История растений: сибирские ученые исследуют древнюю пыльцу
Будущее отличается от прошлого тем, что оно, как известно, не определено — прогнозы и даже серьезная аналитика вполне могут не перейти из разряда умозрительных заключений в реальность. Предыдущие времена в этом смысле стабильны — все события уже случились, и, возможно, именно потому нам так интересно заглядывать за край времен. Изменить уже ничего нельзя, но очень любопытно узнать, чем занимались, с кем воевали, на кого охотились и что употребляли в пищу люди, жившие несколько тысячелетий назад и оставившие о себе не так уж и много информации. Они не фотографировали еду в Инстаграм (Социальная сеть признана экстремистской и запрещена на территории Российской Федерации), не вели дневников или путевых заметок, не писали писем, не мигрировали в разные страны со скоростью звука, отмечая передвижения на цифровой карте. По сути дела, все, что есть у исследователей, которые занимаются теми эпохами — это артефакты вещественной и духовной культуры. Эти вещи надо датировать, правильно расположить хронологически, а потом — интерпретировать. Чтобы интерпретации были как можно более точны, на помощь ученым приходят методы, способные подтвердить или опровергнуть ту или иную гипотезу. Например — палинологический анализ (изучение микроскопической пыльцы растений).
Аргументы и факты
В журнале Quaternary Science Reviews была опубликована статья, посвященная соотношению климатической кривой, построенной по данным палинологического анализа, и экономических аспектов жизни обитателей Барабинской лесостепи около 8—5 тысяч лет назад. (Анализ начинается с отметки в 8 тысяч лет назад потому, что это самая древняя датировка изученных кернов донных отложений озер). Исследователи выяснили: в период до 7 тысяч лет назад наши древние земляки занимались в основном охотой и рыболовством, так как климат был относительно влажный и достаточно нежаркий, и леса на описываемой территории было больше. Затем — в период с 7 до 5 тысяч лет назад — тайга отступила на север, стало теплее и суше, и барабинцы переквалифицировались в скотоводов. Вот, казалось бы, и все — однако, чтобы получить эти выводы ученым пришлось проделать немалую работу, буквально по крупинкам (пыльце растений!) собирая необходимые данные.
Что это вообще за времена-то такие?
Это голоцен. Эпоха четвертичного периода, начавшаяся около 12 тысяч лет назад и продолжающаяся по сей день («Добрый день, где Вы живете? — Я живу в голоцене!»). По сравнению с «ледниковым периодом» — достаточно мягкая с точки зрения климата. Впрочем, если говорить о том самом времени, когда жители барабинской лесостепи стали массово заниматься скотоводством, то оно называется голоценовым оптимумом. «Это достаточно дискуссионный термин, — отмечает одна из соавторов статьи, старший научный сотрудник Института археологии и этнографии СО РАН кандидат биологических наук Наталия Алексеевна Рудая. — Он обозначает период, когда климатические условия были особенно хорошими, оптимальными. В данном случае, если говорить о Барабе, это с 7 до 5 тысяч лет назад. Затем снова стало более влажно и прохладно».
Как ученые могут говорить с такой точностью?
Здесь на помощь исследователям как раз и приходит палинология. Вы никогда не задумывались, куда, собственно, девается пыльца растений (за вычетом пчел)? Она оседает на землю, перекрывается отложениями или же отправляется в ближайший центр водосбора (например, озеро), где оседает на дно и ждет своего часа. Через несколько тысяч лет на водоем прибывает группа специалистов.
И как они ее добывают?
Весьма непросто. Если бы пыльца лежала себе на дне, аккуратно расфасованная в пакетики или хотя бы однородными кучками, история закончилась бы прямо на этом месте (ну, плюс пара абзацев на описание лабораторной работы). Однако все гораздо сложнее.
Представим себе озеро возрастом около 8 тысяч лет (именно столько было тому, на котором работали ученые). Повидало оно немало, и на протяжении всего этого времени на его дне скапливался осадок, куда попадали органические частицы — в том числе и нужная исследователям пыльца. Условия, как говорит Наталия Рудая, практически идеальные. Водоем сберегает все, что в него попало, как архив. Доступа воздуха туда, разумеется, нет, следовательно, необходимая органика сохраняется достаточно хорошо.
Для того чтобы извлечь образцы, специалисты используют пробоотборники, которыми, грубо говоря, бурится дно озеро, извините за каламбур, буквально до дна. В результате получается колонка керна — достаточно длинный (он может достигать нескольких метров) цилиндрический кусочек подводного грунта.
А дальше?
А дальше керны переезжают в лабораторию. Сначала их подсушивают, а затем — чистят. «Идет постепенная очистка образца, — рассказывает Наталия Рудая. — Например, соляной кислотой убираются все карбонаты, плавиковой — силикаты. С помощью KOH (гидроксида калия) —гуминовые кислоты. В итоге получается небольшое количество органики: в основном, пыльца растений, микроскопические останки животных и так далее. Потом все это заливается глицерином и идет на микроскоп».
Палинологов, конечно, интересует только пыльца. По внешнему виду зерен ученые могут определить, к каким растениям эти зерна относятся. Чтобы результат был статистически достоверен, нужно насчитать примерно 300 единиц каждого вида, причем, счет идет вручную. «Затем делаются электронные таблицы, у нас для этого есть специальное программное обеспечение, — объясняет Наталия Рудая. — В базу данных вносятся все образцы, дальше программа делает некую статистику, после чего можно в первом приближении строить спорово-пыльцевые диаграммы: глубина либо возраст (керна или стенки раскопа) и как изменяется концентрация каждого таксона растений. Дальше начинается интеллектуальная обработка и интерпретация».
И что можно узнать?
Например, можно реконструировать растительность или климат. Причем, если говорить о последнем, то как качественно (было холодно, тепло, сухо и так далее), так и количественно (именно это и было сделано в статье, о которой идет речь выше). «Для этого применяется достаточно сложный статистический аппарат, комплекс мультивариантных статистик, построение трансферных функций, — говорит Наталия Рудая. — При наличии большой базы данных по современным пробам мы можем сравнить полученную нами информацию и, используя математические методы, получить количественную реконструкцию климата — допустим, изменения среднеиюльских температур за последние десять тысяч лет».
Что с графиками делают потом?
Вот как раз их и увязывают с археологическими данными. Уже имея на руках информацию о находках на этой территории (останки животных, птиц и рыб, артефакты и так далее), можно сделать выводы о соотношении климата и образа жизни людей, живших в тех или иных условиях.
Оптимум голоцена, о котором шла речь выше, по данным, полученным сотрудницей ИАЭТ СО РАН и аспиранткой Института геологии и минералогии им. В. С. Соболева СО РАН Снежаной Викторовной Жилич, климатически был более сухой и теплый. Это выражалось в повышении среднеиюльских температур, плюс был наиболее выражен степной компонент биоценоза. Именно в это время барабинцы усилили свою скотоводческую деятельность (понятно, что как таковое скотоводство появилось гораздо раньше), хотя в прежние времена, пока было прохладно и влажно, занимались охотой на водоплавающих птиц, зверей и рыболовством (что соответствует археологическим данным). «Бараба была лесной и водной территорией», — отмечает Наталия Рудая.
Впрочем, голоценовый оптимум закончился — и снова увеличилась таежная компонента, среднеиюльская температура понизилась на один градус (в стабильных условиях это достаточно много). Жители Барабы начали сворачивать хозяйствование, связанное с выпасом животных, и снова обратились к исконным занятиям — ловле рыбы и лесной охоте. Произошло это примерно 2 тысячи лет назад. «Еще ближе к нам появилось земледелие, и здесь уже сложно делать реконструкции, так как человек начинает сильно менять ландшафт», — говорит Наталия Рудая.
А остальные озера?
По словам исследовательницы, в работе у ученых еще несколько озер (и уже вышла статья с количественной реконструкцией по Телецкому и Хотон-Нур в Монголии) — в Алтайском крае, республике Алтай и прилегающих частях Монголии. «Получается такая сеть, — комментирует Наталия Рудая, — которая потом даст реконструкции более широкого, регионального уровня. Затем они соберутся в схему и позволят сформировать какую-то общую картину».
P.S. А до последнего оледенения на территории Барабинской лесостепи росли широколиственные породы — грабы, вязы, лещина и прочие. Не выдержав изменений климата, они вымерли.
Материал предоставлен порталом «Наука в Сибири".