sucre.

Alimentation marine, alimentation terrestre

Les isotopes de carbone et d’azote permettent également de déterminer si les protéines animales constituant l’alimentation sont d’origine marine ou terrestre.
Les os d’une personne dont l’alimentation est issue du milieu marin, quel que soit le type d’animaux consommés (mammifère, poisson, coquillage), présentent un rapport isotopique ou signature isotopique typique, avec une valeur caractéristique, supérieure à celle d’une personne se nourrissant d’animaux terrestres. Une personne ayant une alimentation mixte montrera un rapport isotopique à mi-chemin entre ces valeurs.

Détection de la durée d’allaitement

A la naissance, un enfant possède une signature isotopique identique à celle de sa mère. Toutefois, cela change si l’enfant est allaité. En effet, le lait maternel est particulièrement riche en 15N . De ce fait, au cours de la période d’allaitement, un enfant présente un rapport isotopique 15N /14N très supérieur à celui de sa mère. Lorsque l’enfant est sevré, la proportion en 15N de ses tissus décline progressivement. On observe un processus similaire, mais avec un déclin plus rapide après sevrage avec le 13C . Les ratios relatifs de 15N et 13C de l’enfant et de la mère [3] permettent donc d’évaluer la date du sevrage et la durée de l’allaitement. Ce type de méthode nécessite en principe d’avoir un échantillonnage d’ossements d’enfants de différents âges, ce qui était par exemple le cas à Nukdo où furent découverts les os de 33 enfants âgés de 1 mois à 18 ans.

Une méthode pertinente pour reconstituer l’alimentation des hommes du passé

Parmi l’ensemble des données exploitées par les archéologues, l’analyse isotopique fait partie des méthodes les plus fiables en ce qui concerne l’alimentation. En effet, les informations qu’elle fournit reflètent la globalité du comportement alimentaire, alors que les vestiges organiques, très peu pérennes, n’en offrent, lorsqu’ils subsistent, qu’une vision lacunaire. D’autre part, ces informations concernent des protéines assimilées par l’organisme, ce qui atteste qu’elles ont été consommées, ce qui n’est peut-être pas toujours le cas des résidus organiques découverts lors des fouilles. Bien qu’offrant des informations assez générales, la combinaison de ces données avec l’analyse de l’environnement ancien permet d’offrir une vision de plus en plus précise de l’alimentation de nos ancêtres.


[1] La forme la plus répandue du carbone est le 12C (6 protons + 6 neutrons), mais il existe un isotope stable plus rare, le 13C (6 protons + 7 neutrons).

[2] Pour en savoir plus sur la photosynthèse en C3 et en C4

[3] En contexte archéologique, il est rare de pouvoir associer les ossements d’une mère et de son enfant. Cependant, dans une nécropole, pour un groupe de population donnée, à statut social similaire, l’alimentation est homogène. De ce fait, les femmes présentent, dans leur ensemble, une signature isotopique semblable, ce qui permet de calculer le rapport entre la signature isotopique d’un enfant et celle de sa mère.



Sources

  • DUPONT, Catherine, TRESSET, Anne, DESSE-BERSET, Nathalie, et al. Harvesting the Seashore in the Late Mesolithic of Northwestern Europe : A View From Brittany. Journal of World Prehistory, 2009, vol.22, n° 2, pp.93-111.
  • CHOY, Kyungcheol, RICHARDS, Michael P.. Stable isotope evidence of human diet at the Nokdo shell midden site, South Korea. Journal of Archaeological Science, 2009, vol.36, n°7, pp.1312-1318.
  • LEE-THORP, Julia Anne. On Isotopes and Old Bones. Archaeometry, 2008, vol. 50, n° 6, pp.925-950.
  • FULLER, B.T., FULLER, J.L., HARRIS, D.A. et al. Detection of Breastfeeding and Weaning in Modern Human Infant with Carbon and Nitrogen Stable Isotope Ratios. American Journal of Physical Anthropology, 2006, vol.129, n° 2, pp.279-293.
  • SHURR, Mark R. Stable Nitrogen Isotopes as Evidence for the Age of Weaning at the Angel Site : A Comparison of Isotopic and Demographic Measures of Weaning Age. Journal of Archaeological Science, 1997, vol.24, n°10, pp.919-927.

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