DOI: https://doi.org/10.1038/s40494-025-01696-w
تاريخ النشر: 2025-05-06
المؤلف: Qi Dai وآخرون
الموضوع الرئيسي: دراسات الأنثروبولوجيا الجنائية والبيوآركيولوجيا
نظرة عامة
تدرس هذه الدراسة الممارسات الغذائية، الرضاعة الطبيعية، وأنماط الفطام لدى السكان القدماء على طول طريق الحرير، مع تحليل بيانات نظائر الكربون المستقر ($\delta^{13}C$) والنيتروجين ($\delta^{15}N$) من العاج وكولاجين العظام لـ 18 بالغًا من مقبرة جياي في توربان، شينجيانغ، التي تعود إلى 2800-2400 سنة مضت. تكشف النتائج عن نظام غذائي مختلط يتكون من كل من نباتات C3 وC4، إلى جانب تناول معتدل للبروتين الحيواني. ومن الجدير بالذكر أن الذكور تم فطامهم في متوسط عمر 3.5 سنوات، بينما تم فطام الإناث في وقت مبكر قليلاً عند 3.3 سنوات. تسلط الدراسة أيضًا الضوء على الفروق الغذائية بناءً على الجنس، حيث كان الذكور يستهلكون نسبة أكبر من نباتات C4 والبروتين الحيواني، مما يشير إلى احتمال وجود تقسيم للعمل داخل المجتمع.
تؤكد الأبحاث على أهمية تجارب التغذية في مرحلة الطفولة، خاصة خلال الرضاعة الطبيعية والفطام، في تشكيل النتائج الصحية على المدى الطويل والاندماج الاجتماعي. وتضع هذه الممارسات في سياقات اقتصادية أوسع وأنماط حياة، مشيرة إلى أن المجتمعات الزراعية كانت تميل إلى إدخال الأطعمة التكميلية في وقت مبكر مقارنة بالسكان الرحل بسبب توفر الإمدادات الغذائية المستقرة. توضح الأدبيات الطبية التاريخية من الصين، مثل توصيات يان شياوزهونغ خلال سلالة سونغ الشمالية، تطور ممارسات التغذية لدى الرضع، مع التأكيد على الانتقال من الرضاعة الطبيعية إلى إدخال عصيدة الأرز كغذاء تكميلي رئيسي. تسهم هذه الدراسة في تقديم رؤى قيمة حول استراتيجيات التغذية التكيفية والأدوار الاجتماعية للسكان القدماء في بيئة قاحلة للغاية.
الطرق
في هذه الدراسة، تم استخدام تحليل النظائر المستقرة للتحقيق في أنماط التغذية للأفراد من مقبرة جياي، مع التركيز على قيم δ¹⁵N وδ¹³C في عينات العاج والعظام المتسلسلة، وخاصة من الأضراس الأولى والأنياب. تشير الأبحاث السابقة إلى أن الرضع الذين يتم إرضاعهم حصريًا يظهرون قيم δ¹⁵N التي تكون غنية بحوالي 2-3‰ مقارنة بأمهاتهم. مع إدخال الأطعمة التكميلية خلال الفطام، تنخفض قيم δ¹⁵N وتتوافق في النهاية مع توقيعات النظائر لدى البالغين. وبالمثل، تكون قيم δ¹³C في الرضع الذين يتم إرضاعهم عادةً أعلى بمقدار +1‰ من تلك الخاصة بأمهاتهم، مع انخفاض أسرع في قيم δ¹³C مقارنةً بـ δ¹⁵N مع بدء التغذية التكميلية.
يعد هذا التحليل النظائري أمرًا حيويًا لتحديد توقيت ومدة الرضاعة الطبيعية والفطام في السكان التاريخيين. من خلال دراسة هذه الأنماط النظيرية، تهدف الدراسة إلى كشف الفروق في عمر الفطام، واستراتيجيات التغذية، وهياكل النظام الغذائي خلال الطفولة، مع التركيز بشكل خاص على الاختلافات المحتملة بين الجنسين. ستساهم النتائج في فهم أعمق لممارسات التغذية المبكرة وآثارها على النمو والتطور في السياقات التاريخية.
النتائج
يكشف التحليل النظائري لتسلسلات العاج وبقايا الهيكل العظمي من مقبرة جياي عن أنماط غذائية ملحوظة بين الأفراد المدروسين. تراوحت قيم النظائر الكربونية ($\delta^{13}C$) للعاج من -18.2‰ إلى -12.6‰، بمتوسط -15.9 ± 1.1‰ (n = 219)، بينما تراوحت قيم النظائر النيتروجينية ($\delta^{15}N$) من 10.3‰ إلى 15.8‰، بمتوسط 12.4 ± 1.2‰ (n = 219). ومن الجدير بالذكر أن قيم $\delta^{15}N$ أظهرت مستويات مرتفعة خلال الطفولة، مما يشير إلى نظام غذائي غني بالمغذيات في تلك المرحلة. تشير قيم $\delta^{13}C$ إلى أن النظام الغذائي في الطفولة كان يتكون من كل من نباتات C3 وC4، مع اعتماد كبير على نباتات C3.
في المقابل، أظهر التحليل النظائري لكولاجين العظام نطاقًا أضيق لقيم $\delta^{13}C$، من -17.5‰ إلى -15.5‰ (المتوسط: -16.6 ± 0.6‰، n = 8)، مما يشير إلى نظام غذائي أقل تنوعًا في مرحلة البلوغ. تراوحت قيم $\delta^{15}N$ للبالغين من 10.8‰ إلى 13.9‰، بمتوسط 12.1 ± 0.9‰ (n = 8)، مما يعكس مستويات نيتروجين أعلى نسبيًا في وقت لاحق من الحياة. تشير هذه البيانات مجتمعة إلى تحول في تركيبة النظام الغذائي من الطفولة إلى البلوغ بين الأفراد من مقبرة جياي.
المناقشة
تقدم قسم المناقشة من ورقة البحث تحليلًا شاملاً للممارسات الغذائية وأنماط الفطام للأفراد من مقبرة جياي في توربان، شينجيانغ، استنادًا إلى بيانات نظائر الكربون ($\delta^{13}C$) والنيتروجين ($\delta^{15}N$) المستمدة من عينات الأسنان والهياكل العظمية. حددت الدراسة اعتمادًا كبيرًا على نباتات C3، وخاصة الشعير والدخن، إلى جانب استهلاك كبير للبروتين الحيواني، مما يشير إلى استراتيجية معيشية مختلطة من الرعي والزراعة. تراوح عمر الفطام من 1.6 إلى 6.3 سنوات، بمتوسط 3.4 سنوات، مع تمييز ملحوظ في أنماط الفطام بين الجنسين؛ حيث أظهر الذكور نهج فطام تدريجي بينما أظهرت الإناث نمطًا أكثر تنوعًا. ينعكس هذا الاختلاف في البيانات النظيرية، حيث كان لدى الذكور قيم $\delta^{13}C$ أعلى، مما يشير إلى استهلاك أكبر للأطعمة من نوع C4، وقيم $\delta^{15}N$ أقل مقارنةً بالإناث، مما يدل على تناول أعلى للبروتين الحيواني بين الإناث خلال الطفولة.
تسلط النتائج الضوء أيضًا على تأثير الأدوار المحددة حسب الجنس على الممارسات الغذائية، حيث كان الذكور يشاركون في أنشطة بدنية أكثر تطلبًا تتطلب تناولًا غذائيًا أعلى، بينما كانت الإناث، المشاركات في المهام المنزلية، لديهن متطلبات غذائية أقل. يدعم تحليل انتشار نقص مينا الأسنان (LEH) هذه الملاحظات، حيث يكشف عن حدوث أعلى بين الإناث، مما قد يرتبط بالفطام المبكر وانخفاض استهلاك البروتين الحيواني. بالإضافة إلى ذلك، تشير البيانات النظيرية إلى أن العديد من الأفراد عانوا من ضغوط فسيولوجية خلال الفطام، على الأرجح بسبب سوء التغذية والعوامل البيئية، مما قد يكون ساهم في ارتفاع معدلات الوفيات في سن الشباب. بشكل عام، تؤكد الأبحاث على التفاعل المعقد بين النظام الغذائي، وأدوار الجنسين، ونتائج الصحة في سكان مقبرة جياي، مما يوفر رؤى قيمة حول استراتيجيات معيشتهم وبنيتهم الاجتماعية.
DOI: https://doi.org/10.1038/s40494-025-01696-w
Publication Date: 2025-05-06
Author(s): Qi Dai et al.
Primary Topic: Forensic Anthropology and Bioarchaeology Studies
Overview
This study investigates the dietary practices, breastfeeding, and weaning patterns of ancient populations along the Silk Road, specifically analyzing stable carbon ($\delta^{13}C$) and nitrogen ($\delta^{15}N$) isotope data from the dentine and bone collagen of 18 adults from Jiayi Cemetery in Turpan, Xinjiang, dating back 2800-2400 BP. The findings reveal a mixed diet comprising both C3 and C4 plants, alongside a moderate intake of animal protein. Notably, males were weaned at an average age of 3.5 years, while females were weaned slightly earlier at 3.3 years. The study also highlights sex-based dietary differences, with males consuming a greater proportion of C4 plants and animal protein, suggesting a potential division of labor within the community.
The research underscores the significance of childhood dietary experiences, particularly during breastfeeding and weaning, in shaping long-term health outcomes and social integration. It contextualizes these practices within broader economic frameworks and lifestyle patterns, noting that agricultural societies tended to introduce complementary foods earlier than nomadic populations due to stable food supplies. Historical medical literature from China, such as Yan Xiaozhong’s recommendations during the Northern Song Dynasty, further illustrates the evolution of infant dietary practices, emphasizing the transition from breastfeeding to the introduction of rice gruel as a primary complementary food. This study contributes valuable insights into the adaptive dietary strategies and social roles of ancient populations in a challenging hyper-arid environment.
Methods
In this study, stable isotope analysis was employed to investigate the dietary patterns of individuals from the Jiayi Cemetery, focusing on the δ¹⁵N and δ¹³C values in sequential dentine and bone samples, particularly from first molars and canines. Previous research indicates that infants who are exclusively breastfed exhibit δ¹⁵N values that are enriched by approximately 2-3‰ compared to their mothers. As complementary foods are introduced during weaning, δ¹⁵N values decline and eventually align with adult isotopic signatures. Similarly, δ¹³C values in breastfed infants are typically +1‰ higher than those of their mothers, with a more rapid decline in δ¹³C values compared to δ¹⁵N as supplementary feeding begins.
This isotopic analysis is crucial for delineating the timing and duration of breastfeeding and weaning in historical populations. By examining these isotopic patterns, the study aims to uncover differences in weaning age, feeding strategies, and dietary structures during childhood, with a particular focus on potential variations between sexes. The findings will contribute to a deeper understanding of early dietary practices and their implications for growth and development in historical contexts.
Results
The isotopic analysis of dentine sequences and skeletal remains from the Jiayi Cemetery reveals significant dietary patterns among the individuals studied. The carbon isotopic values ($\delta^{13}C$) of the dentine ranged from -18.2‰ to -12.6‰, with a mean of -15.9 ± 1.1‰ (n = 219), while the nitrogen isotopic values ($\delta^{15}N$) ranged from 10.3‰ to 15.8‰, averaging 12.4 ± 1.2‰ (n = 219). Notably, the $\delta^{15}N$ values indicated elevated levels during childhood, suggesting a nutrient-rich diet at that stage. The $\delta^{13}C$ values imply that the childhood diet comprised both C3 and C4 plants, with a predominant reliance on C3 plants.
In contrast, the isotopic analysis of bone collagen showed a narrower range for $\delta^{13}C$ values, from -17.5‰ to -15.5‰ (mean: -16.6 ± 0.6‰, n = 8), indicating a less varied diet in adulthood. The $\delta^{15}N$ values for adults ranged from 10.8‰ to 13.9‰, with a mean of 12.1 ± 0.9‰ (n = 8), reflecting relatively higher nitrogen levels later in life. This data collectively suggests a shift in dietary composition from childhood to adulthood among the individuals from the Jiayi Cemetery.
Discussion
The discussion section of the research paper presents a comprehensive analysis of the dietary practices and weaning patterns of individuals from the Jiayi Cemetery in Turpan, Xinjiang, based on stable carbon ($\delta^{13}C$) and nitrogen ($\delta^{15}N$) isotope data derived from dental and skeletal samples. The study identified a predominant reliance on C3 plants, particularly barley and millet, alongside significant animal protein consumption, indicating a mixed subsistence strategy of pastoralism and agriculture. The weaning age ranged from 1.6 to 6.3 years, averaging 3.4 years, with a notable distinction in weaning patterns between genders; males exhibited a gradual weaning approach while females showed a more varied pattern. This divergence is reflected in the isotopic data, where males had higher $\delta^{13}C$ values, suggesting greater consumption of C4 foods, and lower $\delta^{15}N$ values compared to females, indicating a higher intake of animal protein among females during childhood.
The findings also highlight the impact of gender-specific roles on dietary practices, with males engaging in more physically demanding activities that necessitated higher nutritional intake, while females, involved in domestic tasks, had lower dietary demands. The analysis of linear enamel hypoplasia (LEH) prevalence further supports these observations, revealing a higher incidence among females, potentially linked to earlier weaning and lower animal protein consumption. Additionally, the isotopic data suggest that many individuals experienced physiological stresses during weaning, likely due to malnutrition and environmental factors, which may have contributed to higher mortality rates in young adulthood. Overall, the research underscores the complex interplay between diet, gender roles, and health outcomes in the Jiayi Cemetery population, providing valuable insights into their subsistence strategies and social structure.