Izotopy uhlíku a dusíku - indikátor historické stravy

Abstract

This bachelor's thesis focuses on the use of stable carbon and nitrogen isotopes for understanding the diet of organisms. The aim of this thesis is to demonstrate how carbon and nitrogen isotope ratios can be used to reconstruct the diet of individuals and to determine whether it was predominantly plant-based or animal-based. The thesis consists of two parts: the theoretical part describes stable isotopes of carbon and nitrogen, their measurement and fractionation, while the second part is a review of two selected case studies. According to the values of stable carbon isotopes (δ¹³C), it is possible to determine the types of plants with different photosynthetic pathways that were consumed by humans or animals. There are two major photosynthetic pathways in plants-C₃ and C₄ photosynthesis-that differ in their discrimination of stable carbon isotopes. During C₃ photosynthesis, the isotope ¹³C is incorporated to a lesser extent than during C₄ photosynthesis. C₃ plants (wheat, barley, oats, peas, beets, spinach, a great amount of trees and shrubs) take up a larger proportion of the ¹šC isotope and therefore have low δ¹³C values (typically -23‰ to -32‰), while C₄ plants (corn, millet, sugarcane, pineapple) have higher δ¹³C values (from -9‰ to -17‰). Stable nitrogen isotopes δ¹⁵N provide information...

Předložená bakalářská práce se zabývá využitím stabilních izotopů uhlíku a dusíku k poznání stravy organismů. Cílem práce je prokázat, jak lze na základě poměrů izotopů uhlíku a dusíku rekonstruovat stravu jedinců, rozpoznat, zda v ní převládala rostlinná nebo živočišná složka. Práce se skládá ze dvou částí: teoretická část popisuje stabilní izotopy uhlíku a dusíku, jejich měření a frakcionaci, druhá část je rešerší dvou vybraných příkladových studií. Podle hodnot stabilních izotopů δ¹³C lze určit typy rostlin s různými fotosyntetickými cestami, kterými se živili lidé nebo zvířata. Existují dva hlavní druhy fotosyntézy u rostlin (C₃ a C₄ fotosyntéza), které diskriminují stabilní izotopy uhlíku. Během C₃ fotosyntézy je fixován izotop 𝐶 13 v menším množství, než během C₄ fotosyntézy. Rostliny C₃ (pšenice, ječmen, oves, hrách, řepa, špenát, většina stromů a keřů) přijímají větší množství izotopu 𝐶 12 , proto mají nízké hodnoty δ¹³C (obvykle -23‰ až -32‰), zatímco rostliny C₄ (kukuřice, proso, cukrová třtina, ananas) mají vyšší hodnoty δ¹³C (od -9‰ do -17‰). Stabilní izotopy dusíku δ¹⁵N poskytují informaci o trofické úrovni: s rostoucí trofickou úrovní (rostlina → býložravec → masožravec) se δ¹⁵N zvyšuje o 2-3‰. Vyšší hodnoty δ¹⁵N naznačují konzumaci většího množství živočišné potravy (masa, ryb)....