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Bioarqueología

La bioarqueología ( osteoarqueología , osteología o paleosteología [1] ) en Europa describe el estudio de restos biológicos procedentes de yacimientos arqueológicos. En Estados Unidos es el estudio científico de restos humanos procedentes de sitios arqueológicos.

El término fue acuñado por el arqueólogo británico Grahame Clark quien, en 1972, lo definió como el estudio de huesos animales y humanos procedentes de yacimientos arqueológicos. Jane Buikstra ideó la definición estadounidense actual en 1977. Los restos humanos pueden informar sobre la salud, el estilo de vida, la dieta, la mortalidad y el físico del pasado. [2] Aunque Clark lo usó para describir solo restos humanos y restos de animales, cada vez más los arqueólogos incluyen restos botánicos. [3]

La bioarqueología nació en gran medida de las prácticas de la Nueva Arqueología , que se desarrolló en los Estados Unidos en la década de 1970 como reacción a un enfoque principalmente histórico-cultural para comprender el pasado. Los defensores de la Nueva Arqueología abogan por probar hipótesis sobre la interacción entre cultura y biología, o un enfoque biocultural. Algunos arqueólogos abogan por un enfoque más holístico que incorpore la teoría crítica . [4]

Paleodemografía

Un esqueleto en un laboratorio de bioarqueología.

La paleodemografía estudia las características demográficas de poblaciones pasadas. [5] Los bioarqueólogos utilizan la paleodemografía para crear tablas de vida , un tipo de análisis de cohortes , para comprender las características demográficas (como el riesgo de muerte o la proporción de sexos ) de una cohorte de edad determinada dentro de una población. A menudo es necesario estimar la edad y el sexo de los individuos basándose en características morfológicas específicas del esqueleto.

Edad

La estimación de la edad intenta determinar la edad esquelética/biológica al momento de la muerte. La suposición principal es que la edad esquelética de un individuo está estrechamente asociada con su edad cronológica. La estimación de la edad puede basarse en patrones de crecimiento y desarrollo o cambios degenerativos en el esqueleto. [6] Se han desarrollado una variedad de métodos de series esqueléticas para evaluar este tipo de cambios. Por ejemplo, en los niños la edad suele estimarse evaluando el desarrollo dental, la osificación y fusión de elementos esqueléticos específicos o la longitud de los huesos largos. [7] En el caso de los niños, los diferentes dientes que brotan de las encías en serie son los más confiables para determinar la edad del niño. Sin embargo, los dientes completamente desarrollados son menos indicativos. [8] En adultos, los cambios degenerativos en la sínfisis púbica , la superficie auricular del ilion , el extremo esternal de la cuarta costilla y el desgaste dental se utilizan comúnmente para estimar la edad esquelética. [9] [10] [11]

Hasta los 30 años aproximadamente, los huesos humanos siguen creciendo. Diferentes huesos se fusionan en diferentes puntos de crecimiento. [12] Este desarrollo puede variar según los individuos. El desgaste de los huesos complica aún más las estimaciones de edad. A menudo, las estimaciones se limitan a "jóvenes" (20 a 35 años), "medianos" (35 a 50 años) o "mayores" (más de 50 años). [8]

Sexo

Los bioarqueólogos utilizan las diferencias en la anatomía esquelética masculina y femenina para determinar el sexo biológico de los esqueletos humanos. Los humanos somos sexualmente dimórficos , aunque es posible que se superpongan la forma del cuerpo y las características sexuales. No a todos los esqueletos se les puede asignar un sexo y algunos pueden identificarse erróneamente. Los machos biológicos y las hembras biológicas difieren más en el cráneo y la pelvis; Los bioarqueólogos se centran en estas partes del cuerpo, aunque se pueden utilizar otras partes del cuerpo. La pelvis femenina es generalmente más ancha que la masculina, y el ángulo entre las dos ramas púbicas inferiores (el ángulo subpúbico) es más ancho y tiene más forma de U, mientras que el ángulo subpúbico del hombre tiene más forma de V y menos de 90 grados. [13] [14]

En general, el esqueleto masculino es más robusto que el femenino debido a la mayor masa muscular del hombre. Los esqueletos masculinos generalmente tienen arcos superciliares , crestas nucales y apófisis mastoides más pronunciadas . El tamaño y la robustez del esqueleto están influenciados por la nutrición y los niveles de actividad. Se considera que las características pélvicas y craneales son indicadores más fiables del sexo biológico. Sexar los esqueletos de jóvenes que no han completado la pubertad es más difícil y problemático porque el cuerpo no se ha desarrollado completamente. [13]

El sexado bioarqueológico de esqueletos no es a prueba de errores. Los errores de registro y la reorganización de los restos humanos pueden influir en dicha identificación errónea.

Las pruebas directas de métodos bioarqueológicos para sexar esqueletos comparando los nombres de género en las placas de los ataúdes de la cripta de Christ Church, Spitalfields, Londres, con los restos asociados lograron una tasa de éxito del 98 por ciento. [15]

Los patrones de trabajo de género pueden dejar marcas en los huesos y ser identificables en el registro arqueológico. Un estudio encontró dedos gordos de los pies extremadamente artríticos, un colapso de las últimas vértebras dorsales y brazos y piernas musculosos entre los esqueletos femeninos de Abu Hureyra , interpretando esto como indicativo de patrones de trabajo de género. [16] Tales cambios esqueléticos podrían haber sido el resultado de que las mujeres pasaran largos períodos arrodilladas mientras molían grano con los dedos de los pies curvados hacia adelante. La investigación del género a partir de restos mortuorios es de creciente interés para los arqueólogos. [17]

Indicadores de estrés no específicos

Indicadores de estrés dentales no específicos.

Hipoplasia del esmalte

La hipoplasia del esmalte se refiere a surcos o fosas transversales que se forman en la superficie del esmalte de los dientes cuando se detiene el proceso normal de crecimiento dental, dejando un déficit. Las hipoplasias del esmalte generalmente se forman debido a enfermedades y/o mala nutrición. [13] Los surcos lineales se conocen comúnmente como hipoplasias lineales del esmalte (LEH); Los LEH pueden variar en tamaño desde microscópicos hasta visibles a simple vista. Al examinar el espaciado de los surcos perikymata (líneas de crecimiento horizontales), se puede estimar la duración del factor estresante, [18] aunque Mays argumentó que el ancho de la hipoplasia tiene sólo una relación indirecta con la duración del factor estresante.

Los estudios de hipoplasia del esmalte dental se utilizan para estudiar la salud infantil. A diferencia del hueso, los dientes no se remodelan, por lo que el esmalte intacto puede proporcionar un indicador más confiable de eventos de salud pasados. Las hipoplasias dentales proporcionan un indicador del estado de salud durante la etapa de la infancia en la que se está formando el esmalte de la corona del diente. No todas las capas de esmalte son visibles en la superficie del diente porque las capas de esmalte que se forman temprano en el desarrollo de la corona quedan enterradas por capas posteriores. Las hipoplasias en esta parte del diente no se muestran en la superficie del diente. Debido a este esmalte enterrado, los dientes registran factores estresantes que se forman unos meses después del inicio del evento. La proporción del tiempo de formación de la corona de esmalte representada por este esmalte enterrado varía desde hasta el 50 por ciento en los molares hasta el 15-20 por ciento en los dientes anteriores. [13] Los factores estresantes registrados en las hipoplasias superficiales ocurren aproximadamente entre uno y siete años, o hasta 13 años si se incluye el tercer molar. [19]

Indicadores de estrés esqueléticos no específicos.

Hiperostosis porótica/cribra orbitalia

Durante mucho tiempo se asumió que la anemia por deficiencia de hierro tiene efectos marcados en los huesos planos del cráneo de los bebés y niños pequeños. Que a medida que el cuerpo intenta compensar los niveles bajos de hierro aumentando la producción de glóbulos rojos en los jóvenes, se desarrollan lesiones en forma de tamiz en las bóvedas craneales (denominada hiperostosis porótica ) y/o en las órbitas (denominada cribra orbitalia). Este hueso es esponjoso y blando. [4]

Sin embargo, es poco probable que la anemia por deficiencia de hierro sea una causa de hiperostosis porótica o cribra orbitalia. [20] Es más probable que sean el resultado de la actividad vascular en estas áreas y es poco probable que sean patológicos. El desarrollo de cribra orbitalia e hiperostosis porótica también podría atribuirse a otras causas además de la deficiencia de hierro en la dieta, como la pérdida de nutrientes a causa de los parásitos intestinales. Sin embargo, las deficiencias dietéticas son la causa más probable. [21]

La incidencia de la anemia puede ser el resultado de desigualdades dentro de la sociedad y/o indicativa de diferentes patrones de trabajo y actividades entre diferentes grupos dentro de la sociedad. Un estudio sobre la deficiencia de hierro entre los primeros nómadas mongoles mostró que, aunque las tasas generales de cribra orbitalia disminuyeron del 28,7 por ciento (27,8 por ciento de la población femenina total, 28,4 por ciento de la población masculina total, 75 por ciento de la población juvenil total) durante el Bronce y Edad del Hierro , al 15,5 por ciento durante el período Hunnu (2209-1907 BP), la tasa de mujeres con cribra orbitalia se mantuvo aproximadamente igual, mientras que la incidencia entre hombres y niños disminuyó (29,4 por ciento de la población femenina total, 5,3 por ciento de la población masculina total y el 25 por ciento de la población juvenil tenía cribra orbitalia). Este estudio planteó la hipótesis de que los adultos pueden tener tasas más bajas de cribra orbitalia que los jóvenes porque las lesiones se curan con la edad o provocan la muerte. Tasas más altas de cribia orbitalia entre las mujeres pueden indicar un menor estado de salud o una mayor supervivencia de las mujeres jóvenes con cribia orbitalia hasta la edad adulta. [22]

líneas de harris

Las líneas de Harris se forman antes de la edad adulta, cuando el crecimiento óseo se detiene o ralentiza temporalmente debido a algún tipo de estrés (normalmente una enfermedad o desnutrición). [23] Durante este tiempo, la mineralización ósea continúa, pero el crecimiento no, o lo hace en niveles reducidos. Cuando se supera el factor estresante, se reanuda el crecimiento óseo, lo que da como resultado una línea de mayor densidad mineral visible en una radiografía . [21] Sin eliminación del factor estresante, no se forma línea. [24]

En particular, las deficiencias de proteínas y vitaminas , que provocan un retraso en el crecimiento óseo longitudinal , pueden provocar la formación de líneas de Harris. [25] Durante el proceso de crecimiento del hueso endocondral , el cese de la actividad osteoblástica da como resultado el depósito de una fina capa de hueso debajo de la cubierta del cartílago , formando potencialmente líneas de Harris. [26] [27] La ​​recuperación posterior, necesaria para la restauración de la actividad osteoblástica , también está implicada en la formación de la línea de Harris. [28] Cuando las células del cartílago maduras se reactivan, se reanuda el crecimiento óseo, engrosando el estrato óseo. Por lo tanto, la recuperación completa de períodos de enfermedad crónica o desnutrición se manifiesta como líneas transversales en las radiografías. Las líneas tienden a ser más gruesas con la desnutrición prolongada y grave. La formación de la línea de Harris generalmente alcanza su punto máximo en los huesos largos alrededor de 2 a 3 años después del nacimiento y se vuelve rara después de los 5 años hasta la edad adulta. Las líneas de Harris ocurren con más frecuencia en niños que en niñas. [29]

Cabello

La hormona del estrés, el cortisol, se deposita en el cabello a medida que crece. Esto se ha utilizado con éxito para detectar niveles fluctuantes de estrés en la etapa posterior de la vida de las momias. [30]

Indicadores de actividad y estrés mecánico.

Examinar los efectos que las actividades tienen sobre el esqueleto permite al arqueólogo examinar quién hacía qué tipo de trabajo y cómo se estructuraban las actividades dentro de la sociedad. El trabajo dentro del hogar puede dividirse según el género y la edad, o basarse en otras estructuras sociales. Los restos humanos pueden permitir a los arqueólogos descubrir estos patrones.

Los huesos vivos están sujetos a la ley de Wolff , que establece que los huesos se ven físicamente afectados y remodelados por la actividad física o la inactividad. [31] Los aumentos en el estrés mecánico tienden a producir huesos más gruesos y fuertes. Las alteraciones en la homeostasis causadas por una deficiencia nutricional o una enfermedad [32] o una inactividad/desuso/discapacidad profunda pueden provocar pérdida ósea. [33] Si bien la adquisición de la locomoción bípeda y la masa corporal parecen determinar el tamaño y la forma de los huesos de los niños, [34] [35] [36] la actividad durante el período de crecimiento de la adolescencia parece ejercer una mayor influencia en el tamaño y la forma de huesos adultos que el ejercicio más adelante en la vida. [37]

Se cree que los sitios de inserción de los músculos ( entesis ) se ven afectados de la misma manera, provocando cambios en las entesis. [38] [39] Estos cambios se utilizaron ampliamente para estudiar los patrones de actividad, [40] pero las investigaciones han demostrado que los procesos asociados con el envejecimiento tienen un impacto mayor que el estrés ocupacional. [41] [42] [43] [44] [45] [46] También se ha demostrado que los cambios geométricos en la estructura ósea (descritos anteriormente) y los cambios entesis difieren en su causa subyacente, siendo estos últimos poco afectados por la ocupación. [47] [48] Los cambios en las articulaciones, incluida la osteoartritis , se han utilizado para inferir ocupaciones, pero en general también son manifestaciones del proceso de envejecimiento. [40]

Los marcadores de estrés ocupacional, que incluyen cambios morfológicos en el esqueleto y la dentición, así como cambios en las articulaciones en lugares específicos, se han utilizado ampliamente para inferir actividades específicas (más que generales). [49] Estos marcadores a menudo se basan en casos únicos descritos en la literatura clínica de finales del siglo XIX. [50] Se ha descubierto que uno de esos marcadores es un indicador confiable del estilo de vida: la exostosis auditiva externa, también llamada oreja de surfista , que es una pequeña protuberancia ósea en el canal auditivo que ocurre en quienes trabajan cerca de agua fría. [51] [52]

Un ejemplo de cómo se han utilizado estos cambios para estudiar actividades es el Cementerio Africano de Nueva York en Nueva York. Esto proporciona evidencia de las brutales condiciones laborales bajo las cuales trabajaban los esclavos; [53] La osteoartritis de las vértebras era común incluso entre los jóvenes. El patrón de osteoartritis combinado con la temprana edad de aparición proporciona evidencia de un trabajo de parto que resultó en tensión mecánica en el cuello. Un esqueleto masculino muestra lesiones por estrés en el 37 por ciento de 33 inserciones de músculos o ligamentos, lo que demuestra que experimentó un estrés musculoesquelético significativo. En general, los enterrados muestran signos de estrés musculoesquelético significativo y cargas de trabajo pesadas, aunque la carga de trabajo y las actividades variaron según el individuo. Algunos muestran altos niveles de estrés, mientras que otros no. Esto indica la variedad de tipos de trabajo (por ejemplo, doméstico versus transporte de cargas pesadas).

Lesiones y carga de trabajo

Las fracturas de huesos durante o después de la excavación parecen relativamente recientes, con superficies rotas que parecen blancas y sin desgaste. Es difícil distinguir entre fracturas en el momento de la muerte y fracturas posdeposición en el hueso, ya que ambos tipos de fracturas muestran signos de erosión. A menos que haya evidencia de curación ósea u otros factores, los investigadores pueden optar por considerar todas las fracturas erosionadas como posdeposición. [13]

La evidencia de fracturas perimortales (o fracturas infligidas a un cadáver reciente) se puede distinguir en las lesiones de los huesos con cuchillas de metal no cicatrizadas. Los huesos vivos o recién muertos son algo resistentes, por lo que las lesiones de los huesos con cuchillas metálicas generan un corte lineal con bordes relativamente limpios en lugar de roturas irregulares. [13] Los arqueólogos han intentado utilizar las marcas microscópicas de rasguños paralelos en los huesos cortados para estimar la trayectoria de la hoja que causó la lesión. [54]

Dieta y salud dental.

La caries dental es causada por la destrucción localizada del esmalte dental, como resultado de los ácidos producidos por las bacterias que se alimentan de los carbohidratos y los fermentan en la boca. [55] La agricultura está fuertemente asociada con una tasa más alta de caries que la búsqueda de alimento, debido a los niveles más altos asociados de carbohidratos producidos por la agricultura. [24] Por ejemplo, los bioarqueólogos han utilizado la caries en los esqueletos para correlacionar una dieta de arroz con enfermedades. [56] Las mujeres pueden ser más vulnerables a las caries en comparación con los hombres debido a su menor flujo de saliva, la correlación positiva del estrógeno con mayores tasas de caries y debido a los cambios fisiológicos asociados al embarazo, como la supresión del sistema inmunológico y una posible enfermedad concomitante. Disminución de la actividad antimicrobiana en la cavidad bucal. [57]

Análisis de isótopos estables

La biogeoquímica de isótopos estables utiliza variaciones en las firmas isotópicas y las relaciona con procesos biogeoquímicos. La ciencia se basa en el fraccionamiento preferencial de isótopos más ligeros o más pesados, lo que da como resultado firmas isotópicas enriquecidas y empobrecidas en comparación con un valor estándar. Los elementos esenciales para la vida, como el carbono, el nitrógeno, el oxígeno y el azufre, son los principales sistemas de isótopos estables utilizados para interrogar los descubrimientos arqueológicos. Las firmas isotópicas de múltiples sistemas generalmente se utilizan en conjunto para crear una comprensión integral del material analizado. Estos sistemas se utilizan más comúnmente para rastrear el origen geográfico de restos arqueológicos e investigar las dietas, la movilidad y las prácticas culturales de los humanos antiguos. [58] [59]

Aplicaciones

Carbón

El análisis de isótopos estables del carbono en el colágeno óseo humano permite a los bioarqueólogos llevar a cabo reconstrucciones dietéticas y hacer inferencias nutricionales . Estas firmas químicas reflejan patrones dietéticos a largo plazo, en lugar de una sola comida o festín . Las proporciones de isótopos en los alimentos, especialmente los vegetales, se reflejan directa y predeciblemente en la química ósea, [60] lo que permite a los investigadores reconstruir parcialmente la dieta reciente utilizando isótopos estables como trazadores. [61] [62] El análisis de isótopos estables monitorea la proporción de carbono 13 a carbono 12 ( 13 C/ 12 C ), que se expresa como partes por mil usando la notación delta ( δ 13 C ). [63] La proporción de 13 C y 12 C se agota (más negativa) o se enriquece (más positiva) en relación con un estándar . [64] El 12 C y el 13 C se producen en una proporción de aproximadamente 98,9 a 1,1. [64]

La composición del dióxido de carbono en la atmósfera influye en los valores isotópicos de las plantas C3 y C4, lo que luego afecta el δ 13 C del colágeno y la apatita de los consumidores según sus dietas. [65] Los valores en este diagrama son composiciones promedio de δ 13 C para las categorías respectivas basadas en la Fig. 11.1 en Staller et al. (2010).

La proporción de isótopos de carbono en los humanos varía según los tipos de plantas digeridas con diferentes vías de fotosíntesis . Las tres vías de la fotosíntesis son la fijación de carbono C3 , la fijación de carbono C4 y el metabolismo del ácido crasuláceo . Las plantas C4 son principalmente pastos de regiones tropicales y subtropicales y están adaptadas a niveles de radiación más altos que las plantas C3. El maíz , el mijo [66] y la caña de azúcar son algunos cultivos C4 bien conocidos, mientras que los árboles y arbustos utilizan la vía C3. [67] La ​​fijación de carbono C4 es más eficiente cuando las temperaturas son altas y las concentraciones atmosféricas de CO 2 son bajas. [68] Las plantas C3 son más comunes y numerosas que las plantas C4, ya que la fijación de carbono C3 es más eficiente en un rango más amplio de temperaturas y concentraciones de CO 2 atmosférico . [67]

Las diferentes vías de fotosíntesis utilizadas por las plantas C3 y C4 hacen que discriminen de manera diferente hacia el 13 C, lo que lleva a rangos claramente diferentes de δ 13 C. Las plantas C4 oscilan entre -9 y -16 ‰, y las plantas C3 oscilan entre -22 y -34 ‰ . [61] La firma isotópica del colágeno de consumo está cerca del δ 13 C de las plantas dietéticas, mientras que la apatita , un componente mineral de huesos y dientes, tiene una compensación de ~14 ‰ de las plantas dietéticas debido al fraccionamiento asociado con la formación de minerales. [68] Se han utilizado isótopos de carbono estables como trazadores de plantas C4 en paleodietas. Por ejemplo, el rápido y dramático aumento de 13 C en el colágeno humano después de la adopción de la agricultura del maíz en América del Norte documenta la transición de una dieta C3 a una C4 (plantas nativas del maíz) hacia el año 1300 EC. [69] [70]

Los esqueletos excavados en el cementerio de Coburn Street (1750 a 1827 d.C.) en Ciudad del Cabo , Sudáfrica, se analizaron utilizando datos de isótopos estables para determinar historias geográficas e historias de vida. [71] Se suponía que las personas enterradas en este cementerio eran esclavos y miembros de la clase baja debido a la naturaleza informal del cementerio; El análisis de estrés biomecánico [72] y el análisis de isótopos estables, combinados con otros datos arqueológicos, parecen respaldar esta suposición.

Basado en niveles de isótopos estables, un estudio informó que ocho individuos del Cementerio de Cobern Street consumieron una dieta basada en plantas C4 (tropicales) en la infancia, luego consumieron más plantas C3, que eran más comunes allí más adelante en sus vidas. Seis de estos individuos tenían modificaciones dentales similares a las realizadas por pueblos que habitaban áreas tropicales que se sabe que eran el objetivo de los esclavistas que traían a la colonia individuos esclavizados de otras partes de África. Con base en esta evidencia, se argumentó que estos individuos representan personas esclavizadas de áreas de África donde se consumían plantas C4 y que fueron llevadas al Cabo como trabajadores. Estos individuos no fueron asignados a una etnia específica, pero los pueblos Makua , Yao y Marav llevan a cabo modificaciones dentales similares . Cuatro personas fueron enterradas sin ajuar funerario , de acuerdo con la tradición musulmana, frente a Signal Hill , que es un punto de importancia para los musulmanes locales. Sus firmas isotópicas indican que crecieron en un ambiente templado consumiendo principalmente plantas C3, pero algo de C4. El estudio argumentó que estos individuos eran del área del Océano Índico . También sugirió que estos individuos eran musulmanes . Sostuvo que el análisis isotópico estable de los entierros, combinado con datos históricos y arqueológicos, era una forma eficaz de investigar las migraciones forzadas por la trata de esclavos africanos , así como el surgimiento de la clase baja y la clase trabajadora en el Viejo Mundo. [71]

Nitrógeno

El sistema de isótopos estables del nitrógeno se basa en el enriquecimiento/agotamiento relativo de 15 N en comparación con 14 N en δ15N . Los análisis de isótopos estables de carbono y nitrógeno son complementarios en los estudios de paleodieta. Los isótopos de nitrógeno en el colágeno óseo se derivan en última instancia de las proteínas de la dieta, mientras que el carbono puede provenir de proteínas, carbohidratos o grasas. [73] Los valores de δ 13 C ayudan a distinguir entre proteínas dietéticas y fuentes vegetales, mientras que los aumentos sistemáticos en los valores de δ 15 N a medida que se asciende en el nivel trófico ayudan a determinar la posición de las fuentes de proteínas en la red alimentaria. [59] [74] [75] El 15 N aumenta entre un 3% y un 4% con cada paso trófico hacia arriba. [76] [77] Se ha sugerido que la diferencia relativa entre los valores de δ 15 N humanos y los valores de proteína animal aumenta con la proporción de esa proteína animal en la dieta, [78] aunque esta interpretación ha sido cuestionada debido a opiniones contradictorias sobre el impacto de la ingesta de nitrógeno a través del consumo de proteínas y la pérdida de nitrógeno a través de la liberación de desechos en el enriquecimiento de 15 N en el cuerpo. [75]

También se consideran las variaciones en los valores de nitrógeno dentro de un mismo nivel trófico. [79] Las variaciones de nitrógeno en las plantas, por ejemplo, pueden ser causadas por la dependencia específica de la planta del gas nitrógeno, lo que hace que la planta refleje los valores atmosféricos. [79] Se pueden lograr valores de δ 15 N enriquecidos o superiores en plantas que crecieron en suelos fertilizados con desechos animales. [79] Los isótopos de nitrógeno se han utilizado para estimar las contribuciones relativas de las leguminosas versus las no leguminosas, así como los recursos terrestres versus marinos. [76] [61] [80] Mientras que otras plantas tienen valores de δ 15 N que oscilan entre 2 y 6‰, [76] las leguminosas tienen proporciones más bajas de 14 N/ 15 N (cercanas a 0‰, es decir, N 2 atmosférico ) porque Puede fijar nitrógeno molecular, en lugar de tener que depender de los nitratos y nitritos del suelo . [73] [79] Por lo tanto, una posible explicación para los valores más bajos de δ 15 N en restos humanos es un mayor consumo de legumbres o animales que las comen. Los valores de 15 N aumentan con el consumo de carne y disminuyen con el consumo de leguminosas. La relación 14 N/ 15 N podría utilizarse para medir la contribución de la carne y las legumbres a la dieta.

Oxígeno

El sistema de isótopos estables de oxígeno se basa en la relación 18 O/ 16 O ( δ 18 O ) en un material determinado, que se enriquece/empobrece en relación con un estándar. El campo normalmente se normaliza tanto para el agua oceánica media estándar de Viena ( VSMOW ) como para la precipitación antártica ligera estándar (SLAP). [81] Este sistema es famoso por su uso en estudios paleoclimáticos, pero también es una importante fuente de información en bioarqueología.

Las variaciones en los valores de δ 18 O en restos óseos están directamente relacionadas con la composición isotópica del agua corporal del consumidor. La composición isotópica del agua corporal de los mamíferos está controlada principalmente por el agua consumida. [81] Los valores de δ 18 O de las fuentes de agua potable varían debido a fraccionamientos de masa relacionados con mecanismos del ciclo global del agua. [82] El vapor de agua evaporado está más enriquecido en 16 O (isotópicamente más ligero; valor delta más negativo) en comparación con el agua restante, que se agota en 16 O (isotópicamente más pesado; valor delta más positivo). [81] [82] Una aproximación de primer orden aceptada para la composición isotópica del agua potable de los animales es la precipitación local, aunque esto se complica en diversos grados al confundir las fuentes de agua como manantiales o lagos naturales. [81] La línea de base δ 18 O utilizada en estudios arqueológicos se modifica dependiendo del contexto ambiental e histórico relevante. [81]

Se supone que los valores de δ 18 O de la bioapatita en restos óseos humanos se formaron en equilibrio con el agua corporal, proporcionando así una relación específica de especie con la composición isotópica de oxígeno del agua corporal. [83] No se puede decir lo mismo del colágeno óseo humano, ya que los valores de δ 18 O en el colágeno parecen verse afectados por el agua potable, el agua de los alimentos y una combinación de procesos metabólicos y fisiológicos. [84] Los valores de δ 18 O de los minerales óseos son esencialmente una firma isotópica promediada a lo largo de toda la vida del individuo. [85]

Mientras que el carbono y el nitrógeno se utilizan principalmente para investigar las dietas de los humanos antiguos, los isótopos de oxígeno ofrecen información sobre el agua corporal en diferentes etapas de la vida. Los valores de δ 18 O se utilizan para comprender los comportamientos de consumo de alcohol, [86] la cría de animales, [87] y realizar un seguimiento de la movilidad. [88] Se estudiaron 97 entierros de la antigua ciudadela maya de Tikal utilizando isótopos de oxígeno. [89] Los resultados del esmalte dental identificaron individuos estadísticamente diferentes, interpretados como individuos de las tierras bajas mayas, Guatemala y potencialmente México . [89] Se utilizó el contexto histórico combinado con datos isotópicos de entierros para argumentar que los individuos migrantes eran parte de clases sociales altas y bajas dentro de Tikal. [89] Las mujeres migrantes que llegaron a Tikal durante el período Clásico Temprano podrían haber sido las novias de la élite maya. [89]

Azufre

El sistema de isótopos estables del azufre se basa en pequeños fraccionamientos de isótopos de azufre que dependen de la masa. Estos fraccionamientos se informan en relación con Canyon Diablo Troilite (V-CDT), el estándar acordado. La proporción del isótopo de azufre más abundante, 32 S, en comparación con isótopos más raros como 33 S, 34 S y 36 S, se utiliza para caracterizar firmas biológicas y reservorios geológicos. El fraccionamiento de 34 S ( δ 34 S ) es particularmente útil ya que es el más abundante de los isótopos raros. Este sistema se utiliza con menos frecuencia por sí solo y normalmente complementa los estudios de carbono y nitrógeno. [90] [91] En bioarqueología, el sistema de azufre se ha utilizado para investigar paleodietas y comportamientos espaciales mediante el análisis del colágeno del cabello y los huesos. [92] Las proteínas dietéticas incorporadas a los organismos vivos tienden a determinar los valores de isótopos estables de sus tejidos orgánicos. La metionina y la cisteína son los aminoácidos canónicos que contienen azufre. De los dos, se considera que los valores de δ 34 S de metionina reflejan mejor las composiciones isotópicas del azufre de la dieta, ya que los valores de cisteína se ven afectados por la dieta y el ciclo interno. [92] Mientras que otros sistemas de isótopos estables tienen cambios tróficos significativos , el azufre muestra sólo un pequeño cambio (~0,5 ‰). [92]

Figura 3 Ilustración de diferentes ecosistemas con rangos asociados de firmas isotópicas de azufre.
Figura 3 Ilustración de diferentes ecosistemas con rangos asociados de firmas isotópicas de azufre.

Los consumidores producen firmas isotópicas que reflejan los reservorios de azufre de la fuente de proteína dietética. Las proteínas animales provenientes de ecosistemas marinos tienden a tener valores de δ 34 S entre +16 y +17‰, [69] [92] [93] las plantas terrestres varían de -7‰ a +8‰, mientras que las proteínas de ecosistemas terrestres y de agua dulce son altamente variable. [90] El contenido de sulfato del océano moderno está bien mezclado con un δ 34 S de aproximadamente +21‰, [94] mientras que el agua fluvial está fuertemente influenciada por minerales que contienen azufre en el lecho rocoso circundante y las plantas terrestres están influenciadas por el azufre. contenido de los suelos locales. [90] [92] Los ecosistemas estuarios han aumentado su complejidad debido a las aportaciones de agua de mar y ríos. [90] [92] El rango extremo de valores de δ 34 S para ecosistemas de agua dulce a menudo interfiere con las señales terrestres, lo que dificulta el uso del sistema de azufre como única herramienta en estudios de paleodieta. [90]

Diversos estudios han analizado las proporciones isotópicas de azufre en el cabello momificado. [95] [96] [97] El cabello es un buen candidato para los estudios de azufre, ya que normalmente contiene al menos un 5 % de azufre elemental. [92] Un estudio incorporó proporciones de isótopos de azufre en su investigación paleodietética de cuatro niños momificados víctimas de prácticas de sacrificio incas . [98] Los valores de δ 34 S les ayudaron a concluir que los niños no habían estado comiendo proteínas marinas antes de su muerte. La información histórica, junto con las consistentes firmas de azufre de tres de los niños, sugiere que vivían en el mismo lugar 6 meses antes del sacrificio. [98] Los estudios han medido los valores de δ 34 S del colágeno óseo, aunque la interpretación de estos valores no fue confiable hasta que se publicaron los criterios de calidad en 2009. [99] Aunque el colágeno óseo es abundante en los restos esqueléticos, menos del 1% del tejido está hecho de azufre, por lo que es imperativo que estos estudios evalúen cuidadosamente el significado de los valores de colágeno óseo δ 34 S. [92]

ADN

El análisis de ADN de poblaciones pasadas se utiliza para determinar genéticamente el sexo, determinar el parentesco genético, comprender los patrones de matrimonio e investigar la migración prehistórica. [100]

En 2012, los arqueólogos encontraron restos óseos de un hombre adulto. Fue enterrado bajo un aparcamiento en Inglaterra. Las pruebas de ADN permitieron a los arqueólogos confirmar que los restos pertenecían a Ricardo III , el ex rey de Inglaterra que murió en la batalla de Bosworth . [101]

En 2021, investigadores canadienses analizaron restos óseos encontrados en la isla Rey Guillermo , identificándolos como pertenecientes al suboficial John Gregory , un ingeniero que sirvió a bordo del HMS Erebus en la desafortunada Expedición Franklin de 1845 . Fue el primer miembro de la expedición identificado mediante análisis de ADN. [102]

Bioarqueología biocultural

El estudio de restos humanos puede iluminar la relación entre los cuerpos físicos y las condiciones y prácticas socioculturales, a través de un modelo de bioarqueología biocultural . [103] La bioarqueología suele considerarse una disciplina positivista basada en la ciencia, mientras que las ciencias sociales se consideran constructivistas . La bioarqueología ha sido criticada por tener poca o ninguna preocupación por la cultura o la historia. Un académico argumentó que la erudición científica/forense ignora los factores culturales/históricos. Propuso que una versión biocultural de la bioarqueología ofrecía una imagen más significativa, matizada y relevante, especialmente para las poblaciones descendientes. [104] [105]

La bioarqueología biocultural combina técnicas forenses estándar con investigaciones de demografía y epidemiología para evaluar las condiciones socioeconómicas que experimentan las comunidades humanas. Por ejemplo, la incorporación de análisis de ajuar funerario puede mejorar la comprensión de las actividades diarias.

Algunos bioarqueólogos ven la disciplina como una interfaz crucial entre la ciencia y las humanidades; ya que el cuerpo humano se crea y reconstruye mediante factores biológicos y culturales. [106]

Otro tipo de bioarqueología se centra en la calidad de vida, el estilo de vida, el comportamiento, las relaciones biológicas y la historia de la población. [107] [108] [109] No vincula estrechamente los restos esqueléticos con su contexto arqueológico, y puede verse mejor como una "biología esquelética del pasado". [110]

Las desigualdades existen en todas las sociedades humanas. [111] La bioarqueología ha ayudado a disipar la idea de que la vida de los recolectores del pasado era "desagradable, brutal y corta"; Los estudios bioarqueológicos informaron que los recolectores del pasado a menudo estaban sanos, mientras que las sociedades agrícolas tendían a tener una mayor incidencia de desnutrición y enfermedades. [112] Un estudio comparó a los recolectores de Oakhurst con los agricultores de K2 y Mapungubwe e informó que los agricultores de K2 y Mapungubwe no estaban sujetos a los niveles nutricionales más bajos esperados. [113]

Danforth sostiene que las sociedades a nivel estatal más "complejas" muestran mayores diferencias de salud entre las élites y el resto de la sociedad, teniendo las élites la ventaja, y que esta disparidad aumenta a medida que las sociedades se vuelven más desiguales. Algunas diferencias de estatus en la sociedad no significan necesariamente niveles nutricionales radicalmente diferentes; Powell no encontró evidencia de grandes diferencias nutricionales entre las élites y los plebeyos, pero sí encontró tasas más bajas de anemia entre las élites de Moundville. [114]

Un área de creciente interés interesada en comprender la desigualdad es el estudio de la violencia . [115] Los investigadores que analizan las lesiones traumáticas en restos humanos han demostrado que el estatus social y el género pueden tener un impacto significativo en la exposición a la violencia. [116] [117] [118] Numerosos investigadores estudian la violencia en restos humanos, explorando el comportamiento violento, incluida la violencia de pareja , [119] el abuso infantil , [120] el abuso institucional , [121] la tortura , [122] [123] la guerra , [124] [125] sacrificio humano , [126] [127] y violencia estructural . [128] [129]

Ética

Las cuestiones éticas de la bioarqueología giran en torno al trato y el respeto por los muertos. [4] Las colecciones de esqueletos a gran escala se acumularon por primera vez en los EE. UU. en el siglo XIX, en gran parte restos de nativos americanos . La familia sobreviviente no otorgó ningún permiso para estudiarlo y exhibirlo. Leyes federales como la NAGPRA (Ley de Repatriación y Protección de Tumbas de Nativos Americanos) de 1990 permitieron a los nativos americanos recuperar el control sobre los restos de sus antepasados ​​y los artefactos asociados.

Muchos arqueólogos no se dieron cuenta de que muchas personas perciben a los arqueólogos como improductivos y/o ladrones de tumbas . [130] Las preocupaciones sobre el maltrato de los restos no son infundadas: en una excavación en Minnesota en 1971, los restos de blancos y nativos americanos fueron tratados de manera diferente; Los blancos fueron enterrados nuevamente, mientras que los nativos americanos fueron trasladados a un museo de historia natural . [130] La bioarqueología afroamericana creció después de NAGPRA y su efecto de poner fin al estudio de los restos de nativos americanos. [104]

La bioarqueología en Europa no se vio tan perturbada por los problemas de repatriación. [4] Sin embargo, debido a que gran parte de la arqueología europea se ha centrado en las raíces clásicas, los artefactos y el arte se han enfatizado y los restos óseos romanos y post-romanos fueron casi completamente descuidados hasta la década de 1980. En la arqueología prehistórica europea los restos biológicos comenzaron a analizarse antes que en la arqueología clásica.

Ver también

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