早在4000年前,古人就会画红妆、烤面包、喝酸奶了
2019-09-24 10:37

早在4000年前,古人就会画红妆、烤面包、喝酸奶了

本文来自公众号:我是科学家iScientist(IamaScientist),作者:杨益民,题图来自:视觉中国


考古是一门需要“穿越”到过去的学科,而科技考古更是能从千百年前保存下来的微小分子(如DNA、蛋白质)中提取到古代先民生活的关键线索。那么,古人的生活习惯究竟是什么样的?他们如何利用自然界中的资源制作化妆棒、面包和乳酪?今天的科学家又如何获得这些信息,来还原古人的日常?中国科学院大学人文学院考古学与人类学系教授杨益民带来分享《古人如何化妆、做奶酪和面包?》


杨益民演讲视频:



以下为杨益民演讲实录:


大家好,我叫杨益民,来自中国科学院大学人文学院考古学与人类学系。



传统的考古,是一大帮人按照一定的法则在现场发掘,然后把发掘出来的器物和生物遗骸拿到室内进行研究。



而科技考古是把考古学家挖出来的遗物和遗存,借助现代的仪器设备(光谱、质谱还有显微CT等)和探测手段来提取其中的潜信息。然后结合考古信息,更好地复原古代人类社会以及人与环境的关系。


我主要的研究对象是古代遗存中的有机残留物


大家知道,动植物资源是我们人类生存(不管是古人还是现代人)的重要基础之一。古人在利用动植物资源时,会在对应的遗存上留下一些微小的分子,比如糖类、脂类和蛋白质。




图片中的三个遗存对应着三类有机分子,从左到右分别是世界上最早的面条、最早加工奶酪的陶筛和每个人或多或少都会有的牙结石(牙结石在形成的过程中,会包含食物中蛋白质的一些信息)


我过去十年的研究重点主要是蛋白质。


随着过去十年计算机技术以及质谱技术的进展,蛋白质的数据库也在急剧地扩大。大家可能听说过“人类基因组计划”,是过去二十年发展起来的,而蛋白质数据库差不多是过去十年开始广泛应用的。我们今天去医院看病,可能都会涉及到蛋白质的一些检测。


为什么要鉴定蛋白质?



首先,蛋白质是各种生命的重要组成成分,每个物种都有自己独特的蛋白。所以通过研究蛋白质能够获得很多生物信息,可以检测出样品的种属和来源部位。在DNA检测不到的时候,它甚至能告诉我们一些演化信息。



其次,蛋白质种属鉴定具有一定优势。对于几万年前旧石器时代洞穴中挖掘出的大量遗骨,如果用DNA检测,周期长,成本高,难以负担。而蛋白质鉴定廉价而快速,甚至能够鉴定古代的灭绝生物。


当然,大部分蛋白质的保存还是需要特殊的环境条件。在下面三种环境中,哪一种有利于有机物的保存呢?



答案是冰原和沙漠。在潮湿的、有液态水的环境下,有机物很难保存下来。




过去几年,在一些课题的支持下,我对中国南疆进行了考察,发现塔克拉玛干沙漠等地的有机物制品保存得相对较好。



这是距今3500~4000年前小河文化的墓地,木头都保存得非常完好,也就暗示我们有机制品也应该保存得很好。


古人如何绘红妆?



今天我们用的化妆品都是工厂大批量快速生产出来的,而在小河墓地,我们发现古人用的是牛心。



十几年前,新疆考古所的考古学家在发掘小河墓地的时候,发现干尸保存得非常好;而且女性干尸的旁边往往陪葬着皮囊(即今天的小皮袋),里面会有一些棒状物。棒状物的上面有一层红色颜料,所以考古学家就推测是不是跟化妆有关系。


我们了解到相关信息后,就把它取回来,在实验室进行全方位的“体检”。



CT可以很容易地把有机质跟无机质区分开来。第三张图片就是CT照片,我们能看到它的主体是比较暗的有机质,而比较亮的无机质分布在样品的表面。


我们还通过拉曼光谱建立对表面红色颜料的分析,发现它是常见的氧化铁矿物。



接下来我们对有机质进行红外分析,判断出它的主体是蛋白质,然后在生物质谱上进行蛋白质的检测,发现有肌球蛋白和胶原蛋白。而更重要的是,我们凭借一些特殊的氨基酸序列,发现它是牛的心肌蛋白。



这个发现非常出乎我们的意料,因为以往发现的古代彩绘主要是动物胶(比如胶原蛋白)和颜料的混合物,用内脏作为彩绘工具在世界范围都是首次发现。


用牛的心脏跟颜料混合,然后加以涂抹,实际上我们也猜测古人为什么会这么做。可能因为古人认为心脏是动物的核心所在,而心脏又是血液的发动机,所以把红色的心脏和红色的颜料结合在一起,体现出一种特殊的宗教崇拜。其实,干尸的脸上也有红色的图案,棺材前面的立柱上也涂了大量的红色,所以可见对红色的崇拜在这个地方非常普遍。


这种红色崇拜不仅仅是边疆地区独有,在五六千年前的仰韶时代,中原地区也存在这样的现象。也就是说,从旧石器时代到现在,我们装饰都喜欢用红色。



小河墓地使用的氧化铁颜料赭石,虽然是一种比较常见的原料,但是在塔克拉玛干沙漠的核心地带并没有发现,古人们必须去北边的天山山脉或者南边的昆仑山山脉才能拿到。所以可以看到,为了美,他们活动的范围非常之大。


古代奶酪是怎样制成的?


依旧在小河墓地,考古学家在发掘棺材的时候,发现棺材是船型的。


为什么?


因为古人们生活在绿洲,那个时候没有骆驼。所以长距离的运输活动,实际上依靠的是沙漠里面的水系(比如塔里木河水系),对船的依赖比较大。



这具女尸非常有名,考古学家称之为“小河公主”。她的脖子上不仅撒满了小米、小麦,还有大量的麻黄枝条,同时还有浅黄色的块状物。这个块状物跟今天新疆的奶疙瘩非常相像,所以考古学家当时就推测:是不是跟奶有关系?



我们把样品拿回来进行科技分析,发现样品的主体是蛋白质,而且确实是奶酪。随后我们开展了大量的分析,发现它是一种比较特殊的奶酪——开菲尔奶酪


为什么强调开菲尔奶酪特殊?因为在1908年之前,开菲尔奶酪(或者说开菲尔酸奶)只在今天中国的西藏地区和黑海北部的高加索地区出现。高加索地区在20世纪初是著名的长寿之乡,而西藏由于高寒,实际上不太适合人类活动。那么,到底是什么让这些人长寿或者在艰难环境下生存?其中一个想法就是开菲尔酸奶,它实际上是一种益生菌饮料,特别有助于人的健康



开菲尔酸奶在3000多年前就已经存在,并且一直延续到现在。1908年之前,一个俄罗斯姑娘把开菲尔粒带到了莫斯科,然后再向全世界推广开来。开菲尔酸奶的制作,就是将开菲尔粒放在鲜奶里面(类似酒曲),然后慢慢地发酵,形成开菲尔酸奶。直到今天,在淘宝上还能买到开菲尔粒。但开菲尔粒至今仍非常神秘,微生物学家也不知道它是怎么形成的。



奶的传播


10000年前,奶是西亚驯化反刍动物(黄牛、山羊和绵羊)的重要动力。


7000多年前,奶传播到了东欧,开始出现了制作奶酪的陶筛子。


5000多年前,哈萨克斯坦的北部出现了马奶。


我们最新的研究发现,最晚在4000年前,奶已经传到了中国的北方地区。也就是说,奶的传播可以告诉我们畜牧业在欧亚大草原上的发展,以及3000年前游牧文化的形成。中国文明的形成和发展与游牧和农耕双方的互动关系密切,所以我们研究奶也是为了了解游牧与农耕文化互动,以及这个过程中中华文明的形成与发展。



同时,我们在距今3800年的古墓沟墓地里发现了一些液体酸奶,装在草篓里面。所以,在3500~4000年前,有一个从液体奶制品向固体奶制品的发展过程,与此同时正好对应环境变冷变干。人为了更好地生活,要获取更大更多的生存资源,活动范围就要扩大,就需要一些便携的食品。所以我们说,固体奶酪在中国的西北的出现应该反映了对环境恶化的适应。



小河墓地保存非常完好,所以我们可以看到古人对牛的利用是非常全面的。除了用牛皮包裹棺材、制作鞋子,还用牛骨熬胶,用牛角和牛耳作陪葬,这在其他遗址很少见。


古人如何做面包?



东亚文明跟西亚文明有一个显著的差别:东亚是先有陶器后有农业,而西亚正好相反。所以在两万多年前,西方的古人首先开始了烘烤,而东方的古人则首先尝试蒸煮。在出土的早期谷物(也就是面食)中,也有对这一判断的相应印证,例如古埃及出土了4000年前烤制的面包,青海出土了世界上最早的面条。


谷物的传播相对较早,大概在4000多年前,西方的小麦和大麦就开始陆续传到中国,同时东亚的小米开始传播到中亚,然后再往西传播。但是饮食文化传统的交流要稍微晚一点,西亚的烘烤传统和东亚的蒸煮传统分别向中间地带传播,首先在新疆发生了汇聚。



这幅地图就是著名的吐鲁番盆地,上面绿色的部分是天山,而下面这一片光秃秃的是著名的火焰山。火焰山的周边发现了早期铁器时代的苏贝希墓地跟洋海墓地,距今2300~2900年之间。



在洋海墓地2600多年的墓葬中,我们发现了古代的食品,经过分析是由小麦和大麦制作的面食。



进一步分析发现断面比较黄,应该是高温烧烤发生的美拉德反应(也被称为“褐变反应”,面包外皮的金黄色、红烧肉的褐色及浓郁的香味,很大程度上都是美拉德反应的结果),而同时它也比较致密,蛋白质组学也没有检测到微生物,所以我们认为它是一种古代的烤面包。



在2500年前的苏贝希墓地,我们发现了食品。上排中间的图片是小米粥,右边是由小米和大麦做的面食。



通过显微CT分析,可以看到它中间疏松多孔,而且我们在蛋白质组学里面检测到了将近10%的微生物。这么高的微生物是很罕见的,因为刚出土的小米粥里面没有微生物,也就是说不是由埋藏环境引入,应该做面包的时候带入的。我们后来查了一下,它跟今天的酸面包(也就是酵母面包)非常类似。



所以,在2500年前甚至更早一点的时候,西亚烘烤面食的传统已经传播到了新疆地区;我们小米做的面条、饼子和粥也传到了新疆。也就是说,新疆实际上体现了东西方饮食文化传统的交流,而烘烤面食传播到中原基本上是在张骞通西域之后了。



我的方向是做古代遗存的有机残留物,实际上这一块工作在国内并不是太多,特别是陶器吸附的生物标记物,跟国外的差距还是存在。所以最近几年,或者说从去年开始,我们就把重点放在陶器吸附的有机分子上,主要是蛋白质和脂类分子。我们想通过对微量分子的检测,来以小见大,更好地认识人类的过去,从而为人类的未来提供借鉴。


好,谢谢大家。


演讲嘉宾杨益民:《古人如何化妆、做奶酪和面包?》


本文来自公众号:我是科学家iScientist(IamaScientist),作者:杨益民

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