2 Análisis de isótopos
Investigadores como Michael DeNiro, Margaret Schoeninger, Stanley Ambrose y otros introdujeron por primera vez el análisis de isótopos estables ligeros en la antropología a finales de la década de 1970 y principios de la de 1980 como una forma de reconstruir la dieta en los restos humanos arqueológicos. Los estudios de alimentación controlada de ratas (Ambrose y Norr, 1993; Jim et al., 2004), ganado (Tieszen et al., 1983; Warinner y Tuross, 2009) y voluntarios humanos (Fuller et al., 2004) sentaron una base sobre la que los bioarqueólogos pudieron estimar directamente la firma isotópica de las principales clases de recursos alimentarios que componían las dietas individuales. En lugar de sustituir las pruebas indirectas de la dieta, como los restos de polen y macrobotánicos, los conjuntos faunísticos y los utensilios de cocina de cerámica, la caracterización de los isótopos estables del carbono (δ13C) y el nitrógeno (δ15N) en los sustratos de tejidos duros ha permitido a los bioarqueólogos situar a los pueblos antiguos en las redes alimentarias locales de forma más directa (Schoeninger, 2014; Schwarcz y Schoeninger, 2012). También ha permitido a los investigadores caracterizar mejor las redes de intercambio regionales y de larga distancia y documentar la propagación de los cambios de subsistencia a través del tiempo y el espacio (Hastorf, 1990; Lightfoot et al., 2012; Tykot y Staller, 2002).
Esta última aplicación se vio reforzada por la introducción en la antropología del análisis de isótopos estables de oxígeno (δ18O) durante el mismo período de tiempo. La incorporación del análisis de isótopos pesados, concretamente del estroncio radiogénico (87Sr/86Sr) y del plomo (206Pb/204Pb, 207Pb/204Pb, 208Pb/204Pb) unos años más tarde también hizo avanzar estas investigaciones (Gale y Stos-Gale, 1989; Price et al., 1994). Estos parámetros isotópicos adicionales permitieron a los investigadores estimar las regiones geológicas y los climas donde vivían los individuos en diferentes momentos de su vida (Sealy et al., 1995). De este modo, los bioarqueólogos pueden interpretar mejor la variación dietética dentro de los individuos y las series de esqueletos (Richards et al., 2003), reconstruir los movimientos de los rebaños de ganado domesticado (Oelze et al., 2011; Szpak et al., 2016) y comprender mejor los movimientos de personas y bienes en los antiguos sistemas de intercambio (Toyne et al., 2014; White et al., 2004; Wright, 2012). Esta investigación no ha avanzado sin importantes críticas y debates, pero estos retos han animado a los investigadores a abordar cuestiones más específicas de las condiciones ambientales, la preservación y las complejidades del encaminamiento de los isótopos durante la formación de los tejidos (Lee-Thorp, 2008; Sillen et al., 1989; Szostek, 2009).
Múltiples estudios han abordado los efectos de la patología sistemática en los valores isotópicos de los tejidos esqueléticos, con implicaciones para la paleopatología. Un excelente ejemplo de esta perspectiva es la revisión crítica de Reitsema (2013) sobre la investigación isotópica en biología humana, biomedicina, primatología y campos relacionados, donde los valores δ13C y δ15N de los tejidos se utilizan para inferir procesos metabólicos alterados relacionados con la enfermedad y la malnutrición. Un reciente número especial de Bioarchaeology International fomenta este debate sobre «una nueva frontera «sanitaria» en la investigación isotópica» (Reitsema y Holder, 2018: 63), al igual que el reciente taller internacional «Paleodiet meets Paleopathology» destinado a «introducir oficialmente» las dos disciplinas (López-Costas et al., 2015).
La investigación experimental también ha contribuido significativamente a combinar la isotopía y la paleopatología. Por ejemplo, un estudio de alimentación controlada en ratas (Robertson et al., 2014) indica que un agotamiento combinado en el apatito de carbonato óseo δ13C y un enriquecimiento en el colágeno óseo δ15N puede reflejar el catabolismo de la grasa corporal y los tejidos magros provocado por una desnutrición severa o prolongada de macronutrientes.
Estos hallazgos se hacen eco de estudios similares de δ15N en aves (Hobson et al., 1993) y una variedad de otros animales. También se corresponden con el trabajo de Fuller y sus colegas (2005) que demostró un aumento de los valores de δ15N en mujeres embarazadas que experimentaban un estrés nutricional asociado a la hiperémesis gravídica (enfermedad grave del embarazo), y el trabajo de Katzenberg y Lovell (1999) sobre individuos modernos que se sabe que han muerto de enfermedades de desgaste. Un fascinante esfuerzo futuro identificado por Britton (2017) es la aplicación del análisis de isótopos para investigar con mayor precisión la evolución y la variación del microbioma humano a través de su potencial único para reconstruir la ecología cultural humana en la antigüedad.
Un área de investigación en la que las proporciones de isótopos se han utilizado durante mucho tiempo para inferir patrones de estrés fisiológico se relaciona con la lactancia materna, la suplementación y el destete en bebés y niños pequeños. Los restos de bebés y subadultos jóvenes muestran valores de δ15N y δ18O enriquecidos en un 1-3‰ en relación con los tejidos de subadultos mayores y adultos (Bocherens y Drucker, 2003; Jenkins et al., 2001). Esto refleja el consumo de leche materna por parte de los subadultos; los bebés que se alimentan exclusivamente de leche materna son, en esencia, carnívoros del ápice, que incorporan las relaciones isotópicas de sus tejidos maternos y del agua corporal. Aproximadamente a los seis meses de edad postnatal, los lactantes necesitan fuentes de alimentación adicionales y se complementan con otros alimentos y líquidos, aunque pueden seguir consumiendo leche materna durante meses o años. La introducción de alimentos suplementarios, y el eventual cese de la lactancia materna, a menudo dan lugar a cambios en el δ13C de los tejidos y a disminuciones en el δ15N de los tejidos a medida que la dieta se asemeja más a la de los niños mayores (Turner et al., 2017) y/o los adultos (Balasse et al., 2001; Katzenberg, 1993; Katzenberg et al., 1996). Del mismo modo, los cambios en el consumo de agua relacionados con la suplementación con líquidos distintos de la leche materna, y el eventual cese del consumo de leche materna, pueden dar lugar a disminuciones en el δ18O de los tejidos (Wright y Schwarcz, 1998, 1999). Es importante destacar que el hecho de que el esmalte dental y la dentina primaria sean metabólicamente inertes después de la formación de la corona significa que las tendencias de destete pueden estudiarse en los individuos independientemente de su edad en el momento de la muerte.
Las dietas de los bebés y destetes son ampliamente reconocidas como variables de importancia crítica en los resultados de salud a corto y largo plazo (Oddy, 2002), mientras que el momento de la suplementación y el cese de la lactancia materna y la composición de los alimentos de destete son también variables relevantes en todas las culturas humanas (McDade y Worthman, 1998). Las transiciones tempranas de la vida pueden producir un estrés biológico significativo en los bebés a medida que su dieta evoluciona; sus sistemas inmunitarios en desarrollo deben hacer frente a la afluencia de microbios en los nuevos alimentos y líquidos y ya no se benefician de la inmunidad pasiva una vez que son destetados de la leche materna. Los estudios isotópicos de poblaciones arqueológicas han demostrado cambios en δ13C y δ 15N que han permitido a los investigadores estimar el momento y la naturaleza de los alimentos suplementarios introducidos (Dupras y Tocheri, 2007; Herring et al., 1998; Katzenberg et al., 1996; Schurr, 1997).
Sin embargo, una contribución significativa del análisis de isótopos en la estimación del momento de la suplementación y el destete está en su falta de una clara asociación entre los cambios en las proporciones de isótopos del hueso o del colágeno de la dentina y la aparición de LEH en el esmalte de los dientes permanentes. En esencia, los procesos separados de suplementación y destete son variables y pueden no tener efectos adversos en la salud del lactante y del niño (Katzenberg et al., 1996). Más recientemente, Garland et al. (2018) realizaron un análisis integrado de los microdefectos del esmalte y del colágeno incremental de la dentina δ13C y δ15N entre los individuos del período colonial español de la costa de Georgia. Sus resultados indican una asociación entre los defectos del esmalte, la disminución de δ15N y el ligero aumento de δ13C de 2,5 a 4,5 años de edad, que los autores atribuyen al estrés del destete y la dependencia del maíz y los alimentos marinos. En los Países Bajos, Waters-Rist y Hoogland (2018) encontraron asociaciones significativas entre el colágeno δ13C y δ15N y los signos esqueléticos de raquitismo entre los individuos que murieron antes de los 7 años de edad, pero no los que murieron más tarde, lo que sugiere un importante papel de la dieta en la infancia y la primera infancia para la formación del raquitismo. Estos estudios subrayan el potencial de los estudios isotópicos y paleopatológicos emparejados para explorar la naturaleza variable de las tensiones asociadas con los procesos de la vida temprana en diferentes contextos culturales y temporales, y los posibles efectos posteriores de estos procesos a lo largo de la vida.
La discusión anterior destaca brevemente la importante contribución que los análisis de isótopos ligeros y pesados pueden hacer a los estudios de paleopatología. Esta contribución es aún más relevante en contextos culturales en los que los registros escritos son escasos, poco fiables o inexistentes, en los que los movimientos e intercambios entre regiones eran comunes, en los que la subsistencia local y las ecologías de las enfermedades son muy variables y las sociedades eran muy complejas. Los Andes Centrales cumplen con todos estos criterios, lo que significa que la interpretación de la salud, el estrés y el bienestar en la antigüedad andina depende de evaluaciones independientes de la dieta y de la procedencia geológica y ecológica. Utilizando un enfoque de metadatos para examinar las investigaciones pasadas, ofrecemos una exploración detallada de las tendencias de publicación en la bioarqueología de los Andes Centrales, centrada en la caracterización de las proporciones isotópicas en los tejidos humanos arqueológicos. Al discutir los resultados de este análisis, también destacamos los estudios isotópicos que han examinado explícitamente las relaciones entre las proporciones isotópicas y las condiciones patológicas. Finalmente, usamos esta perspectiva como un trampolín no sólo para evaluar el impacto de los análisis isotópicos en la bioarqueología de los Andes Centrales, sino también para hacer recomendaciones sobre cómo los estudios futuros podrían ser enmarcados para aplicaciones en paleopatología.