2 Analiza izotopică
Cercetători precum Michael DeNiro, Margaret Schoeninger, Stanley Ambrose și alții au introdus pentru prima dată analiza izotopică stabilă ușoară în antropologie la sfârșitul anilor 1970 și începutul anilor 1980, ca o modalitate de a reconstrui dieta în rămășițele umane arheologice. Studiile de hrănire controlată a șobolanilor (Ambrose și Norr, 1993; Jim et al., 2004), a animalelor (Tieszen et al., 1983; Warinner și Tuross, 2009) și a voluntarilor umani (Fuller et al., 2004) au pus bazele pe care bioarheologii au putut estima în mod direct semnătura izotopică a principalelor clase de resurse alimentare care au compus dietele individuale. Mai degrabă decât să suplinească dovezile indirecte ale dietei, cum ar fi polenul și resturile macrobotanice, ansamblurile de faună și ustensilele de gătit din ceramică, caracterizarea izotopilor stabili ai carbonului (δ13C) și azotului (δ15N) în substraturile de țesuturi dure a permis bioarheologilor să situeze mai direct popoarele antice în cadrul rețelelor alimentare locale (Schoeninger, 2014; Schwarcz și Schoeninger, 2012). De asemenea, a permis cercetătorilor să caracterizeze mai bine rețelele de schimb regionale și pe distanțe lungi și să documenteze răspândirea schimbărilor de subzistență în timp și spațiu (Hastorf, 1990; Lightfoot et al., 2012; Tykot și Staller, 2002).
Această ultimă aplicație a fost întărită de introducerea în antropologie a analizei izotopilor stabili de oxigen (δ18O) în aceeași perioadă de timp. Încorporarea analizei izotopilor grei, și anume a stronțiului radiogenic (87Sr/86Sr) și a plumbului (206Pb/204Pb, 207Pb/204Pb, 208Pb/204Pb) câțiva ani mai târziu a avansat, de asemenea, aceste investigații (Gale și Stos-Gale, 1989; Price et al., 1994). Acești parametri izotopici suplimentari au permis cercetătorilor să estimeze regiunile geologice și climatele în care trăiau indivizii în diferite momente ale vieții lor (Sealy et al., 1995). Astfel, bioarheologii pot interpreta mai bine variația alimentară în cadrul indivizilor și al seriilor de schelete (Richards et al., 2003), pot reconstitui mișcările turmelor de animale domestice (Oelze et al., 2011; Szpak et al., 2016) și pot înțelege mai bine circulația oamenilor și a bunurilor în cadrul sistemelor antice de schimb (Toyne et al., 2014; White et al., 2004; Wright, 2012). Aceste cercetări nu au avansat fără critici și dezbateri semnificative, dar aceste provocări i-au încurajat pe cercetători să abordeze probleme mai specifice legate de condițiile de mediu, conservarea și complexitatea rutelor izotopice în timpul formării țesuturilor (Lee-Thorp, 2008; Sillen et al., 1989; Szostek, 2009).
Multe studii au abordat efectele patologiei sistematice asupra valorilor izotopice din țesuturile scheletice, cu implicații pentru paleopatologie. Un exemplu excelent al acestei perspective este recenzia critică a lui Reitsema (2013) privind cercetarea izotopică în biologia umană, biomedicina, primatologia și alte domenii conexe, în care valorile δ13C și δ15N ale țesuturilor sunt utilizate pentru a deduce procesele metabolice alterate legate de boală și malnutriție. Un număr special recent al revistei Bioarchaeology International promovează această discuție despre „o nouă frontieră a „sănătății” în cercetarea izotopică” (Reitsema și Holder, 2018: 63), la fel ca și recentul atelier internațional „Paleodiet meets Paleopathology”, menit să „introducă oficial” cele două discipline (López-Costas et al., 2015).
Cercetarea experimentală a contribuit, de asemenea, în mod semnificativ la combinarea izotopilor și a paleopatologiei. De exemplu, un studiu de hrănire controlată la șobolani (Robertson et al., 2014) indică faptul că o sărăcire combinată a apatitei de carbonat osos δ13C și o îmbogățire a colagenului osos δ15N poate reflecta catabolismul grăsimii corporale și al țesuturilor slabe provocat de malnutriția severă sau prelungită cu macronutrienți.
Aceste constatări se fac ecoul unor studii similare ale δ15N la păsări (Hobson et al., 1993) și la o varietate de alte animale. Ele corespund, de asemenea, cu lucrările lui Fuller și ale colegilor (2005) care au demonstrat valori δ15N crescute la femeile însărcinate care se confruntă cu stresul nutrițional asociat cu hyperemesis gravidarum (boală severă de sarcină), precum și cu lucrările lui Katzenberg și Lovell (1999) asupra unor indivizi moderni despre care se știe că au murit din cauza bolilor de epuizare. Un efort viitor fascinant identificat de Britton (2017) este aplicarea analizei izotopice pentru investigarea mai precisă a evoluției și variației microbiomului uman prin potențialul său unic de a reconstrui ecologia culturală umană în antichitate.
Un domeniu de cercetare în care rapoartele izotopice au fost folosite de mult timp pentru a deduce modele de stres fiziologic se referă la alăptare, suplimentarea și înțărcarea la sugari și copii mici. Rămășițele sugarilor și ale subadulților tineri prezintă valori δ15N și δ18O îmbogățite cu 1-3‰ în raport cu țesuturile subadulților mai în vârstă și ale adulților (Bocherens și Drucker, 2003; Jenkins et al., 2001). Acest lucru reflectă consumul de lapte matern de către subadulți; sugarii care alăptează exclusiv la sân sunt, în esență, carnivore apex, încorporând raporturile izotopice din țesuturile materne și apa din corpul lor. La aproximativ șase luni de vârstă postnatală, sugarii au nevoie de surse de hrană suplimentare și sunt suplimentați cu alte alimente și lichide, deși pot continua să consume lapte matern timp de luni sau ani de zile. Introducerea alimentelor suplimentare și eventuala încetare a alăptării la sân determină adesea modificări ale δ13C tisular și scăderi ale δ15N tisular, pe măsură ce dieta devine mai asemănătoare cu cea a copiilor mai mari (Turner et al., 2017) și/sau a adulților (Balasse et al., 2001; Katzenberg, 1993; Katzenberg et al., 1996). În mod similar, schimbările în consumul de apă legate de suplimentarea cu alte lichide decât laptele matern și eventuala încetare a consumului de lapte matern pot duce la scăderi ale δ18O tisular (Wright și Schwarcz, 1998, 1999). Este important faptul că smalțul dentar și dentina primară sunt inerte din punct de vedere metabolic după formarea coroanei, ceea ce înseamnă că tendințele de înțărcare pot fi studiate la indivizi, indiferent de vârsta lor la deces.
Dieta sugarului și a sugarului înțărcat este recunoscută pe scară largă ca fiind o variabilă de importanță critică în ceea ce privește rezultatele de sănătate pe termen scurt și lung (Oddy, 2002), în timp ce momentul suplimentării și al încetării alăptării și compoziția alimentelor de înțărcare sunt, de asemenea, variabile relevante în toate culturile umane (McDade și Worthman, 1998). Tranzițiile de la începutul vieții pot produce un stres biologic semnificativ asupra sugarilor pe măsură ce dietele lor evoluează; sistemele lor imunitare în curs de dezvoltare trebuie să facă față unui aflux de microbi în noile alimente și lichide și nu mai beneficiază de imunitate pasivă odată ce sunt înțărcați din laptele matern. Studiile izotopice ale populațiilor arheologice au demonstrat schimbări în δ13C și δ 15N care au permis cercetătorilor să estimeze momentul și natura alimentelor suplimentare introduse (Dupras și Tocheri, 2007; Herring și colab., 1998; Katzenberg și colab, 1996; Schurr, 1997).
Cu toate acestea, o contribuție semnificativă a analizei izotopice în estimarea momentului suplimentării și înțărcării constă în lipsa unei asocieri clare între modificările rapoartelor izotopice din colagenul osos sau dentinar și apariția LEH în smalțul dinților permanenți. În esență, procesele separate de suplimentare și înțărcare sunt variabile și este posibil să nu aibă efecte negative asupra sănătății sugarului și copilului (Katzenberg et al., 1996). Mai recent, Garland et al. (2018) au efectuat o analiză integrată a microdefectelor smalțului și a colagenului dentinar incremental δ13C și δ15N în rândul persoanelor din perioada colonială spaniolă de pe coasta Georgiei. Rezultatele lor indică o asociere între defectele smalțului, scăderea δ15N și creșterea ușoară a δ13C de la 2,5 la 4,5 ani, pe care autorii o atribuie stresului provocat de înțărcare și dependenței de porumb și alimente marine. În Țările de Jos, Waters-Rist și Hoogland (2018) au găsit asocieri semnificative între colagenul δ13C și δ15N și semnele scheletice de rahitism la persoanele care au murit înainte de vârsta de 7 ani, dar nu și la cele care au murit mai târziu, sugerând un rol important al alimentației în copilărie și în copilăria timpurie pentru formarea rahitismului. Aceste studii subliniază potențialul studiilor izotopice și paleopatologice împerecheate pentru a explora natura variabilă a stresului asociat cu procesele din primii ani de viață în diferite contexte culturale și temporale, precum și potențialele efecte în aval ale acestor procese de-a lungul vieții.
Discuția precedentă evidențiază pe scurt contribuția importantă pe care o pot avea analizele izotopilor ușori și grei la studiile de paleopatologie. Această contribuție este cu atât mai relevantă în contexte culturale în care înregistrările scrise sunt rare, nesigure sau inexistente, în care deplasările și schimburile între regiuni erau frecvente, în care ecologiile locale de subzistență și de boală sunt foarte variabile, iar societățile erau extrem de complexe. Anzii Centrali se încadrează în toate aceste criterii, ceea ce înseamnă că interpretarea sănătății, a stresului și a bunăstării în antichitatea andină se bazează pe evaluări independente ale dietei și ale provenienței geologice și ecologice. Folosind o abordare meta-date pentru a examina cercetările anterioare, oferim o explorare detaliată a tendințelor de publicare în bioarheologia Anzilor Centrali, axată pe caracterizarea rapoartelor izotopice în țesuturile umane arheologice. În discutarea rezultatelor acestei analize, evidențiem, de asemenea, studiile izotopice care au examinat în mod explicit relațiile dintre rapoartele izotopice și condițiile patologice. În cele din urmă, folosim această perspectivă ca o trambulină nu numai pentru a evalua impactul analizelor izotopice în bioarheologia din Anzii Centrali, ci și pentru a face recomandări cu privire la modul în care studiile viitoare ar putea fi încadrate pentru aplicații în paleopatologie.
.