新的研究表明，包括印加人和欽科羅文化在內的智利北部眾多前哥倫布時期文明的人們，由於飲用受汙染的水而遭受慢性砷中毒。
之前的分析顯示，該地區高地和沿海文化的木乃伊頭髮樣本中砷濃度很高。然而，研究人員無法確定這些人是否攝入了砷，還是土壤中的有毒元素在木乃伊被埋葬後擴散到他們的頭髮中。
在新的研究中，科學家們使用了一系列高科技方法來分析來自智利阿塔卡瑪沙漠塔拉帕卡山谷一具1000至1500年曆史的木乃伊的頭髮樣本。他們確定木乃伊頭髮中高濃度的砷來自飲用含砷的水，以及可能食用用有毒水灌溉的植物。[檢視木乃伊和挖掘現場的照片]
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“在智利，由於高地的銅礦開採活動，這些沉積物富含砷，”加州大學洛杉磯分校的考古科學家、主要研究作者伊安娜·卡庫利說，“這暴露了砷和其他汙染物。當雨水降落時，砷會滲入河流。”
分析頭髮
在從法醫學到考古學的各個領域，頭髮被廣泛用於深入瞭解現代人和過去人的生活。與其他生物樣本（如骨骼和皮膚組織會隨著時間推移而發生變化）不同，頭髮在形成（角質化）後保持穩定。這一特點，以及頭髮的穩定生長速度，意味著它可以提供先前在血液中迴圈的物質的時間順序記錄。
過去，科學家們分析了公元500年至1450年居住在智利阿塔卡瑪沙漠的前哥倫布時期人口的木乃伊頭髮樣本。遺骸顯示出慢性中毒的模式，一些研究人員懷疑這是由於這些人口飲用了被砷汙染的水。但這些方法無法讓他們確定砷是如何進入木乃伊頭髮的。
卡庫利告訴《生命科學》說：“他們沒有繪製砷在頭髮上沉澱的位置——他們只是取走頭髮並將其溶解了。”她說，使用這種技術，你無法判斷砷是外部進入頭髮，還是先被攝入並透過血液迴圈。
為了更多地瞭解智利北部古代居民可能發生的砷中毒，卡庫利和她的同事觀察了一具自然儲存的木乃伊，這具木乃伊被埋葬在阿塔卡瑪沙漠塔拉帕卡山谷的TR40-A墓地。他們使用行動式、非侵入性和非破壞性技術，對木乃伊的皮膚、衣服和頭髮，以及覆蓋木乃伊的土壤進行了成像和分析。
正如預期的那樣，研究小組在木乃伊的頭髮和土壤中檢測到了砷。他們還發現了表明砷中毒的皮膚狀況。儘管這些發現暗示了砷攝入，但它們並非決定性的，因此研究人員收集了頭髮樣本以便在實驗室中進一步分析。
尋找來源
卡庫利和她的同事使用超高解析度掃描電子顯微鏡對頭髮樣本進行了成像。他們還使用同步加速器光源（一種大型粒子加速器，可使用強烈的聚焦X射線束分析材料）在加利福尼亞州勞倫斯伯克利國家實驗室對樣本進行了各種測試，從而繪製出頭發中元素和礦物質的分佈。[照片：智利木乃伊揭示尼古丁秘密]
他們的測試顯示，砷在頭髮中呈均勻的放射狀分佈。卡庫利說，如果頭髮是被土壤中的砷汙染的，那麼有毒元素只會覆蓋表面。土壤和頭髮中砷的比較也表明，土壤中該元素的濃度要低得多。
此外，頭髮中主要的砷形式是一種稱為三價砷的型別，而地表水和地下水中的無機砷主要為五價砷。研究表明，人體會將攝入的砷“生物轉化為”三價砷。
卡庫利說：“結果與現代砷中毒攝入的流行病學研究結果一致。”她補充說，這項研究中使用的技術方法可能對法醫調查和考古學中的毒性評估非常有用。
研究小組現在正在使用相同的方法來檢視塔拉帕卡山谷的古代居民是否使用了某些致幻劑，因為有些人被埋葬時帶有來自亞馬遜的奇異種子和各種致幻用具。研究人員說，如果與這些物品一起埋葬的人沒有使用致幻劑，那將表明他們是薩滿或醫生，他們使用致幻植物來幫助其他人。
卡庫利說：“然後就變成了他們與亞馬遜人民的互動程度的問題，因為這些種子不是來自智利的。”“他們本應該知道這些種子的特性以及在哪裡獲得它們。”
該研究發表在1月份的《分析化學》雜誌上。
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