De culturele en chronologische context van de vroeg-Holocene domesticatie van maïs en pompoen in de Centrale Vallei van de Balsasrivier, Mexico

Resultaten

De Xihuatoxtla Shelter (964 m boven zeeniveau) wordt gevormd door de overhang van een enorme zwerfkei (17 × 16 × 14 m) en bevat ≈75 m2 beschermd vloeroppervlak binnen de driplijn (Fig. 2 en Fig. S1). Het ligt op 260 m van Barranca Xihuatoxtla bij het punt waar de nu seizoensgebonden stroom uitkomt op een vlak bekken. De bijna 1 m diepe stratigrafische opeenvolging (Fig. 3) is verankerd door 4 radiokoolstofdateringen op houtskool: (1) 1200 ± 40 v. Chr. (1240-1000 cal v. Chr.) uit laag B, 20-30 cm onder de oppervlakte, (2) 2790 ± 40 v. Chr. (2970-2780 cal v. Chr.) uit laag B, 30-40 cm onder de oppervlakte, (3) 4730 ± 40 v. Chr. (5590-5320 cal v. Chr.) uit laag C, 49 cm onder de oppervlakte, en (4) 7920 ± 40 v. Chr. (8990-8610 cal v. Chr.) uit laag D, 65 cm onder de oppervlakte. De culturele afzettingen strekten zich nog eens 35 cm uit onder het niveau van 8990-8610 cal v. Chr. maar wij konden geen van de monsters uit deze vroegere afzettingen dateren. Hoewel zetmeelkorrels en fytolieten goed bewaard bleven in resten van stenen werktuigen, en fytolieten vaak voorkwamen in de sedimenten van de schuilplaats, waren stuifmeelkorrels en plantaardige macrofossielen, met uitzondering van houtskool, schaars (28). Er zijn geen dierlijke resten bewaard gebleven. De sedimentaire opeenvolging in Xihuatoxtla kan worden onderverdeeld in 5 grote en discrete stratigrafische eenheden (Fig. 3).

Laag A (≈0-10/15 cm onder het oppervlak) is een 10 tot 15 cm dikke afzetting van zeer compact, geelbruin slib dat talrijke precolumbiaanse potscherven bevatte (n = 414) en een bescheiden aantal (n = 26) lithische artefacten, voornamelijk loof, maar inclusief een kleine getande obsidiaanpunt en een obsidiaan klingfragment. Een klein aantal fragmenten van flessenglas (n = 3) is de enige indicatie van recente verstoring (alle tellingen hier en hieronder zijn voor eenheden 1 en 2, aaneengesloten blokken van 1 m2).

Laag B (≈10/15-45/50 cm v.s.) is een 30 tot 40 cm dikke afzetting van kleiig slib met kleine hoeveelheden hoekig dakafval dat verandert van grijs/bruin naar bruin van kleur met de diepte. De scherfdichtheid varieert van 110 scherven per 5 cm per vierkante meter bovenin de laag tot 25 scherven per 5 cm per vierkante meter onderin de laag. De dichtheid van het gesteente bedroeg gemiddeld 27 specimens per 5 cm niveau per vierkante meter. Obsidiaan artefacten omvatten 12 prismatische klingfragmenten, 1 punt met raakvlak, 1 tabulaire wig (piece esquillée), en 9 schilfers. Andere stenen voorwerpen van lokaal materiaal waren onder andere 1 steile schraper, 1 vlokmes, 1 graver, 1 hakmes en 1 kleine tweepolige kern. Ook werden uit de laag 3 handstenen (manos, kleine werktuigen gebruikt voor het malen van planten en mogelijk andere soorten materialen), 2 maalsteenbasisfragmenten, en 1 gevormd metaatfragment geborgen.

Laag C (≈45/50-60 cm v.s.) is een 8- tot 12-cm dikke afzetting van grote hoekige dakvalblokken (ter grootte van keien) in een matrix van grijs/bruin kleiig silt. De dichtheid van lithische artefacten (119 per 5-cm niveau per vierkante meter), de afwezigheid van obsidiaan lemmeten, en de AMS 14C datering van 4730 ± 40 v. Chr. (5590-5320 cal v. Chr.) geven aan dat deze laag in de prekeramiek dateert, hoewel er enige scherven van de keramische bezetting erboven zijn binnengedrongen (n = 36). Onder de uit laag C geborgen stenen werktuigen bevinden zich 2 schraapschaven, 1 boor, 1 vlokmes, 1 bifaciale kern, 2 bipolaire kernen, 1 klein obsidiaan biface fragment, en 4 gebruikte schilfers. Er werden ook 6 handstenen (zie Fig. 4 en Fig. S2A) en 1 mogelijk maalsteenbasisfragment geborgen uit laag C.

Laag D (≈60-70 cm v.s.) is een 8 tot 10 cm dikke afzetting van bruin kleiig slib met enkele hoekige dakvalblokken. Er werden 251 scherfstenen artefacten geborgen (63 per 5-cm niveau per m2) en geen keramiek. Onder de uit laag D geborgen stenen werktuigen bevonden zich 1 keienhakker, 1 concave schraper, 2 gravers, 5 vlokmessen, en 1 biface fragment. Ook werden 2 handstenen geborgen, en 1 complete en 2 fragmentarische maalsteenbases (zie Fig. 4 en Fig. S2 B en C).

Laag E (≈70-95 cm v.s.) is een 8 tot 25 cm dikke afzetting van bruin kleiig slib met meer hoekige dakafzettingsblokken dan laag D. Deze laag rust op geërodeerd gesteente (laag F) dat van 78 tot 95 cm onder het oppervlak afloopt en van zuid naar noord beweegt (zie Fig. 3). Er werden 179 scherfstenen artefacten geborgen (30 per 5-cm niveau per vierkante meter), waaronder de basis van een gesteelde, ingekerfde basispunt, het distale uiteinde van een dikke lancetvormige punt (Fig. 5), 1 graver, 1 spaakmes, 1 schilfermes, 9 gebruikte schilfers, 5 dunnen schilfers met geslepen plateaus, 2 kernfragmenten, en 3 tweepolige kernen. Vier handstenen werden geborgen uit deze vroegste bewoningslaag (Fig. 4 en Figs. S2D en S3).

Nagenoeg alle handstenen en maalsteen bases (Fig. 4) gebruikt voor de bewerking van planten bestonden uit rivierkiezels en keien die alleen door het gebruik werden gewijzigd. Eén fragment van een maalstenen voet was afkomstig van een stenen plaat (Fig. S2C) in plaats van een rivierkei die ook alleen door gebruik was gemodificeerd. Slijtagepolijst kan voorkomen op één of beide vlakken van een handsteen en ook op de randen van het gereedschap. Eén handsteen uit laag E (318e) lijkt aanzienlijk te zijn gebruikt als stamper. Een aantal van de fragmenten van de maalsteen vertonen ook polijsting op hun vlakke of licht concave oppervlakken. Strepen zijn zeldzaam op zowel de handstenen als de maalsteen fragmenten, maar waar ze voorkomen zijn ze evenwijdig aan elkaar gericht, wat een heen en weer gaande beweging suggereert. Een uitzondering is de complete maalsteen uit laag D (316d) die willekeurig georiënteerde strepen vertoonde aan de randen van een ondiepe depressie met een diameter van 11 cm. Het gebruik van ongemodificeerde rivierkiezels als handstenen en ongemodificeerde rivierkeien of stenen platen als maalstenen is een veelvoorkomend patroon dat is waargenomen op vroeg-Holocene vindplaatsen in de halfdroge Mexicaanse hooglanden in de Tehuacan Vallei (29) en in Guilá Naquitz in Oaxaca (1). Vergelijkbare geslepen stenen werktuigen werden ook gevonden in vroeg-Holocene contexten in de Santa Marta Rock Shelter (30), een vindplaats in de Centrale Depressie van Chiapas die op een hoogte van 860 m in een zone van tropisch loofbos ligt.

De vervaardiging van geslepen stenen werktuigen in Xihuatoxtla was een belangrijke activiteit tijdens de prekeramische periode en ging door tot in de keramische periode, zij het met minder intensiteit (Tabel S2). Er werd een breed scala aan grondstoffen gebruikt, waaronder chalcedoon, chert, kwartsiet, rhyoliet, basalt, zandsteen, en obsidiaan. Alle materialen, behalve het obsidiaan, lijken plaatselijk verkrijgbaar te zijn. Aan de basis van de reeks in laag E (≈75-95 cm onder het oppervlak) zijn aanwijzingen voor bifaciale reductie bij de productie van projectielpunten te vinden in dunner wordende scherven, die vaak geslepen platforms bevatten. De voorbereiding van de rand van een speerpunt voorvorm door slijpen is een manier om de platformsterkte te verhogen en het mogelijk te maken grotere dunnen schilfers te verwijderen. Bifaciale dunnende scherven met geslepen platforms zijn karakteristiek voor Paleoindische en Vroeg Archaïsche periodes (voor ≈8000 cal jaar v. Chr.) (31), en hun voorkomen in laag E is consistent met de geschatte leeftijd ervan (ouder dan ≈9000 cal jaar v. Chr.) De basale helft van een gesteelde, ingedeukte basispunt en het distale uiteinde van een punt met ruitvormige doorsnede werden ook uit deze laag teruggevonden (Fig. 5). De basis van de punt is vergelijkbaar met enkelvoudige voorbeelden geclassificeerd als Pedernales punten uit de Guilá Naquitz site in Oaxaca en uit de Tehuacan Vallei in contexten gedateerd tussen ≈9510 en 7742 cal jaar v. Chr. (1, 29). Bewijzen van bifaciale reductie werden voortgezet in laag D (≈60-75 cm onder het oppervlak) met de vondst van extra uitdunnende scherven en ook een fragment van een biface voorvorm. Bifaciaal afschilfering kwam voor in laag C en in laag B in samenhang met keramiek, zij het op gereduceerde niveaus en zonder voorbereiding van het plateau door slijpen.

Van even groot of groter belang bij de vervaardiging van stenen werktuigen was de kernafname voor schilfers die met weinig of geen aanpassingen gebruikt konden worden. Het verkleinen van de kernen gebeurde opportunistisch of met bipolaire methoden. De resulterende schilfers werden gebruikt als messen, schrapers, boren, spaakbladen en gravers en vertegenwoordigden het merendeel van de werktuigen die werden teruggevonden in de prekeramische afzettingen. De werktuigen die werden teruggevonden in de keramische afzettingen waren voornamelijk gemaakt op prismatische lemmeten van obsidiaan, hoewel sommige werktuigen en het grootste deel van het scherfafval van lokaal niet-obsidiaan materiaal waren.

Zoals gerapporteerd in een begeleidend artikel (28), werden zetmeelkorrels geïdentificeerd als maïs teruggevonden, vaak in grote aantallen, in de meeste artefacten die werden geïdentificeerd als maalstenen die werden gevonden in de gehele stratigrafische reeks van Xihuatoxtla. Alle 8 van de maalwerktuigen en beide van de versplinterde stenen werktuigen die werden onderzocht op zetmeelkorrels in niveaus die overeenkomen met of onder de 14C-datum van 7920 ± 40 v. Chr. (8990-8610 kal. jaar v. Chr.) leverden maïszetmeel op. Fytolieten van maïs werden gevonden in zowel sedimenten als stenen werktuigen in de hele reeks, inclusief die onder en uit het niveau dat de datering van 7920 ± 40 14C v. Chr. opleverde. Fytolieten die geïdentificeerd zijn als gedomesticeerde Cucurbita, mogelijk C. argyrosperma, werden ook gevonden in direct verband met de datering van 7920 ± 40 14C v. Chr. in Xihuatoxtla en in niveaus eronder (zie ref. 28 voor details over het terugvinden en identificeren van zetmeelkorrels en fytolieten). Het bewijsmateriaal geeft dus duidelijk aan dat maïs en pompoen werden gedomesticeerd tegen 8990-8610 cal jaar v. Chr., de vroegste datum die tot nu toe voor maïs is geregistreerd.