Den antika Maya-staden Tikal var en livlig metropol och hem för tiotusentals människor.

Staden bestod av vägar, asfalterade torg, höga pyramider, tempel och palats och tusentals hem för dess invånare, allt stöds av jordbruket.

Nu säger forskare vid University of Cincinnati att Tikals reservoarer - kritiska källor för stadens dricksvatten - var kantade av träd och vild växtlighet som skulle ha gett naturskön naturlig skönhet i hjärtat av den livliga staden.

UC-forskare utvecklade ett nytt system för att analysera forntida växt-DNA i sedimentet av Tikals tempel- och palatsreservoarer för att identifiera mer än 30 trädarter, gräs, vinrankor och blommande växter som levde längs dess stränder mer än 1, 000 år sedan. Deras fynd målar en bild av en frodig, vild oas.

"Nästan hela stadskärnan var asfalterad. Det skulle bli ganska varmt under torrperioden, " sa paleoethnobotanist David Lentz, professor i biologi vid UC:s College of Arts and Sciences och huvudförfattare till studien.

"Så det skulle vara vettigt att de skulle ha platser som var trevliga och svala längs med reservoaren, " sade han. "Det måste ha varit vackert att se med vattnet och träden och en välkommen plats för kungarna och deras familjer att gå till."

Studien publicerades i Natur tidning Vetenskapliga rapporter .

Lentz och hans forskargrupp erbjöd fyra hypoteser om vad, om någon, växter kan ha växt längs de så viktiga reservoarerna:Odlade Maya grödor som majs eller squash där? Eller planterade de fruktträd som de som finns vid en liknande reservoar vid Mexikos Purron Dam?

Kanske kantade de reservoarerna med stjärtar i linje med deras smeknamn vassens folk? Lentz noterade att näckrosor ofta pryder gamla Mayamålningar.

"Genom hela Maya ikonografi, näckrosor representerar kontinuitet mellan vattenvärlden och världen ovan, " sa Lentz. "Det var en del av deras mytologi."

Men forskare hittade få bevis för att stödja någon av dessa hypoteser. Istället, de hittade bevis som stöder en fjärde idé:att Maya tillät vallarna att förbli ostörd skog. Detta skulle ha hjälpt till att förhindra erosion och tillhandahållit medicinska eller ätbara växter och frukter.

Forskare hittade bevis på en mängd olika växter som lever längs akvifärerna, inklusive träd som kålbark och ramón som tornar 100 fot högt. Lentz sa att ramón är en dominerande regnskogsart i Guatemala.

"Varför du skulle hitta ramón runt reservoaren är en kuriosa. Svaret är att de lämnade denna skog intakt, ", sa Lentz. "Tikal har ett hårt klimat. Det är ganska tufft att överleva när man inte får regn under fem månader om året. Denna reservoar skulle ha varit fonten för deras liv. Så ibland skyddade de dessa platser genom att inte hugga ner träden och bevara en helig lund."

Bland dussintals växter som är inhemska i regionen, de hittade bevis på vildlök, fikon, vilda körsbär och två typer av gräs. Lentz sa att gräsfrön kan ha introducerats till reservoaren genom att besöka sjöfåglar. Gräs skulle ha förökat sig vid kanterna av reservoarerna under torra årstider och torka.

"Tikal hade en serie förödande torka. När vattennivåerna sjönk, de såg blågröna alger blomma, som producerar giftiga ämnen, " sa Lentz. "Torkorna var fantastiska för gräset men inte så mycket för skogsväxterna som levde längs reservoarens stränder."

Var dessa vilda områden motsvarigheten till en park?

"Jag tror att de var det. Jag vet inte hur offentliga de skulle ha varit, ", sa Lentz. "Detta var ett heligt område i staden omgivet av tempel och palats. Jag vet inte om allmogen skulle ha varit så välkomna."

Tikal var ett blomstrande säte för makt, religion och handel för Mesoamerika i det som nu är norra Guatemala, når sin höjdpunkt av inflytande mer än 1, 200 år sedan. I dag, den kulturella och arkeologiska platsen är en naturskön nationalpark omgiven av primär regnskog.

Men mer än 1, För 000 år sedan, området skulle ha sett dramatiskt annorlunda ut. Istället för regnskog, stadskärnan skulle ha varit omgiven av bostäder och lantgårdar med majs, bönor och squash behövs för att stödja 60, 000 personer eller fler. På sin topp, Tikal var större i befolkning än Wilkes-Barre, Pennsylvania; Atlantic City, New Jersey; eller Pensacola, Florida.

Med tanke på den dokumenterade och utbredda avskogningen som inträffade runt Tikal under stadens uppgång och fall, närvaron av en intakt skog i staden skulle ha stuckit ut, sa Nicholas Dunning, en UC geografiprofessor och studiemedförfattare.

"Det skulle inte ha varit mycket av en park - kanske 50 meter gånger 50 meter, ", sa Dunning. "Men det skulle ha stått i skarp kontrast till det omgivande området i stadens centrala område, som i huvudsak var belagd med gips med många av byggnaderna färgade röda."

Reservoarerna skulle ha haft betydelse utöver deras värde som en viktig vattenkälla, han sa.

"Med tanke på att Maya var en skogskultur vars kosmologi inkluderade många skogselement (till exempel, vissa heliga träd som höll upp himlen) med en helig lund intill den heliga källan och poolen i hjärtat av staden var en extremt kraftfull symbol - ungefär som delar av kosmos i miniatyr, " sa Dunning. "Å andra sidan, forntida Maya-städer som helhet var mycket gröna."

Tikal satte dagens urbana trädgårdar på skam.

"Bort från Tikals centrala område, det mesta av marken var antingen brukade träd eller grödor, "Dunning sa. "Precis varje hushållskomplex hade betydande trädgårdar. En stor del av den mat som konsumerades av invånarna i Maya-städerna odlades förmodligen i själva staden eller dess omedelbara inland. Ingenting liknar en modern västerländsk stad."

Tidigare, forskare lärde sig om grödor och vilda växter som växte i antika Tikal genom att studera forntida pollen eller träkol, sa Lentz. För sina studier, UC vände sig till nästa generations DNA-sekvensering som kan identifiera växter och djur med även små DNA-strängar.

"Vanligtvis, hög kvalitet, högkoncentrations-DNA behövs för nästa generations arbete, " UC botaniker och studie medförfattare Eric Tepe sa. "Tikal prover var både dålig kvalitet och mycket låg koncentration."

Mikrobiologerna Alison Weiss, professor vid UC:s College of Medicine, och Trinity Hamilton, nu med University of Minnesota, tog upp uppgiften att analysera forntida mikrobiellt DNA från reservoarens sedimentprover.

Weiss studerar patogena E coli och mänskliga mikrobiomer i hennes labb. Hennes senaste arbete undersökte hur kemoterapi hos cancerpatienter försämrar den skyddande slemhinnan i deras matsmältningssystem. Men hon gillar all vetenskap, Hon sa, och var ivrig att anta en ny utmaning.

"DNA:t är gammalt så det tenderar att brytas ned med korta små sekvenser, sa Weiss.

Med hjälp av Florida-företaget Rapid Genomics, UC:s forskare utvecklade en ny sond för att välja växt-DNA i sedimentproverna. Och de kunde amplifiera små DNA-strängar från kloroplaster, växtstrukturerna där fotosyntesen äger rum. Sedan kunde forskare matcha de gamla Tikal-proverna med DNA från kända växtarter på ungefär samma sätt som forskare amplifierar ribosomalt DNA för att identifiera arter av bakterier.

"Analysen var ganska utmanande eftersom vi var de första att göra det här, " Sade Weiss. "Bakteriellt ribosomalt DNA har en databas. Det fanns ingen databas för detta. Vi var tvungna att ta sekvenser en efter en och söka i den allmänna databasen för att hitta den bästa matchningen."

"Det här projektet var lite av ett skott i mörkret, " Sa Tepe. "Vi halvt förväntade oss att få inga resultat alls. Det faktum att vi kunde få en uppfattning om vegetationen som omger reservoarerna vid Tikal är, enligt min åsikt, a spectacular success and a proof of concept that we hope to apply to other Mayan sites."

UC researchers can now study the ancient world in a promising new way.

"We're delighted we had success, " Weiss said. "It took a long time to figure out how to do it and make sure it wasn't junk data in, junk data out. Now to be able to learn more about ancient people from these sediment studies is very exciting."