Bioarqueología

La bioarqueología ( osteoarqueología , osteología o paleosteología ^{[ 1 ]} ) en Europa describe el estudio de restos biológicos procedentes de yacimientos arqueológicos. En Estados Unidos, se refiere al estudio científico de restos humanos procedentes de yacimientos arqueológicos.

El término fue acuñado por el arqueólogo británico Grahame Clark , quien, en 1972, lo definió como el estudio de huesos de animales y humanos procedentes de yacimientos arqueológicos. Jane Buikstra propuso la definición actual en Estados Unidos en 1977. Los restos humanos pueden aportar información sobre la salud, el estilo de vida, la dieta, la mortalidad y la constitución física del pasado. ^{[ 2 ]} Si bien Clark lo utilizó para describir únicamente restos humanos y animales, cada vez más arqueólogos incluyen restos botánicos. ^{[ 3 ]}

La bioarqueología surgió en gran medida de las prácticas de la Nueva Arqueología , que se desarrolló en 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 poner a prueba hipótesis sobre la interacción entre cultura y biología, o un enfoque biocultural. Algunos arqueólogos defienden un enfoque más holístico que incorpora la teoría crítica . ^{[ 4 ]}

Paleodemografía

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 relacionada con su edad cronológica. La estimación de la edad puede basarse en patrones de crecimiento y desarrollo o en cambios degenerativos en el esqueleto. ^{[ 6 ]} Se han desarrollado diversos métodos de series esqueléticas para evaluar este tipo de cambios. Por ejemplo, en niños, la edad se estima típicamente evaluando el desarrollo dental, la osificación y fusión de elementos esqueléticos específicos o la longitud de los huesos largos. ^{[ 7 ]} En niños, la erupción secuencial de diferentes dientes desde las encías es el indicador más fiable para determinar la edad de un 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 aproximadamente los 30 años, los huesos humanos siguen creciendo. Los diferentes huesos se fusionan en distintos puntos de crecimiento. ^{[ 12 ]} Este desarrollo puede variar entre individuos. El desgaste óseo complica aún más las estimaciones de edad. A menudo, las estimaciones se limitan a "joven" (20-35 años), "de mediana edad" (35-50 años) o "mayor" (más de 50 años). ^{[ 8 ]}

Sexo

Las diferencias en la anatomía esquelética masculina y femenina son utilizadas por los bioarqueólogos para determinar el sexo biológico de los esqueletos humanos. Los humanos presentan dimorfismo sexual , aunque es posible que exista una superposición en la forma del cuerpo y las características sexuales. No todos los esqueletos pueden ser clasificados sexualmente, y algunos pueden ser identificados erróneamente. Los hombres y las mujeres biológicas difieren principalmente en el cráneo y la pelvis; los bioarqueólogos se centran en estas partes del cuerpo, aunque también pueden utilizarse otras. La pelvis femenina es generalmente más ancha que la masculina, y el ángulo entre las dos ramas inferiores del pubis (el ángulo subpúbico) es más amplio y tiene forma de U, mientras que el ángulo subpúbico del hombre tiene forma de V y es menor 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 suelen tener 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. Las características pélvicas y craneales se consideran indicadores más fiables del sexo biológico. Determinar el sexo de esqueletos de jóvenes que no han completado la pubertad es más difícil y problemático, ya que el cuerpo no se ha desarrollado por completo. ^{[ 13 ]}

La determinación del sexo mediante bioarqueología en esqueletos no es infalible. Los errores de registro y la reorganización de los restos humanos pueden contribuir a dicha identificación errónea.

Las pruebas directas de métodos bioarqueológicos para determinar el sexo de los esqueletos, comparando los nombres con género en las placas de los sarcófagos 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 diferenciados por género pueden dejar marcas en los huesos y ser identificables en el registro arqueológico. Un estudio halló dedos gordos de los pies extremadamente artríticos, 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 diferenciados por género. ^{[ 16 ]} Estos cambios esqueléticos podrían haber sido resultado de que las mujeres pasaran largos períodos arrodilladas moliendo grano con los dedos de los pies curvados hacia adelante. La investigación del género a partir de restos funerarios es de creciente interés para los arqueólogos. ^{[ 17 ]}

Métodos modernos de determinación del sexo

Los avances recientes en métodos bioarqueológicos han introducido técnicas más precisas y estandarizadas para la estimación del sexo, especialmente cuando la conservación del esqueleto es deficiente. Los análisis métricos de la morfología pélvica utilizando herramientas como el método Diagnose Sexuelle Probabiliste (DSP) han alcanzado una precisión superior al 95 % en individuos adultos al analizar el os coxae , utilizando funciones discriminantes basadas en datos de referencia específicos de la población. ^{[ 18 ]} Los análisis morfométricos geométricos de puntos de referencia craneales y pélvicos , particularmente cuando se combinan con clasificadores estadísticos o algoritmos de aprendizaje automático, también han mostrado altas tasas de éxito en la identificación del sexo en muestras tanto forenses como arqueológicas. ^{[ 19 ]} Las técnicas moleculares también se han integrado en la práctica bioarqueológica. La secuenciación de ADN antiguo (aDNA) mediante escopeta permite una determinación del sexo casi perfecta al cuantificar las lecturas de los cromosomas X e Y, lo que resulta especialmente valioso cuando los indicadores osteológicos están ausentes o son ambiguos. ^{[ 20 ]} Cuando la preservación del ADN es insuficiente, la proteómica dental, al detectar péptidos de amelogenina en el esmalte dental, proporciona una alternativa mínimamente destructiva y altamente confiable para la estimación del sexo. ^[²¹^]

Indicadores de estrés no específicos

Indicadores de estrés no específicos dentales

Los indicadores de estrés dental inespecíficos son características presentes en los dientes que reflejan episodios de estrés fisiológico experimentados durante la infancia, especialmente durante el período de formación del esmalte. Se denominan "inespecíficos" porque, si bien señalan la ocurrencia de un evento estresante, no identifican la causa exacta, como por ejemplo si se debió a desnutrición , enfermedad o infección .

El esmalte se forma mediante un proceso llamado amelogénesis , llevado a cabo por células especializadas conocidas como ameloblastos , que producen esmalte en capas sucesivas. Cuando estas células se ven afectadas por estrés sistémico, el proceso de formación del esmalte puede interrumpirse o alterarse, lo que da lugar a defectos visibles del desarrollo. ^{[ 22 ]}^{[ 23 ]}^{[ 24 ]}

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 (HLE); las HLE pueden variar en tamaño desde microscópicas hasta visibles a simple vista. Al examinar el espaciamiento de los surcos de periquimatias (líneas de crecimiento horizontales), se puede estimar la duración del factor estresante, ^{[ 25 ]} aunque Mays argumentó que el ancho de la hipoplasia tiene solo 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 fiable de eventos de salud pasados. Las hipoplasias dentales proporcionan un indicador del estado de salud durante la infancia, cuando se forma el esmalte de la corona dental. La presencia, frecuencia y gravedad de la hipoplasia del esmalte (HE) ofrecen información valiosa sobre las condiciones generales de salud y la aparición de enfermedades o malnutrición . Las tasas elevadas de HE se interpretan a menudo como evidencia de estrés fisiológico generalizado, como hambruna , brotes de enfermedades infecciosas o deficiencias nutricionales prolongadas. ^{[ 26 ]}^{[ 27 ]} Al comparar la prevalencia de indicadores de estrés dental entre diversos grupos, como diferentes clases sociales, regiones geográficas o períodos de tiempo, los bioarqueólogos también pueden inferir disparidades en las condiciones de vida, el acceso a los recursos y la salud general. ^{[ 28 ]}^{[ 29 ]}

No todas las capas de esmalte son visibles en la superficie del diente porque las capas que se forman al inicio del desarrollo de la corona quedan enterradas por capas posteriores. Las hipoplasias en esta parte del diente no se muestran en la superficie. Debido a este esmalte enterrado, los dientes registran los factores de estrés 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 ]} Las hipoplasias superficiales registran factores de estrés que ocurren aproximadamente entre uno y siete años, o hasta 13 años si se incluye el tercer molar. ^{[ 30 ]}

Indicadores de estrés esquelético 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. Se creía que, a medida que el cuerpo intenta compensar los bajos niveles de hierro aumentando la producción de glóbulos rojos en los jóvenes, se desarrollan lesiones en forma de tamiz en las bóvedas craneales (denominadas hiperostosis porótica ) y/o en las órbitas (denominadas cribra orbitalia). Este hueso es esponjoso y blando. ^{[ 4 ]}

Sin embargo, es improbable que la anemia por deficiencia de hierro sea causa de hiperostosis porótica o cribra orbitalia. ^{[ 31 ]} Es más probable que estas afecciones sean resultado de la actividad vascular en estas áreas y es improbable que sean patológicas. El desarrollo de cribra orbitalia e hiperostosis porótica también podría atribuirse a otras causas además de una deficiencia de hierro en la dieta, como la pérdida de nutrientes por parásitos intestinales. No obstante, las deficiencias nutricionales son la causa más probable. ^{[ 32 ]}

La incidencia de anemia puede ser 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, si bien 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 las Edades de Bronce y Hierro , al 15,5 por ciento durante el período Hunnu (2209-1907 AP), la tasa de mujeres con cribra orbitalia se mantuvo prácticamente igual, mientras que la incidencia entre hombres y niños disminuyó (el 29,4 por ciento de la población femenina total, el 5,3 por ciento de la población masculina total y el 25 por ciento de la población juvenil tenían 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 conducen a la muerte. Las tasas más altas de cribia orbitalia entre las hembras pueden indicar un peor estado de salud o una mayor supervivencia de las hembras jóvenes con cribia orbitalia hasta la edad adulta. ^{[ 33 ]}

Líneas Harris

Las líneas de Harris se forman antes de la edad adulta, cuando el crecimiento óseo se detiene o se ralentiza temporalmente debido a algún tipo de estrés (generalmente enfermedad o desnutrición). ^{[ 34 ]} Durante este tiempo, la mineralización ósea continúa, pero el crecimiento no se produce o lo hace a niveles reducidos. Si se supera el factor estresante, el crecimiento óseo se reanuda, lo que da como resultado una línea de mayor densidad mineral visible en una radiografía . ^{[ 32 ]} Si no se elimina el factor estresante, no se forma ninguna línea. ^{[ 35 ]}

En particular, las deficiencias de proteínas y vitaminas , que provocan un retraso en el crecimiento longitudinal del hueso , pueden dar lugar a la formación de líneas de Harris. ^{[ 36 ]} Durante el proceso de crecimiento óseo endocondral , el cese de la actividad osteoblástica produce la deposición de una fina capa de hueso debajo de la capa cartilaginosa , formando potencialmente líneas de Harris. ^{[ 37 ]}^{[ 38 ]} La recuperación posterior, necesaria para la restauración de la actividad osteoblástica , también está implicada en la formación de líneas de Harris. ^{[ 39 ]} Cuando las células cartilaginosas maduras se reactivan, el crecimiento óseo se reanuda, 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 líneas de Harris suele alcanzar su punto máximo en los huesos largos alrededor de los 2-3 años después del nacimiento y se vuelve rara después de los 5 años hasta la edad adulta. Las líneas de Harris se presentan con mayor frecuencia en niños que en niñas. ^{[ 40 ]}

Cabello

La hormona del estrés, el cortisol, se deposita en el cabello a medida que crece. Esto se ha utilizado con éxito para detectar fluctuaciones en los niveles de estrés en la última etapa de la vida de las momias. ^{[ 41 ]}

Indicadores de estrés mecánico y actividad

El análisis de los efectos de las actividades humanas sobre el esqueleto permite al arqueólogo determinar quién realizaba qué tipo de trabajo y cómo se estructuraban las actividades dentro de la sociedad. El trabajo doméstico puede dividirse según el género y la edad, o basarse en otras estructuras sociales. Los restos humanos permiten a los arqueólogos descubrir estos patrones.

Los huesos vivos están sujetos a la ley de Wolff , que establece que los huesos se ven afectados físicamente y se remodelan por la actividad física o la inactividad. ^{[ 42 ]} Los aumentos en el estrés mecánico tienden a producir huesos más gruesos y fuertes. Las alteraciones en la homeostasis causadas por deficiencia nutricional o enfermedad ^{[ 43 ]} o inactividad profunda/desuso/discapacidad pueden conducir a la pérdida ósea. ^{[ 44 ]} 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, ^{[ 45 ]}^{[ 46 ]}^{[ 47 ]} la actividad durante el período de crecimiento adolescente parece ejercer una mayor influencia en el tamaño y la forma de los huesos adultos que el ejercicio en etapas posteriores de la vida. ^{[ 48 ]}

Los puntos de inserción de músculos o ligamentos en los huesos ( entesis ) también se consideran afectados por la carga biomecánica habitual, lo que da lugar a la aparición de diversos cambios entesiales. ^{[ 49 ]}^{[ 50 ]} Estos cambios se utilizan habitualmente en el campo para estudiar los patrones de actividad. ^{[ 51 ]}^{[ 52 ]}^{[ 53 ]} Un amplio conjunto de investigaciones experimentales recientes en animales de laboratorio ^{[ 54 ]}^{[ 55 ]}^{[ 56 ]}^{[ 57 ]}^{[ 58 ]}^{[ 59 ]}^{[ 60 ]} y esqueletos documentados ^{[ 61 ]}^{[ 62 ]}^{[ 63 ]} ha confirmado que el reclutamiento muscular habitual puede afectar significativamente la variación entesial en la morfología tridimensional (3D), especialmente cuando esto se cuantifica en base a enfoques morfométricos repetibles y validados (como por ejemplo VERA 1.0, introducido por primera vez en 2016 ^{[ 64 ]} , y VERA 2.0 ^{[ 54 ]} ). ^{[ 53 ]}^{[ 52 ]}^{[ 65 ]} Por el contrario, investigaciones anteriores que se basan en el uso de métodos tradicionales (sistemas de puntuación visual) han demostrado que los procesos asociados con el envejecimiento pueden tener un mayor impacto que el estrés ocupacional. ^{[ 66 ]}^{[ 67 ]}^{[ 68 ]}^{[ 69 ]}^{[ 70 ]}^{[ 71 ]} También se ha demostrado que los cambios geométricos en la estructura ósea (descritos anteriormente) y los cambios entesiales puntuados difieren en su causa subyacente, y estos últimos se ven poco afectados por la ocupación. ^{[ 72 ]}^{[ 73 ]} Los cambios articulares, incluida la osteoartritis , se han utilizado para inferir ocupaciones, pero en general estos también son manifestaciones del proceso de envejecimiento. ^{[ 51 ]}

Los marcadores de estrés ocupacional, que incluyen cambios morfológicos en el esqueleto y la dentición, así como cambios articulares en ubicaciones específicas, se han utilizado ampliamente para inferir actividades específicas (en lugar de generales). ^{[ 74 ]} Estos marcadores suelen basarse en casos aislados descritos en la literatura clínica de finales del siglo XIX. ^{[ 75 ]} Se ha descubierto que uno de estos marcadores es un indicador fiable del estilo de vida: la exostosis auditiva externa, también llamada oreja de surfista , que es una pequeña protuberancia ósea en el conducto auditivo que se produce en quienes trabajan cerca de agua fría. ^{[ 76 ]}^{[ 77 ]}

Un ejemplo de cómo se han utilizado estos cambios para estudiar actividades es el cementerio africano de Nueva York. Este proporciona evidencia de las brutales condiciones de trabajo bajo las cuales trabajaban los esclavizados; ^{[ 78 ]} la osteoartritis de las vértebras era común incluso entre los jóvenes. El patrón de osteoartritis combinado con la edad temprana de inicio proporciona evidencia de trabajo que resultó en tensión mecánica en el cuello. Un esqueleto masculino muestra lesiones por estrés en el 37 por ciento de 33 inserciones musculares o ligamentosas, lo que muestra 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 variaban según el individuo. Algunos muestran altos niveles de estrés, mientras que otros no. Esto indica la variedad de tipos de trabajo (por ejemplo, doméstico frente a transportar cargas pesadas).

Lesiones y carga de trabajo

Las fracturas óseas ocurridas durante o después de la excavación parecen relativamente recientes, con superficies fracturadas de color blanco y sin signos de erosión. Resulta difícil distinguir entre fracturas ocurridas en el momento de la muerte y fracturas posteriores a la deposición , ya que ambos tipos 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 posteriores a la deposición. ^{[ 13 ]}

La evidencia de fracturas perimortales (o fracturas infligidas a un cadáver reciente) puede distinguirse en las lesiones óseas no curadas causadas por hojas de metal. Los huesos vivos o recién muertos son algo resistentes, por lo que las lesiones óseas causadas por hojas de metal generan un corte lineal con bordes relativamente limpios en lugar de una fragmentación irregular. ^{[ 13 ]} Los arqueólogos han intentado utilizar las marcas de rayado paralelas microscópicas en los huesos cortados para estimar la trayectoria de la hoja que causó la lesión. ^{[ 79 ]}

Dieta y salud dental

La caries dental es causada por la destrucción localizada del esmalte dental, como resultado de los ácidos producidos por bacterias que se alimentan y fermentan los carbohidratos en la boca. ^{[ 80 ]} La agricultura está fuertemente asociada con una tasa de caries más alta que la recolección, debido a los mayores niveles de carbohidratos producidos por la agricultura. ^{[ 35 ]} Por ejemplo, los bioarqueólogos han utilizado caries en esqueletos para correlacionar una dieta de arroz con enfermedades. ^{[ 81 ]} Las mujeres pueden ser más vulnerables a la caries en comparación con los hombres debido a un menor flujo de saliva, la correlación positiva del estrógeno con mayores tasas de caries y debido a los cambios fisiológicos asociados con el embarazo, como la supresión del sistema inmunitario y una posible disminución concomitante de la actividad antimicrobiana en la cavidad oral. ^{[ 82 ]}

Análisis de isótopos estables

La biogeoquímica de isótopos estables utiliza variaciones en las firmas isotópicas y las relaciona con procesos biogeoquímicos. Esta ciencia se basa en el fraccionamiento preferencial de isótopos más ligeros o más pesados, lo que da como resultado firmas isotópicas enriquecidas o empobrecidas en comparación con un valor estándar. Elementos esenciales para la vida, como el carbono, el nitrógeno, el oxígeno y el azufre, son los principales sistemas de isótopos estables que se utilizan para analizar los hallazgos arqueológicos. Las firmas isotópicas de múltiples sistemas se suelen utilizar conjuntamente para obtener una comprensión integral del material analizado. Estos sistemas se utilizan con mayor frecuencia para rastrear el origen geográfico de los restos arqueológicos e investigar la dieta, la movilidad y las prácticas culturales de los humanos antiguos. ^{[ 83 ]}^{[ 84 ]}

Aplicaciones

Carbón

El análisis de isótopos estables de carbono en el colágeno óseo humano permite a los bioarqueólogos llevar a cabo la reconstrucción de la dieta y realizar inferencias nutricionales . Estas firmas químicas reflejan patrones dietéticos a largo plazo, en lugar de una sola comida o festín . Las proporciones isotópicas en los alimentos, especialmente en los alimentos vegetales, se reflejan de forma directa y predecible en la química ósea, ^{[ 85 ]} lo que permite a los investigadores reconstruir parcialmente la dieta reciente utilizando isótopos estables como trazadores. ^{[ 86 ]}^{[ 87 ]} El análisis de isótopos estables monitoriza la proporción de carbono 13 a carbono 12 ( ^13C / ^12C ), que se expresa en partes por mil utilizando la notación delta ( ^δ13C ) . ^{[ 88 ]} La proporción de ^13C y ^12C está empobrecida (más negativa) o enriquecida (más positiva) en relación con un estándar . ^{[ 89 ]}^12C y ^13C se presentan en una proporción aproximada de 98,9 a 1,1. ^{[ 89 ]}

La proporción de isótopos de carbono en los humanos varía según los tipos de plantas digeridas con diferentes vías fotosintéticas . Las tres vías fotosintéticas son la fijación de carbono C3 , la fijación de carbono C4 y el metabolismo ácido de las crasuláceas . Las plantas C4 son principalmente gramíneas de regiones tropicales y subtropicales, y están adaptadas a niveles de radiación más altos que las plantas C3. El maíz , el mijo ^{[ 91 ]} y la caña de azúcar son algunos cultivos C4 bien conocidos, mientras que los árboles y arbustos utilizan la vía C3. ^{[ 92 ]} La fijación de carbono C4 es más eficiente cuando las temperaturas son altas y las concentraciones atmosféricas de CO₂ _son bajas. ^{[ 93 ]} 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 atmosféricas de _CO₂ . ^{[ 92 ]}

Las diferentes vías fotosintéticas utilizadas por las plantas C3 y C4 hacen que discriminen de manera diferente hacia ^{el 13} C, lo que da lugar a rangos de δ ¹³ C claramente diferentes. Las plantas C4 varían entre -9 y -16‰, y las plantas C3 varían entre -22 y -34‰. ^{[ 86 ]} La firma isotópica del colágeno del consumidor es cercana al δ ¹³ C de las plantas de la dieta, mientras que la apatita , un componente mineral de los huesos y los dientes, tiene un desplazamiento de ~14‰ con respecto a las plantas de la dieta debido al fraccionamiento asociado con la formación de minerales. ^{[ 93 ]} Los isótopos estables de carbono se han utilizado como trazadores de plantas C4 en paleodietas. Por ejemplo, el rápido y drástico 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 a maíz) hacia el año 1300 d. C. ^{[ 94 ]}^{[ 95 ]}

Los esqueletos excavados en el cementerio de Coburn Street (1750 a 1827 d. C.) en Ciudad del Cabo , Sudáfrica, fueron analizados mediante datos de isótopos estables para determinar historias geográficas e historias de vida. ^{[ 96 ]} Se asumió 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 ^{[ 97 ]} y el análisis de isótopos estables, combinados con otros datos arqueológicos, parecen respaldar esta suposición.

Según un estudio basado en niveles de isótopos estables, ocho individuos del cementerio de Cobern Street consumieron una dieta basada en plantas C4 (tropicales) durante su infancia, y posteriormente consumieron más plantas C3, más comunes en la zona. Seis de estos individuos presentaban modificaciones dentales similares a las realizadas por poblaciones que habitaban zonas tropicales conocidas por ser objetivo de traficantes de esclavos que traían personas esclavizadas de otras partes de África a la colonia. Con base en esta evidencia, se argumentó que estos individuos representan a personas esclavizadas de zonas de África donde se consumían plantas C4 y que fueron traídas al Cabo como mano de obra. Estos individuos no fueron asignados a una etnia específica, pero modificaciones dentales similares son realizadas por los pueblos Makua , Yao y Marav. Cuatro individuos fueron enterrados sin ajuar funerario , de acuerdo con la tradición musulmana, mirando hacia Signal Hill , un punto de importancia para los musulmanes locales. Sus firmas isotópicas indican que crecieron en un entorno templado consumiendo principalmente plantas C3, pero también algunas C4. El estudio argumentó que estos individuos provenían de la zona del Océano Índico . También sugirió que estos individuos eran musulmanes . Argumentó que el análisis de isótopos estables de los enterramientos, 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. ^{[ 96 ]}

Nitrógeno

El sistema de isótopos estables de nitrógeno se basa en el enriquecimiento/empobrecimiento 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 la proteína dietética, mientras que el carbono puede ser aportado por proteínas, carbohidratos o grasas. ^{[ 98 ]} 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. ^{[ 84 ]}^{[ 99 ]}^{[ 100 ]}¹⁵ N aumenta 3-4% con cada paso trófico ascendente. ^{[ 101 ]}^{[ 102 ]} Se ha sugerido que la diferencia relativa entre los valores de δ ¹⁵ N humanos y los valores de proteína animal se correlaciona con la proporción de esa proteína animal en la dieta, ^{[ 103 ]} aunque esta interpretación ha sido cuestionada debido a puntos de vista contradictorios 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. ^{[ 100 ]}

También se consideran las variaciones en los valores de nitrógeno dentro del mismo nivel trófico. ^{[ 104 ]} 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. ^{[ 104 ]} Se pueden lograr valores de δ ^{15 N enriquecidos o más altos en plantas que crecieron en suelo fertilizado con desechos animales.}^{[ 104 ]} Los isótopos de nitrógeno se han utilizado para estimar las contribuciones relativas de las leguminosas frente a las no leguminosas, así como los recursos terrestres frente a los marinos. ^{[ 101 ]}^{[ 86 ]}^{[ 105 ]} Mientras que otras plantas tienen valores de δ ¹⁵ N que van de 2 a 6‰, ^{[ 101 ]} las leguminosas tienen relaciones ¹⁴ N/ ¹⁵ N más bajas (cercanas a 0‰, es decir N ₂ atmosférico ) porque pueden fijar nitrógeno molecular, en lugar de tener que depender de nitratos y nitritos del suelo . ^{[ 98 ]}^{[ 104 ]} 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 consumen. Los valores de ¹⁵ N aumentan con el consumo de carne y disminuyen con el consumo de legumbres. 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 dado, que está enriquecido/empobrecido con respecto a un estándar. El campo normalmente se normaliza tanto con respecto al Agua Oceánica Media Estándar de Viena ( VSMOW ) como a la Precipitación Antártica Ligera Estándar (SLAP). ^{[ 106 ]} Este sistema es famoso por su uso en estudios paleoclimáticos, pero también es una fuente importante de información en bioarqueología.

Las variaciones en los valores de δ ¹⁸ O en restos esqueléticos 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. ^{[ 106 ]} Los valores de δ ¹⁸ O de las fuentes de agua dulce para beber varían debido a fraccionamientos de masa relacionados con los mecanismos del ciclo global del agua. ^{[ 107 ]} 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 está empobrecida en ¹⁶ O (isotópicamente más pesada; valor delta más positivo). ^{[ 106 ]}^{[ 107 ]} Una aproximación de primer orden aceptada para la composición isotópica del agua de bebida animal es la precipitación local, aunque esto se complica en diversos grados por fuentes de agua confusas como manantiales naturales o lagos. ^{[ 106 ]}^{El δ 18} O de referencia utilizado en estudios arqueológicos se modifica dependiendo del contexto ambiental e histórico relevante. ^{[ 106 ]}

Se supone que los valores de δ¹⁸O de ^la bioapatita en restos óseos humanos se formaron en equilibrio con el agua corporal, lo que proporciona una relación específica de la especie con la composición isotópica del oxígeno del agua corporal. ^{[ 108 ]} No se puede decir lo mismo del colágeno óseo humano, ya que los valores de δ¹⁸O ^{en el colágeno parecen verse afectados por el agua potable, el agua de los alimentos y una combinación de procesos metabólicos y fisiológicos. [ 109 ] Los valores de δ¹⁸O}^de los ^{minerales óseos son} esencialmente una firma isotópica promedio a lo largo de toda la vida del individuo. ^[¹¹⁰^]

Si bien 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 bebida, ^{[ 111 ]} la cría de animales, ^{[ 112 ]} y rastrear la movilidad. ^{[ 113 ]} Se estudiaron 97 entierros de la antigua ciudadela maya de Tikal utilizando isótopos de oxígeno. ^{[ 114 ]} Los resultados del esmalte dental identificaron individuos estadísticamente diferentes, interpretados como individuos de las tierras bajas mayas, Guatemala y potencialmente México . ^{[ 114 ]} El contexto histórico combinado con datos isotópicos de los entierros se utilizó para argumentar que los individuos migrantes eran parte de clases sociales bajas y altas dentro de Tikal. ^{[ 114 ]} Las mujeres migrantes que llegaron a Tikal durante el período Clásico Temprano podrían haber sido las novias de la élite maya. ^{[ 114 ]}

Azufre

El sistema de isótopos estables de azufre se basa en fraccionamientos pequeños y dependientes de la masa de los isótopos de azufre. Estos fraccionamientos se informan en relación con la troilita de Canyon Diablo (V-CDT), el estándar acordado. La relación 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 usa con menos frecuencia por sí solo y generalmente complementa los estudios de carbono y nitrógeno. ^{[ 115 ]}^{[ 116 ]} En bioarqueología, el sistema de azufre se ha utilizado para investigar paleodietas y comportamientos espaciales a través del análisis de colágeno de cabello y hueso. ^{[ 117 ]} 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 δ³⁴S ^de la metionina reflejan mejor las composiciones isotópicas del azufre dietético, ya que los valores de la cisteína se ven afectados por la dieta y el ciclo interno. ^{[ 117 ]} Mientras que otros sistemas de isótopos estables presentan cambios tróficos significativos , el azufre muestra solo un pequeño cambio (~0,5‰). ^{[ 117 ]}

Los consumidores producen firmas isotópicas que reflejan el reservorio o 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‰, ^{[ 94 ]}^{[ 117 ]}^{[ 118 ]} las plantas terrestres varían de -7‰ a +8‰, mientras que las proteínas de ecosistemas de agua dulce y terrestres son altamente variables. ^{[ 115 ]} El contenido de sulfato del océano moderno está bien mezclado con un δ ³⁴ S de aproximadamente +21‰, ^{[ 119 ]} mientras que el agua de río está fuertemente influenciada por los minerales que contienen azufre en el lecho rocoso circundante y las plantas terrestres están influenciadas por el contenido de azufre de los suelos locales. ^{[ 115 ]}^{[ 117 ]} Los ecosistemas estuarinos tienen una mayor complejidad debido a los aportes de agua de mar y ríos. ^{[ 115 ]}^{[ 117 ]} El rango extremo de valores de δ ³⁴ S para los ecosistemas de agua dulce a menudo interfiere con las señales terrestres, lo que dificulta el uso del sistema de azufre como única herramienta en los estudios de paleodieta. ^{[ 115 ]}

Diversos estudios han analizado las proporciones isotópicas del azufre en cabello momificado. ^{[ 120 ]}^{[ 121 ]}^{[ 122 ]} El cabello es un buen candidato para estudios de azufre, ya que normalmente contiene al menos un 5 % de azufre elemental. ^{[ 117 ]} Un estudio incorporó proporciones de isótopos de azufre en su investigación paleodietética de cuatro niños momificados víctimas de prácticas sacrificiales incas . ^{[ 123 ]} Los valores de δ ³⁴ S les ayudaron a concluir que los niños no habían estado comiendo proteína marina antes de su muerte. La información histórica junto con firmas de azufre consistentes para tres de los niños sugiere que estaban viviendo en el mismo lugar 6 meses antes del sacrificio. ^{[ 123 ]} Se han medido los valores de δ ³⁴ S del colágeno óseo, aunque la interpretación de estos valores no fue fiable hasta que se publicaron los criterios de calidad en 2009. ^{[ 124 ]}^{Aunque el colágeno óseo es abundante en los restos esqueléticos, menos del 1 % del tejido está compuesto de azufre, lo que hace imperativo que estos estudios evalúen cuidadosamente el significado de los valores de δ 34} S del colágeno óseo . ^{[ 117 ]}

ADN

El análisis de ADN de poblaciones pasadas se utiliza para determinar genéticamente el sexo, determinar el parentesco genético, comprender los patrones matrimoniales e investigar la migración prehistórica. ^{[ 125 ]}

En 2012, los arqueólogos hallaron restos óseos de un hombre adulto. Estaba enterrado bajo un aparcamiento en Inglaterra. Las pruebas de ADN permitieron a los arqueólogos confirmar que los restos pertenecían a Ricardo III , el antiguo rey de Inglaterra que murió en la batalla de Bosworth . ^{[ 126 ]}

En 2021, investigadores canadienses analizaron restos óseos hallados en la isla King William , identificándolos como pertenecientes al suboficial John Gregory , ingeniero a bordo del HMS Erebus durante la desafortunada expedición de Franklin de 1845. Fue el primer miembro de la expedición identificado mediante análisis de ADN. ^{[ 127 ]}

Análisis de distancia biológica

El análisis de distancia biológica (también llamado análisis de biodistancia) es un método utilizado para evaluar las relaciones genéticas entre individuos y grupos humanos del pasado en contextos arqueológicos mediante el examen de rasgos esqueléticos, en particular características métricas y no métricas del cráneo y la dentición . Al cuantificar las similitudes y diferencias biológicas, este enfoque proporciona información sobre la estructura poblacional de las sociedades antiguas, incluyendo patrones de migración, parentesco y residencia postmatrimonial. Se emplea con frecuencia cuando la conservación del ADN antiguo (aDNA) es deficiente o cuando el muestreo destructivo no es posible debido a restricciones curatoriales o éticas. Aunque menos preciso que el análisis de aDNA, el análisis de biodistancia sigue siendo una herramienta clave en la investigación bioarqueológica, complementando otras evidencias moleculares, isotópicas y de cultura material. ^{[ 128 ]}^{[ 129 ]}^{[ 130 ]}^{[ 131 ]}

bioarqueología biocultural

El estudio de restos humanos puede esclarecer la relación entre los cuerpos físicos y las condiciones y prácticas socioculturales, a través de un modelo bioarqueológico biocultural . ^{[ 132 ]} La bioarqueología se considera típicamente una disciplina positivista y basada en la ciencia, mientras que las ciencias sociales se consideran constructivistas . La bioarqueología ha sido criticada por su escasa o nula preocupación por la cultura o la historia. Un académico argumentó que la investigación científica/forense ignora los factores culturales/históricos. Propuso que una versión biocultural de la bioarqueología ofrecía una visión más significativa, matizada y relevante, especialmente para las poblaciones de ascendencia. ^{[ 133 ]}^{[ 134 ]}

La bioarqueología biocultural combina técnicas forenses convencionales con investigaciones demográficas y epidemiológicas para evaluar las condiciones socioeconómicas de las comunidades humanas. Por ejemplo, el análisis de los ajuares funerarios puede contribuir a una mejor comprensión de las actividades cotidianas.

Algunos bioarqueólogos consideran que esta disciplina constituye una interfaz crucial entre la ciencia y las humanidades, ya que el cuerpo humano se construye y se reconstruye mediante factores tanto biológicos como culturales. ^{[ 135 ]}

Otro tipo de bioarqueología se centra en la calidad de vida, el estilo de vida, el comportamiento, el parentesco biológico y la historia de la población. ^{[ 136 ]}^{[ 137 ]}^{[ 138 ]} No vincula estrechamente los restos óseos con su contexto arqueológico y puede considerarse mejor como una "biología esquelética del pasado". ^{[ 139 ]}

Las desigualdades existen en todas las sociedades humanas. ^{[ 140 ]} La bioarqueología ha ayudado a disipar la idea de que la vida de los cazadores-recolectores del pasado era "desagradable, brutal y corta"; los estudios bioarqueológicos informaron que los cazadores-recolectores del pasado solían ser saludables, mientras que las sociedades agrícolas tendían a tener una mayor incidencia de desnutrición y enfermedades. ^{[ 141 ]} Un estudio comparó a los cazadores-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. ^{[ 142 ]}

Danforth argumenta que las sociedades estatales más "complejas" muestran mayores diferencias de salud entre las élites y el resto de la sociedad, con ventaja para las élites, y que esta disparidad aumenta a medida que las sociedades se vuelven más desiguales. Algunas diferencias de estatus en la sociedad no implican necesariamente niveles nutricionales radicalmente diferentes; Powell no encontró evidencia de grandes diferencias nutricionales entre las élites y la gente común, pero sí encontró tasas más bajas de anemia entre las élites en Moundville. ^{[ 143 ]}

Un área de creciente interés en la comprensión de la desigualdad es el estudio de la violencia . ^{[ 144 ]} Investigadores que analizan 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. ^{[ 145 ]}^{[ 146 ]}^{[ 147 ]} Numerosos investigadores estudian la violencia en restos humanos, explorando el comportamiento violento, incluyendo la violencia de pareja , ^{[ 148 ]} el abuso infantil , ^{[ 149 ]} el abuso institucional , ^{[ 150 ]} la tortura , ^{[ 151 ]}^{[ 152 ]} la guerra , ^{[ 153 ]}^{[ 154 ]} el sacrificio humano , ^{[ 155 ]}^{[ 156 ]} y la violencia estructural . ^{[ 157 ]}^{[ 158 ]}

Ética

Las cuestiones éticas en bioarqueología giran en torno al trato y el respeto por los muertos. ^{[ 4 ]}^{[ 159 ]} Las primeras colecciones de esqueletos a gran escala se acumularon en Estados Unidos en el siglo XIX, principalmente restos de nativos americanos . Los familiares sobrevivientes no otorgaron permiso para su estudio y exhibición. Leyes federales como la NAGPRA (Ley de Protección y Repatriación de Tumbas de Nativos Americanos) de 1990 permitieron a los nativos americanos recuperar el control sobre los restos de sus ancestros y los artefactos asociados.

Muchos arqueólogos no se dieron cuenta de que muchas personas los perciben como improductivos y/o saqueadores de tumbas . ^{[ 160 ]} Las preocupaciones sobre el maltrato de los restos no son infundadas: en una excavación de Minnesota en 1971, los restos de blancos y nativos americanos recibieron un trato diferente; los blancos fueron enterrados de nuevo, mientras que los nativos americanos fueron trasladados a un museo de historia natural . ^{[ 160 ]} La bioarqueología afroamericana creció después de la NAGPRA y su efecto de poner fin al estudio de los restos de los nativos americanos. ^{[ 133 ]}

La bioarqueología en Europa no se vio tan afectada por los problemas de repatriación. ^{[ 4 ]} Sin embargo, debido a que gran parte de la arqueología europea se ha centrado en las raíces clásicas, se ha hecho hincapié en los artefactos y el arte, y los restos óseos romanos y postromanos fueron prácticamente ignorados hasta la década de 1980. En la arqueología prehistórica europea, los restos biológicos comenzaron a analizarse antes que en la arqueología clásica.

Si bien los enfoques éticos para la excavación y el análisis de restos humanos físicos han recibido considerable atención, el diálogo profesional y académico sobre cómo registrar, compartir y exhibir adecuadamente los restos humanos en el ámbito digital está menos desarrollado. Aunque las tecnologías digitales para registrar y analizar restos humanos son cada vez más accesibles, la justificación de dicho registro y análisis es esencial; por ejemplo, el escaneo 3D realizado simplemente porque es posible resulta inapropiado e irrespetuoso con el difunto. ^{[ 161 ]}^{[ 162 ]}

Véase también

Referencias

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Enlaces externos

Organizaciones

Asociación Estadounidense de Antropólogos Físicos
Sección de Antropología Biológica de la Asociación Antropológica Americana
Asociación Británica de Antropólogos Biológicos y Osteoarqueólogos
Asociación Canadiense de Antropología Física

Revistas

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Con tecnología del blog de Osteons
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