남부 아프리카 사냥꾼을 위한 잠재적인 바이오마커

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 11877(2023) 이 기사 인용

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고대 사냥 무기에 적용된 복잡한 독약 처방을 탐지하는 것은 전통적인 약리학적 지식 시스템에 대한 중요한 통찰력을 제공할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다. 그러나 많은 재료로 구성된 레시피는 해독하기 어려울 수 있으며, 특히 생분해된 오래된 샘플의 경우 더욱 그렇습니다. 우리는 남부 아프리카의 19세기와 20세기 화살촉과 1000년 된 고고학적 뼈 지점에서 수집한 독 샘플을 분석하려는 시도의 결과를 제시합니다. 화살 독 잔류물과 참조 샘플은 ATR FTIR(감쇠 총 반사율 푸리에 변환 적외선 분광법) 및 GC-MS(가스 크로마토그래피 질량 분석법)로 분석되었습니다. ATR FTIR 분석은 주로 다양한 화살독 바인더 레시피를 분리할 수 있습니다. GC-MS 분석으로 식별된 추출물은 결합제와 활성 물질의 다양한 구성 요소로 구성되어 ATR FTIR 분석 결과를 확인하고 추가합니다. 우리는 고고학 유물의 유기 잔류물 분석에서 화살 독에 대한 잠재적인 바이오마커 측면에서 결과를 논의합니다. 약 1000년에서 100년 사이의 큐레이트되고 발굴된 화살 끝에서 독성 강심성 배당체의 잔류물이 검출될 수 있다는 사실은 미래에 오래된 재료를 사용하는 작업에 대한 개념 증명 역할을 합니다.

수렵채집 사회의 기술에 대한 지속적인 매력 중 하나는 독무기입니다1,2,3. 남부 아프리카의 산(San)족은 독화살을 사용하여 다양한 동물을 사냥하는 것으로 유명하며, 독이 효과를 발휘하는 동안 며칠 동안 추적하기도 했습니다4. 실제로 산의 가볍고 허술한 화살은 독을 사용하지 않으면 더 큰 동물에게는 효과가 없을 가능성이 높습니다5,6. 정확히 언제 석기시대 수렵채집인 산족의 조상들이 사냥에 도움이 되는 독을 사용하기 시작했는지는 상당한 관심과 논쟁의 대상입니다.

끝 부분의 단면적을 토대로 Lombard7은 독이 묻은 뼈 화살 끝이 남아프리카에서 70,000년 이전에 사용되었을 수 있다고 추측했습니다. 이러한 지점 중 하나는 남아프리카 동부 케이프 지방의 Klasies River Main 사이트에 있는 ~ 61,000년 규모의 퇴적물에서 발견되었습니다8. 유기 성분이 풍부한 검은색 잔여물로 코팅되어 있습니다. 이 잔류물 코팅의 배치는 독극물 도포를 암시하지만 잔류물의 정확한 화학적 구성은 아직 확립되지 않았습니다. 남아프리카공화국 콰줄루나탈(KwaZulu-Natal)의 보더 동굴(Border Cave)에서는 24ka9년의 나무 막대에서 독성 식물 기반 화합물이 확인되었습니다. 리시놀레산을 포함한 이러한 독성 화합물 중 일부는 피마자콩에서 발견되는 독소 리신의 산화 부산물로 생각됩니다. 그러나 이러한 부산물은 유사하지만 관련이 없는 식물 종에서 유래했을 가능성이 있습니다. Abrus precatorius 식물은 해당 지역에서 자연적으로 자라며 그 이상은 아니더라도 독성이 있습니다10,11,12. 잔지바르의 쿠움비 동굴(Kuumbi Cave)에서 13,000m 높이에서 독으로 추정되는 것으로 뒤덮인 뼈대가 발견되었지만, 이들 잔류물에 대한 화학적 확인은 이루어지지 않았습니다13.

고고학적 잔류물로 보존된 유기 화합물의 화학적 특성을 정확하게 식별하는 것은 시간이 지남에 따라 구성 요소로 분해되기 때문입니다. 이 문제와 더불어, 적어도 우리가 민족-역사적 기록을 통해 알고 있는 대부분의 화살 독은 실제로 많은 재료와 준비 단계10,14,15로 구성되고 지역마다 달랐던 복잡한 제조법이었다는 사실도 있습니다16,17 . 일부 무독성 성분도 접착 특성을 위해 첨가되었거나 단순히 특정 효과를 부여한다고 믿었기 때문입니다18,19,20. 예를 들어, 다락문 거미는 통째로 갈아서 다른 재료와 섞었습니다21. 이는 혼합물의 독성에 아무 것도 추가하지 않았지만 혼합물에 수백 개의 단백질과 폴리펩티드를 도입하게 됩니다. 이러한 혼합물이 일단 생분해되면 모 화합물을 재구성하는 것이 매우 어려워지며, 특히 그러한 화합물이 여러 개 존재할 수 있는 경우 더욱 그렇습니다.

+ 0.7: < − 0.7) at specific regions of the spectra. The first principal component explains 47.2% of the total variation in the data set and primarily accounts for variation in the 1793–2487 and the 3645–3992 cm−1 regions of the spectra, which corresponds to background variations between samples. The second principal component explains 21.4% of the total variation in the data set with a strong positive loading in the 1176–1215 and 1716 cm−1 region of the spectra and with a strong negative loading in the 3066–3529 cm−1 region. IR absorption in the 1176–1215 cm−1 region can have a number of different sources but most distinctive are C–C stretching, C–O stretching and OH deformation adsorption. Adsorption around 1716 cm−1 is characteristic of C=O stretching, and the broad adsorption in the 3066–3529 cm−1 region is characteristic of OH and NH stretching absorption. The third principal component explains 12.3% of the total variation with a strong positive loading in the 1485–1523 cm−1 region, characteristic for O–H bending and C–H deformation adsorption, and a strong negative loading in the 868-984 cm−1 region, characteristic for adsorption associated with CO32− and NO3−. The fourth principal component explains 6.3% of the total adsorption with a strong positive adsorption in the 2565–2873 and 2950–2989 cm−1 regions, characteristic for C–H and O–H stretching adsorptions, and a strong negative adsorption in the 598–752 cm−1 region, characteristic of C–S and N–O stretching adsorption as well as adsorption associated with SO42−./p> 1.3) acid ratio (Table 4). P/S is the ratio of palmitic to stearic acid, commonly higher than 1.3 in residues from plant oils but could also indicate aquatic animal fats. Though the ratio given here (P/S > 1.3) is valid for lipid residue ratios of fatty acids, which are in general susceptible to decompositional processes, individually they are only indicative of origin and need to be evaluated in context of other components. Fifteen specimens also contain short-chain dicarboxylic acids (C8-10), substances formed from drying oils, and in particular the presence of Azelaic acid (nonanedioic acid, C9) is indicative of the presence of a drying oil36,37,38. Azelaic acid is a common decomposition product from unsaturated fatty acid, in particular plant oils. Traces of the monounsaturated Oleic acid (n = 22) and diunsaturated Linoleic acid (n = 6) were also detected (cf. Fig. 5). Linoleic acid is a diunsaturated fatty acid common in several plant oils. Phytosterols are sterols produced by plants. Plant wax residues are primarily found as distributions of long-chain fatty acids, long-chain alkanols and a number of pentacyclic triterpenoids. Also present is D-Pinitol, which is a cyclitol common in plants of the Leguminosae and Pinaceae families39./p> 20) fatty acids and alkanols were detected; traces of plant cuticle waxes40,41. Only a few specimens (n = 7) show fatty acid distributions suggestive of an animal origin, having a higher contribution of Stearic acid in relation to Palmitic acid. Cholesterol has been identified in five samples. This is a predominantly animal sterol but is also a major component in human skin lipids and can thus be trace of handling42./p>

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