Wat de boer niet kent dat vreet hij niet

Versteende poep uit het Neolithicum

Versteende of gemineraliseerde uitwerpselen (coprolieten) blijken veel aanwijzingen te geven over wat mensen vroeger aten en ook over hun gezondheid.

Marjolein van der Linden & Lucy Kubiak-Martens (projectleiders bij BIAX, onderzoeksbureau voor biologische archeologie & landschapsreconstructie)

Onderzoeksthema: voeding, handel

Onderzoeksmethode: Analyse Haar en Veren, Plantaardige Vezels, Archeobotanie, Archeozoölogie, Endoparasieten Analyse, GCMS, Macrobotanische Analyse, NPPs/Darmparasieten, Palynologie, SEM-EDX, CT-scan

De onderzoekstechnieken variëren in prijs. Globaal gezien hebben palynologisch onderzoek, macrorestenonderzoek, SEM-onderzoek, endoparasietenanalyse, botonderzoek, fytolieten- en zetmeelonderzoek een (onder)gemiddelde prijs (€-€€) en GCMS en micro CT-scans een bovengemiddelde prijs (€€€).

 

Eén van de grote vragen van de archeologie is hoe mensen in het verleden leefden en wat hun voeding was. We willen hen zelfs volgen in de intieme details van hun ziektes. Met moderne technieken kunnen we dit tot in het kleinste detail onderzoeken. Het bestuderen van coprolieten biedt een unieke mogelijkheid om zowel het dieet als de gezondheid uit het verleden te reconstueren.

 

Eetpatroon en gezondheid in de Swifterbantcultuur

Een multidisciplinair natuurwetenschappelijk onderzoek naar het eetpatroon en de gezondheid van de vroegneolithische mens uit de Swifterbantcultuur is afgerond in 2022 (Kubiak-Martens & Van der Linden 2022). Dit onderzoek valt binnen de NOaO 2.0-thema’s Neolithisatieproces (‘Neolithisering’, thema 12) en ‘de rol van natuurlijke voedselbronnen na de introductie van de landbouw’ (thema 14). Daarnaast waren er meer specifieke vraagstellingen over dieet, voedselvoorziening en gezondheid. Coprolieten, versteende of gemineraliseerde uitwerpselen, zijn zeer geschikte gegevensdragers voor dit type onderzoek, omdat de aanwezige resten direct terug te voeren zijn naar geconsumeerd voedsel.

Het onderzoek werd onder leiding van onderzoeksbureau BIAX uitgevoerd in opdracht van de Rijksdienst voor Cultureel Erfgoed, in het kader van het pre-Malta onderzoek. Hiervoor werden coprolieten van archeologische vindplaatsen die voor 2007 werden opgegraven onderzocht met diverse natuurwetenschappelijke methoden, waaronder chemisch, archeozoölogisch, archeobotanisch en palynologisch onderzoek.

Vier vindplaatsen werden geselecteerd voor dit onderzoek omdat daar coprolieten bewaard waren gebleven: Hardinxveld-Giessendam De Bruin, gedateerd tussen 5500 tot 4450 v. Chr.; de Swifterbant-S3 en -S4 vindplaatsen, daterend tussen 4300-4000 v. Chr.; en vindplaats Emmeloord-J78-91, daterend tussen 2400-2100 v. Chr.

 

Specialisten werken samen aan een aantal vragen

In dit project werkten zeven specialisten van diverse universiteiten en onderzoeksbedrijven samen om de voedselresten (die bestonden uit zowel dierlijk als plantaardige materiaal) uit de coprolieten te onderzoeken met diverse onderzoekstechnieken. Zo werd een gecombineerd onderzoek uitgevoerd aan fecale steroïden (middels GCMS, Durham University), dierlijke botresten (Archeobone), fytolieten (Newcastle University), pollen, NPP’s en andere microfossielen (BIAX), macroresten en plantaardige weefsels  (BIAX), darm- of endoparasieten (BIAX), zetmeel (University of Glasgow) en micro CT-scans (Technische Universiteit Delft).

 Bij deze onderzoeken waren er de volgende onderzoeksvragen:

  • Van welk organisme zijn de gemineraliseerde uitwerpselen afkomstig? Van een mens of een specifiek dier?
  • Waaruit bestond het dieet van mensen van de Swifterbantcultuur?
  • Is het mogelijk om een cruciale verandering in het dieet in de Swifterbantcultuur vast te stellen – namelijk de toevoeging van consumptie van granen ?
  • Zo ja, in welke mate werden granen geconsumeerd?
  • Wat was het natuurlijke milieu, landschap, waarin de mensen van de Swifterbantcultuur leefden?
  • Wat kan gezegd worden over seizoensgebonden consumptie van voedingsmiddelen?
  • Hoe waren de hygiënische omstandigheden en hoe was de gezondheid van de bewoners van de nederzettingen van de Swifterbantcultuur?
  • Hoe heeft de mens voorzien in zijn levensonderhoud vanaf het laat-mesolithicum tot en met de midden-bronstijd? (NOaA 2.0-vraag 7)
  • Welke landschappelijke zones werden in het laat-mesolithicum en vroeg-neolithicum gebruikt voor bewoning, jacht, visvangst, akkerbouw en veeteelt? (NOaA 2.0-vraag 8)
  • Welke rol speelde de exploitatie van natuurlijke voedselbronnen (inclusief jacht en visvangst) na de introductie van de landbouw? (NOaA 2.0-vraag 22)

 

Natuurwetenschappelijke methodes

Bij het archeologisch onderzoek zijn zestien vroegneolithische coprolieten tot in het kleinste detail onderzocht. De resultaten van de diverse natuurwetenschappelijke onderzoeksmethodes vulden elkaar aan en leverden samen informatie op over het gemeenschappelijke eetpatroon van de vroegneolithische mens. Bij aanvang van het onderzoek werd de inhoud van de coprolieten op een non-destructieve manier in beeld gebracht door met röntgenstraling dwarsdoorsneden te maken (3D-imaging met micro CT-scans).

Met chemische onderzoek (GCMS) aan fecale steroïden, specifieke lipide biomarkers voor bijvoorbeeld mens, varken, carnivoor of herbivoor, is achterhaald of de coprolieten menselijk of dierlijk waren. Het microscopisch onderzoek van fytolieten (plantsteentjes), palynologie (pollen en sporen), NPP’s (non-pollen palynomorfen zoals schimmelsporen en algen) en overige organische plantaardige weefsels, haar en veren, en zetmeel heeft veel informatie opgeleverd over het dieet. De micro CT-scans en de rasterelektronenmicroscopie (SEM-onderzoek) leverden veel bewijs voor het consumeren van plantaardige voedsel zoals granen, groenten, knollen en vruchten en het gebruik of consumeren van dierlijke producten. De micro-CT-scans lieten zien dat in alle coprolieten botten en/of schubben van vissen aanwezig waren


Afbeelding 1 (D. Ngan-Tillard, TU Delft): Links: coproliet S3-8 en rechts: micro CT-scan van varkenscoproliet S3-8 met diverse resten van visbotjes en plantaardige resten.

Ook werden enkele botjes van gevogelte en zoogdieren gevonden. De consumptie van (zoetwater)vis werd mede aangetoond door de aanwezigheid van eieren van verschillende soorten parasitaire wormen in de versteende poep. Daarnaast leverde het endoparasietenonderzoek informatie op over de gezondheid en leefomstandigheden van de bewoners. De onderzoeksresultaten zijn gepubliceerd in de reeks Nederlandse Archeologische Rapporten van de RCE (Kubiak-Martens & van der Linden 2022).

 

Welke kennis leverde dit op?

Het onderzoek van de coprolieten vormt een waardevolle bron van informatie over dieet en voedselvoorziening van de vroegneolithische Swifterbantcultuur. Het onderzoek heeft aangetoond dat diverse soorten granen, zoals gerst en emmer


Afbeelding 2 (BIAX): SEM-afbeelding van bladweefsel van gewoon varkensgras in coproliet S3-13 (mens/dierlijk).

werden geconsumeerd door de vroegneolitische bewoners van de nederzettingen die zijn aangetroffen in Swifterbant S3 & S4. Daarnaast was sprake van consumptie van wilde dieren (met name zoetwatervis, maar ook gevogelte) en van groene delen/bladeren


Afbeelding 3 (BIAX)Diverse microscopische resten van granen. Linksboven: zemelen. Rechtsboven: pollen van gerst en/of tarwe-type. Onder: verkoolde epidermisresten van Triticum (vermoedelijk emmertarwe).

en knollen van wilde planten. Deze laatste twee groepen zijn moeilijk aan te tonen met enkel pollen- of zadenonderzoek. Dit kan wel middels SEM-onderzoek en microscopisch onderzoek van plantaardige weefsels.

Het pollenonderzoek heeft onder andere laten zien dat er geen sprake is van seizoensgebonden consumptie van plantaardige voedselgewassen. Dit zou kunnen betekenen dat voedsel werd opgeslagen en geconserveerd. Verder werden resten van planten teruggevonden waarvan niet direct te verwachten was dat deze op het menu stonden, zoals maretak. Mogelijk zijn deze gegeten vanwege de medicinale eigenschappen van deze planten. Ook bleek dat in alle coprolieten eieren van darmparasieten aanwezig waren.


Afbeelding 4 (BIAX): Darmparasieteneieren uit coproliet S4-4 (vermoedelijk mens). Links: Dioctophyma (nierworm). Midden Trichuris (zweepworm). Rechts: Opistorichiidae (kleine leverbot).

In de meeste coprolieten ging het zelfs om meerdere soorten. De bewoners van de nederzettingen van de Swifterbantcultuur hadden dan ook te kampen met infecties van diverse parasitaire wormen. Infecties met zweepworm of vislintworm leveren vaak geen ernstige klachten op, maar patiënten krijgen te maken met buikpijn en/of diarree. Langdurige besmettingen kunnen ervoor zorgen dat de opname van voedingsstoffen verslechterd of klachten als bloedarmoede veroorzaken. Infectie met nierworm heeft doorgaans een dodelijke afloop als de endoparasiet niet operatief uit de nier verwijderd wordt.

Verder werden in sommige coprolieten indicaties gevonden voor brakwater-omstandigheden. Dit leidt tot nieuwe vragen omtrent het gebruik van landschappelijke zones, zoals het kustgebied ten opzichte van het zoutwatergetijdegebied.

 

Monsters uit depots

Hoewel de coprolieten jarenlang in dozen in het archeologische depot hebben gelegen, hebben ze goed geconserveerde microscopische plantaardige resten opgeleverd. Dit biedt perspectief voor vervolgonderzoek aan in depots opgeslagen monsters. Door de coprolieten uitvoerig te beschrijven, fotograferen en in kaart te brengen met 3D-imaging door micro-CT-scans, is de ruimtelijke en inwendige compositie van de individuele coprolieten digitaal bewaard gebleven. Zo kon de oorspronkelijke dichtheid van botresten en plantaardige resten ruimtelijk gevisualiseerd worden. Ook is de methode voor endoparasietenonderzoek verfijnd en toepasbaar gemaakt voor diverse vondsttypen.

Helaas bleek dat de fecale steroïden niet in alle coprolieten even goed bewaard zijn gebleven. Daarom was het lastig om van alle coprolieten vast te stellen of deze van mensen of dieren afkomstig waren. Vanwege deze uitdaging – het bepalen van de herkomst van de coproliet op individueel soortsniveau –  moet het onderzoek gezien worden als een reconstructie van het Swifterbant-gemeenschapsdieet (community diet). Op de vroeg-Neolitische nederzettingen leefden mensen samen met hun honden en varkens nabij, en ze deelden waarschijnlijk een soortgelijk dieet.

Toch zijn er waardevolle inzichten verworven in de culinaire traditie van de Swifterbantcultuur, vooral wat betreft de diverse voedingscomponenten van een zeer variabel dieet. Het onderzoek aan de coprolieten heeft ook laten zien dat diverse bewoners van de sites geïnfecteerd waren met diverse darmparasieten, wat geassocieerd kan worden met slechte hygiënische omstandigheden en gezondheidsklachten

 

Aanbevelingen & tips

Coprolieten zijn zeer geschikte gegevensdragers voor onderzoek naar eetpatronen en gezondheid. Het is dan ook belangrijk dat coprolieten al bij het archeologisch onderzoek in het veld worden herkend en verzameld, en als aparte vondsten of zelfs als archeologische artefacten worden geregistreerd.

Uit het beschreven onderzoek is gebleken dat het GCMS-onderzoek niet altijd toereikend is om te bepalen of de coproliet van menselijke of dierlijke afkomst is. Uit proefonderzoek blijkt dat aDNA van neolithische coprolieten een alternatieve onderzoeksmethode zou kunnen zijn om dit vast te stellen.

Een verdere aanbeveling voor onderzoek aan coprolieten is om palynologisch en macro-en microbotanisch onderzoek te combineren, om een compleet beeld te krijgen van het dieet. Deze onderzoeken vullen elkaar aan wat betreft informatie over voedselbereiding qua plantaardige componenten. Van niet alle voedselgewassen worden namelijk de vruchten of zaden gegeten, terwijl van andere voedselplanten juist de bladeren of bloemen gegeten worden voordat de planten zaad zetten.

In het kader van vragen over de gezondheid kan gezocht worden naar verbanden tussen de resultaten van endoparasietenonderzoek en die van archeozoölogische en archeobotanische onderzoek. Hierbij kunnen de bekende klachten die parasitaire wormen veroorzaken vergeleken worden met mogelijke medicinale werking van aangetroffen planten. Daarnaast impliceren sommige parasitaire worminfecties dat bepaalde soorten vis of vlees zijn geconsumeerd.

 

Informatie

 

https://www.cultureelerfgoed.nl/publicaties/publicaties/2020/01/01/nieuwe-kennis-uit-oude-opgravingen

 

Kubiak-Martens, L. & M. van der Linden (eds), 2022: Neolithic Human Diet Based on Studies of Coprolites from the Swifterbant Culture Sites, the Netherlands, NAR77.

 

Louwe Kooijmans (ed.) 2001: Archeologie in de Betuweroute. Hardinxveld-Giessendam De Bruin. Een kampplaats uit het Laat-Mesolithicum en het begin van de Swifterbant-cultuur (5500-4450 v.Chr.), Amersfoort (Rapportage Archeologische Monumentenzorg 88).

 

Raemaekers, D.C.M. & J.P. de Roever (eds) 2020: Swifterbant S4 (the Netherlands), Occupation and exploitation of a Neolithic levee site (c. 4300-4000 cal. BC), Groningen (Groningen Archeological Studies 36).

 

Ten Anscher, T.J., 2012: Leven met de Vecht: Schokland-P14 en de Noordoostpolder in het neolithicum en de bronstijd, Amsterdam (Proefschrift Universiteit van Amsterdam).

 

Van Zeist, W. & R.M. Palfenier-Vegter 1981: Seeds and fruits from the Swifterbant S3 Site. Final reports on Swifterbant IV, Palaeohistoria 23, 105-168.