Det är välkänt att jordbruket utvecklades självständigt i Nya Guinea för 7000 år sedan, men bevis på dess inflytande på hur människor levde har undgått forskarna – fram till nu.

En arkeologisk utgrävning i Papua Nya Guinea har för första gången avslöjat starka bevis för att en neolitisk period – där jordbruket åstadkommer stora kulturella förändringar – fanns på ön för cirka 5000 år sedan.

Forskare tror att cachen med artefakter som grävdes fram, inklusive stenyxor, stöttar, figurativa sniderier och andra verktyg, är de saknade ledtrådarna som behövs för att göra fallet för en neolitisk period i Nya Guineas förhistoria.

I en artikel som publicerades idag i den prestigefyllda tidskriften Vetenskapens framsteg , ett multiinstitutionellt team av arkeologer och forskare dokumenterar relikerna som grävts ut vid Waim (uttalas "Wy-im"), ett område beläget i norra höglandet i det moderna Papua Nya Guinea.

Saknade bitar

Huvudförfattaren Dr Ben Shaw från UNSW Science säger fram till nu, det fanns få bevis för att Nya Guinea hade haft sin egen neolitiska period som andra globala jordbrukscentra hade – trots att det fanns väldokumenterade bevis för jordbruk på ön under de senaste årtusendena.

"Vi visste redan om våtmarksgrödor som taro, jams, sockerrör och bananer från cirka 7000 år sedan i Nya Guinea, " säger Dr. Shaw.

"Men eftersom arkeologin i den här delen av världen inte är lika känd som platser som Kina och Mellanöstern, vi visste inte riktigt hur utvecklingen av jordbruket förändrade mänskliga beteenden i det nya guineanska landskapet."

De typer av förändringar Dr. Shaw anspelar på inträffade när människor långsamt skiftade från ett jägare-samlare tillvaro till ett som i allt högre grad involverade plantering och skörd av grödor.

"Under yngre stenålder ser man människor övergå till mindre bostadsområden i form av byar där de stannade åtminstone en del av året. Och eftersom de stannade på ett ställe längre, människor började ändra sin teknik för att ta hand om grödor. Vi ser också mer specialiserad kvalificerad arbetskraft i form av byggnader och i de materiella föremål de tillverkade och handlade nu när samhället har en mer stabil sorts tillvaro."

Guldgruva

På Waim, teamet blev förvånat över den stora volymen och variationen av verktyg som dök upp på ett och samma ställe. De hittade mycket fint snidade stötar som användes för att mala mat, stenyxor och adzes, samt snidade figurer. En av dem, ett stort fragment av huggen sten som visar ögonbrynsryggen på ett ansikte av människor eller djur, daterat till 5050 år gammalt, är nu det tidigaste beviset på ett uthugget uttryck av kroppsform i Oceanien.

Efter att ha undersökt stötarna under mikroskopet, medförfattaren Dr. Judith Field identifierade mikrofossiler – eller bevis på växtrester – på mortelstötarna, vilket visar att de hade använts för att bearbeta några av våtmarksgrödor som är inhemska i Nya Guinea.

"Det var väldigt spännande för oss att hitta dessa mikrofossiler på stötarna, " Dr. Field säger. "Det är förmodligen en av de mest direkta länkarna som du kan dra till jordbrukets inflytande på mänskligt beteende vid denna tidpunkt."

Grävningen var också intressant för vad de grävda relikerna berättar om antiken för en del av den teknik som fortfarande används i Nya Guinea. Dr Shaw säger att en räfflad vulkansten hittades med ockra på, antyder att för 5000 år sedan använde människor redan det för att måla, betsa och dekorera.

"Ochre är mycket viktigt eftersom det ofta förknippas med utvecklingen av abstrakt tanke, symboliska konstformer och rituellt beteende, som begravning. När vi tittade på skårorna på denna sten under mikroskopet, det såg ut som om de formades av att organiska fibrer drogs igenom dem. Okran på stenen skulle ha färgat dessa fibrer i en röd färg, vilket även idag är hur de ibland fläckar fibrer i tillverkningen av sina vävda snörepåsar, eller bilums. Detta har aldrig hittats på en plats tidigare."

Mysterium huggen i sten

En annan överraskning var avslöjandet av ett stort stenblock som hade slipats och polerats, som Dr. Shaw räknar med lades mot en sluttning och begravdes sedan efter att byn vid Waim övergavs för cirka 4000 år sedan. Han säger att ungefär en halv meter lång och 30 cm bred, det var en mycket ovanlig pjäs och fick laget förvånat över vad dess syfte var.

"Den var formad som ett gigantiskt parallellogram, hade riktigt vassa kanter och hade blivit vackert polerad, " säger Dr. Shaw.

"Och när den kom upp ur jorden, vi försökte tänka på vad den möjligen kunde ha använts till. Kanske en sten för att slipa växter eller något i den stilen, men det är en udda form för en slipsten. Medan vi satt där och kliade oss i huvudet, en av de äldste från byn kom fram och berättade att det var så de gamla gjorde yxorna:de skulle ta ett stort stenblock, arbeta den till form, och sedan helt enkelt såga den i de individuella storlekarna på yxorna som de ville ha."

Senare, teamet verifierade att denna metod hade dokumenterats på senare tid. Men den typ av yxa som var förknippad med denna stenmall ansågs tidigare ha använts av människor som kom in i området mer än 2000 år senare, som Dr Shaw säger "verkligen golvade oss och blåste oss bort".

Tvärs över Torres sund

På frågan om det mänskliga samhället i Australien genomgick liknande förändringar, Dr Shaw säger att arkeologer redan har visat att det skedde stora förändringar i tekniken i Australien för omkring 5000 år sedan.

"Men varför detta inträffade diskuteras fortfarande, " säger han. "Nya Guinea är helt inom tropikerna, Australien sträcker sig över tropiska och tempererade breddgrader, så människor skulle ha anpassat sig till väldigt olika miljöer med olika växter och djur. Teknologi, beteende och strategier för livsmedelsproduktion skulle också ha skiljt sig åt, och en stor utmaning nu är att se hur allt detta hänger ihop."

Nu när gruppen har visat den felande länken mellan jordbruk och de kulturella förändringar som är förknippade med det i Nya Guinea, nästa steg är att titta närmare på själva de nyexponerade skatterna.

"På baksidan av detta kommer vi att göra mycket mer forskning om individuella artefakter för att kontextualisera deras användning i Nya Guineas samhälle vid den tiden. Så nu när vi har definierat kanterna på pusslet i Nya Guinea, det är dags att fylla i det."