Övergången från jakt och samlande till jordbruk och vallning anses vara en avgörande vändpunkt i mänsklighetens historia. Forskare tror att den intensiva livsmedelsproduktionen som följde med den neolitiska revolutionen, börjar runt 10, 000 f.Kr., låtit städer växa, ledde till teknisk innovation och, så småningom, möjliggjort livet som vi känner det idag.

Det har varit svårt att reda ut detaljerna kring hur och när detta skedde. Men en ny studie publicerad i Vetenskapens framsteg börjar lösa förändringens omfattning och takt under de första faserna av djurtämning på en gammal plats i Turkiet. För att rekonstruera denna historia, författarna vände sig till en ovanlig källa:urinsalter som lämnats efter av människor och djur.

Medan dynga används ofta i alla typer av studier, "Detta är första gången, så vitt vi vet, att människor har plockat upp salter i arkeologiskt material, och använde dem på ett sätt för att titta på utvecklingen av djurförvaltning, " säger huvudförfattaren Jordan Abell, en doktorand vid Columbias Lamont-Doherty Earth Observatory.

Teamet använde urinsalterna för att beräkna tätheten av människor och djur på platsen över tid, uppskattar att cirka 10, 000 år sedan, tätheten av människor och djur som ockuperade bosättningen hoppade från nära noll till ungefär en person eller ett djur för varje 10 kvadratmeter. Resultaten tyder på att domesticeringen kan ha gått snabbare än tidigare väntat. De stöder också tanken att den neolitiska revolutionen inte bara hade en födelseplats i Mellanösterns bördiga halvmåne, utan snarare inträffade på flera platser samtidigt.

Vid den antika bosättningen Aşıklı Höyük i centrala Turkiet, arkeologiska bevis tyder på att människor började domesticera får och getter runt 8450 f.Kr. Dessa metoder utvecklades under de kommande 1, 000 år, tills samhället blev starkt beroende av bestarna för mat och andra material.

Abell förklarar att det kan vara svårt att rekonstruera omfattningen och takten i denna utveckling med hjälp av benfragment och fossiliserad dynga. Så han och hans kollegor frågade sig vilka andra ledtrådar som kan ha lämnats kvar av ett gäng djur på plats. "Och vi tänkte, väl, människor och djur kissar, och när de kissar, de släpper en massa salt, " säger Abell. "På en torr plats som denna, vi trodde inte att salter skulle sköljas bort och omfördelas."

Medan det hände, medförfattare Susan Mentzer från University of Tübingen och Jay Quade från University of Arizona, där Abell arbetade med detta projekt som grundutbildning, hade tidigare dokumenterat några ovanligt höga nivåer av salter runt Aşıklı Höyük, och blev förbryllade över vad de menade. Genom att använda denna data och andra, den nya studien stöder tanken att salterna sannolikt kom från urinen hos människor, får och getter. Studien använder överflöd av salter över tid för att spåra tillväxten av samhället och dess djur under en period av 1, 000 år.

Arbeta med turkiska arkeologer, inklusive Istanbuls universitets Mihriban Ozbasaran, vem leder Aşıklı Höyük-grävningen, teamet samlade in 113 prover från hela platsen – från sophögar till tegelstenar och härdar, och från olika tidsperioder – att titta på mönster i natrium, nitrat- och klorsaltnivåer.

De fann att, övergripande, urinsalterna vid Aşıklı Höyük ökade i överflöd med tiden. De naturliga lagren innan bosättningen byggdes innehöll mycket låga halter av salter. De äldsta lagren med bevis på mänsklig bosättning, spänner över 10, 400 till 10, 000 år sedan, såg små ökningar men förblev relativt låga i urinsalterna. Sedan ökar salterna under en period från 10, 000 till 9, 700 år sedan; mängden salter i detta lager är cirka 1, 000 gånger högre än i de föregående, vilket tyder på en snabb ökning av antalet passagerare (både människor och djur). Efter det, koncentrationerna minskar något.

Abell säger att dessa trender stämmer överens med tidigare hypoteser baserade på andra bevis från platsen - att bosättningen först övergick från att mestadels jaga får och getter till att bara samla några få, bytte sedan till större ledning, och övergick sedan till slut till att hålla djur i inhägnader i utkanten av platsen när deras antal växte. Och även om tidpunkten är nära vad studieförfattarna förväntade sig, den skarpa förändringen runt 10, 000 år sedan "kan vara nya bevis för en snabbare övergång" mot domesticering, säger Abell.

Med hjälp av saltkoncentrationerna, teamet uppskattade antalet och tätheten av människor plus får och getter vid Aşıklı Höyük, efter att ha tagit hänsyn till andra faktorer som kan ha påverkat saltnivåerna. De beräknade att omkring 10, 000 år sedan, tätheten av människor och djur som ockuperade bosättningen hoppade från nära noll till ungefär en person eller ett djur för varje 10 kvadratmeter. Som jämförelse, Moderna semi-intensiva foderplatser har en täthet på ungefär ett får för varje 5 kvadratmeter.

Även om det för närvarande inte är möjligt att skilja på urinsalter från människor och boskap, analysmetoden för urinsalt kan fortfarande ge en användbar uppskattning av överflöd av får och get. Under 1, 000 år, laget beräknade att ett genomsnitt på 1, 790 människor och djur levde och kissade på boplatsen varje dag. I varje tidsperiod, de uppskattade invånarna var mycket högre än antalet människor som arkeologer tror att bosättningens byggnader skulle ha hyst. Detta indikerar att urinsaltkoncentrationerna verkligen kan återspegla de relativa mängderna av tama djur över tiden.

Forskarna planerar att ytterligare förfina sina metoder och beräkningar i framtiden, och hoppas kunna hitta ett sätt att skilja på urinsalter från människor och djur. De tror att metoden skulle kunna tillämpas i andra torra områden, och kan vara särskilt användbart på platser där andra fysiska bevis, såsom ben, saknar.

Studiens resultat bidrar också till att belysa den neolitiska revolutionens geografiska spridning. Man trodde en gång att jordbruk och vallning hade sitt ursprung i den bördiga halvmånen, som sträcker sig över delar av dagens Irak, Syrien, Libanon, Israel, Egypten, Jordanien och de palestinska områdena, sprid sedan utåt därifrån. Men allt fler bevis, inklusive dagens studie, indikerar att domesticering och övergången till neolitiska livsstilar ägde rum samtidigt över ett brett och diffust område av regionen.

Antropologen och medförfattaren Mary Stiner från University of Arizona sa att den nya metoden kan bidra till att förtydliga den större bilden av mänsklighetens förhållande till djur under denna övergångsperiod. "Vi kan hitta liknande trender i andra arkeologiska platser under perioden i Mellanöstern, " Hon sa, "men det är också möjligt att endast en handfull långvariga samhällen var forum för de utvecklande relationerna mellan människa och get i en viss region i Mellanöstern."