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ANTHROPOGENIC VERSUS NATURAL CONTROL ON TRACE ELEMENT

Anthropogenic versus natural control on trace element and Sr–Nd–Pb isotope stratigraphy in peat sedimentsof southeast Florida (USA), 1500 AD to present
George D. Kamenov a,*, Mark Brenner a,b, Jaimie L. Tucker a
a Department of Geological Sciences, University of Florida, Gainesville, Florida, FL 32611, USA
b Land Use and Environmental Change Institute (LUECI), University of Florida, Gainesville, Florida, FL 32611, USA
Received 2 September 2008; accepted in revised form 18 March 2009; available online 26 March 2009


Abstract

Analysis of a well-dated peat core from Blue Cypress Marsh (BCM) provides a detailed record of natural and anthropogenic factors that controlled the geochemical cycles of a number of trace elements in Florida over the last five centuries. The trace elements were divided into ‘‘natural” and ‘‘anthropogenic” groups using concentration trends from the bottom to the top of the core. The ‘‘natural” group includes Li, Sc, Cr, Co, Ga, Ge, Zr, Nb, Cs, Ba, Hf, Y, Ta, Th, and REE (Rare Earth Elements). These elements show similar concentrations throughout the core, indicating that changes in human activities after European arrival in the ‘‘New World” did not affect their geochemical cycles. The ‘‘anthropogenic” group includes Pb, Cu, Zn, V, Sb, Sn, Bi, and Cd. Upcore enrichment of these elements indicates enhancement by anthropogenic activities. From the early 1500s to present, fluxes of the ‘‘anthropogenic” metals to the marsh increased significantly, with modern accumulation rates several-fold (e.g., V) to hundreds of times (e.g., Zn) greater than pre-colonial rates. The dominant input mechanism for trace elements from both groups to the marsh has been atmospheric deposition. Atmospheric input of a number of the elements, including the anthropogenic metals, was dominated by local sources during the last century. For several elements, long-distant transport may be important. For instance, REE and Nd isotopes provide evidence for long-range atmospheric transport dominated by Saharan dust. The greatest increase in flux of the ‘‘anthropogenic” metals occurred during the 20th century and was caused by changes in the chemical composition of atmospheric deposition entering the marsh. Increased atmospheric inputs were a consequence of several anthropogenic activities, including fossil fuel combustion (coal and oil), agricultural activities, and quarrying and mining operations. Pb and V exhibit similar trends, with peak accumulation rates in 1970. The principal anthropogenic source of V is oil combustion. The decline in V accumulation after 1970 in the BCM peat corresponds to the introduction of low-sulfur fuels and the change from heavy to distilled oils since the 1970s. After the 1920s, Pb distribution in the peat follows closely the history of alkyl lead consumption in the US, which peaked in the 1970s. Pb isotopes support this inference and furthermore, record changes in the ore sources used to produce leaded gasoline. Idaho ores dominated the peat Pb isotope record until the 1960s, followed by Pb from Mississippi Valley Type deposits from the 1960s to the 1980s. Enhanced fluxes of Cu, Zn, Cd, Sn, Sb, Bi, and to some extent Ni during the last century are likely also related to fossil fuel combustion. Local agricultural activities may also have influenced the geochemical cycles of Cu and Zn. The peat record shows enhanced U accumulation during the last century, possibly related to phosphate mining in western Florida. Sr isotopes in the peat core also reflect anthropogenic influence. The 87Sr/86Sr ratio decreases from natural background values in the basal part of the core to lower values in the upper part of the core. The Sr isotope shift is probably related to quarrying operations in Florida, and marks the first time an anthropogenic signal has been detected using the Sr isotope record in a peat core.

2009 Elsevier Ltd. All rights reserved.
0016-7037/$ - see front matter 2009 Elsevier Ltd. All rights reserved.
doi:10.1016/j.gca.2009.03.017
* Corresponding author.
E-mail address: kamenov@ufl.edu (G.D. Kamenov).
www.elsevier.com/locate/gca
Geochimica et Cosmochimica Acta 73 (2009) 3549–3567

ASPECTOS ARQUEOMETRICOS EN RESTOS OSEOS.ENSAYO METODOLOGICO.

Gianni GALLELLO*
Aspectos arqueometricos en restos óseos. Ensayo metodológico.

RESUMEN: Este artículo tiene como objetivo la presentación de los principales resultados del ensayo metodológico de Paleodieta efectuado a partir del análisis de elementos trazas realizados en restos óseos humanos. El método utilizado es la espectrometría de emisión en plasma (ICP OES). Esta investigación tiene en cuenta los factores diagénicos interviniendo con una metodología de control para una mejor lectura de los resultados. Los datos obtenidos ponen en evidencia los valores de los elementos traza posibles indicadores de una dieta a base vegetal y cárnica relacionados con los valores reveladores de los factores contaminantes que intervienen post-mortem.
PALABRAS CLAVE: Arqueometria, Paleodieta, elementos traza, diagénesis.
ABSTRACT: Archaeometrycal Aspects on skeletal remains. Methodological test. The purpose of this work is the presentation of the main results of a methodological palaeodiet test through trace elements analysis in skeletal remains. The method used to analyze the bone samples is Inductively Coupled Plasma Opltical Emission Spectrometry ( ICP OES). This research takes into account diagenic factors applying a method of control for a better reading of the results. The data obtained show trace elements values indicators of a vegetable diet and trace elements values indicators of a meat diet related with contaminated factors which take part post- mortem.
KEY WORDS: Archaeometry, palaeodiet, trace elements, diagenesis, Valencia/Boatella..




Introducción
En este articulo se presenta un ensayo metodológico para los análisis de los elementos trazas en restos óseos posibles indicadores de dieta teniendo en cuenta el proceso de diagénesis.
El estudio de los elementos trazas presenta problemas teóricos y dificultades en el momento de interpretar los resultados. El problema más importante se debe a las contaminaciones diagénicas. La diagénesis es un fenómeno de consolidación y tal vez de transformación parcial que acarrea una compactación, cementación y puede que una recristalización parcial de los sedimentos presentes en el hueso enterrado causando así una alteración o contaminación de los resultados en las muestras analizadas (Lambert, 1985). Los procesos diagénicos, se activan mediante varios fenómenos de cementación, regeneración cristalina, desmineralización y sustitución de minerales presentes, favorecidos por la presión de cargas de los mismos sedimentos, por variación de grado de humedad y temperatura y por algunas características conexas con la composición originaria de los sedimentos.
La modificación de la estructura física del hueso obedece a los cambios químicos en los componentes orgánicos e inorganicos del hueso. Las alteraciones químicas son muy comunes y no es posible visualizarlas por completo. El comportamiento diagénico de cada elemento es único y depende del hueso y de las características del suelo por esto aún no existe una regla general aplicable a todos los yacimientos.
Partendo de estas premisas planteamos, para una correcta interpretación de los resultados, el estudio del comportamiento diagenico a través de las determinaciones de elementos metálicos por espectrometría atómica de emisión en plasma (ICP OES). Las muestras analizadas han sido tomadas desde un fémur de una mujer de época Medieval hallada en la excavación del Fosal (Gandía)[1]. Las muestras tomadas pertenecen a diferentes sectores de la diáfisis femoral (hueso compacto), con el objetivo de poder observar eventuales variabilidades y susceptibilidades de los elementos traza distribuidos entre las diferentes áreas del hueso largo de un mismo individuo (intra-individual), causados en vida por factores metabólicos, pero en periodo post-mortem son consecuencias de los factores diagénicos (Francalacci, 1990). El protocolo comprende también la toma de muestras de tierra para relacionar los valores de los elementos traza en el hueso con los valores presentes en el terreno y averiguar si hay diferencias substanciales, que ayudarían en la correcta interpretación del grado de diagénesis presente en el hueso.



Metodología
La instrumentación utilizada para la realización de estos análisis ha sido la espectrometría de emisión en plasma (ICP OES). Es una técnica de espectrometría óptica, porqué se utilizan los espectros específicos de cada elemento para su identificación y determinación. Los espectros de emisión por cada elemento, están constituidos por líneas discretas a valores de longitud de onda muy definidas y se obtienen en fase gaseosa a elevada temperatura en un plasma de argón. La muestra se inyecta en fase liquida y se mide la intensidad de luz emitida a las diferentes longitudes de onda emitidos por cada elemento; es por tanto una técnica que permite analizar simultáneamente un conjunto elevado de elementos. La muestras (M) han sido tomadas en diferentes partes del fémur: La M1 en la diáfisis proximal por debajo del trocánter menor, la M2 en la diáfisis medial, la M3 parte de la diáfisis medio distal, MF son los restos de la diáfisis que quedaba de los muestreos anteriores, M4 tierra recogida en la parte interna de la diáfisis durante el muestreo de las M1, M2, M3. La MT es una mezcla de tierra que quedaba durante el muestreo de la MF más las partículas acumuladas durante la toma y la limpieza con el bisturí de la misma. Todas las muestras han sido analizadas por duplicado, esto nos asegura una mayor exactitud de los resultados durante la lectura del ICP OES y también mayor seguridad en caso de pérdida accidental de las muestras durante el proceso de análisis en el laboratorio. Los pasos a través de los cuales se ha llegado a la lectura de los elementos traza son comunes para todos los métodos de investigación de Paleodieta, de todos modos ha habido algunos cambios a comparación con los trabajos anteriores (Gallello 2003, 2008) en el proceso de preparación de la muestras y elaboración del calibrado con cuidado particular en los factores contaminantes en el sentido de higiene de laboratorio, control de lectura y corrección de datos.


La metodología aplicada para la preparación de las muestras sigue las presentes pautas, comenzando por la limpieza mecánica de la capa superficial del hueso por medio de un bisturí. Después de la primera pesada de la muestras se hace un lavado con agua pura en baño en ultrasonido durante 45 min. Siguiente paso es el proceso de desecación e incineración en mufla. Con el siguiente programa de rampas: I 30min a 150oC; II subir 1o/min hasta alcanzar 450oC; III 8horas a 450oC; IV bajada a 30oC. Sigue una segunda pesada de las muestras y pulverización de las mismas con mortero de cristal. Tercera pesada posterior a la pulverización.
El proceso de digestión empieza tomando aproximadamente “0,5”g en balanza analítica de las muestras: M1-M1b; M2-M2b; M3-M3b; M4; MF-MFb; MT-MTb.
El ataque con ácidos se ha efectuado con 1,5ml HNO3 y 1,5 ml HCl en “tubos largos y estrechos de cristal” calentados en placa calefactora con los dos blancos, a 100oC durante 40min.
Posteriormente la disolución digerida de cada muestra se vierte cuidadosamente en tubos de plástico de 15 ml, y se lleva a 15 ml con agua purificada. Esta dilución (A), más concentrada, nos ha servido para medir elementos traza como Zn, Cu, Pb, Cd, V, Mn. Para medir Mg y Sr se toman 2 ml de las muestra (A) añadiendo 1,5 ml HNO3 y 1,5 ml HCl llevando otra vez a volumen con agua purificada a 15 ml obteniendo así una nueva dilución (B). Cogiendo 0,2 ml de la (B) y añadiendo 5 ml HNO3 y 5 ml HCl y llevando a volumen a 50 ml se obtiene la concentración (C) para leer el Ca.
Para la preparación del patrón se ha utilizado un aforado de 100ml, tomando 10ml de cada patrón estándar de metal (Ca; Mg; Sr; Cu; Zn; Pb; Mn; Cd; V) y llevando a volumen hasta a 100ml con agua purificada. Por la preparación del calibrado se han empleado aforados de 50ml a los que se han añadido 5ml HNO3, 5ml HCl y las ml correspondientes del patrón concentrado, llevándolo a un volumen de 50 ml con agua pura. Se a empleado el siguiente rango de concentración: 0 blanco; 0,05; 0,1; 0,25; 0,50; 1; 2,5; 5; 10; 15ml. Ajustado en ppm se ha obtenido el siguiente calibrado: blanco; 0,1; 0,2; 0,5; 1; 2; 5; 10; 20; 30.






BIBLIOGRAFIA:

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EFFECTS OF DIFFERENT SAMPLE PREPARATION METHODS

EFFECTS OF DIFFERENT SAMPLE PREPARATION METHODS
ON STABLE CARBON AND OXYGEN ISOTOPE VALUES OF
BONE APATITE: A COMPARISON OF TWO TREATMENT
PROTOCOLS*

C. J. YODER†‡
Anthropological Science Program, School of Environmental and Physical Science, Radford University,
PO Box 6939, Radford VA 24142, USA
and E. J. BARTELINK‡
Department of Anthropology, California State University, Chico, CA, USA

Researchers have long debated the appropriateness of stable isotope analysis of bone apatite to reconstruct the diets of ancient animals. The debate has centred, in part, on diagenesis of bone mineral from interaction with the burial environment. A number of acetic acid treatments are used to remove diagenetic carbonates from samples; however, less is known on how different protocols alter stable isotope values. We compare two common acetic acid solution treatments (0.1 M versus 1.0 M-buffered) to examine the effects on carbon and oxygen isotope values and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) spectra in human bone from different burial contexts. Results indicate that both treatments have a similar effect on isotope values and FTIR spectra in bone apatite.
KEYWORDS: BONE APATITE, STABLE ISOTOPE ANALYSIS, PALAEODIET, FTIR,
DIAGENESIS
Archaeometry 52, 1 (2010) 115–130

MINERALOGICAL AND COMPOSITIONAL CHANGES IN BONES EXPOSED ON SOIL

Mineralogical and compositional changes in bones exposed on soil
surfaces in Amboseli National Park, Kenya: diagenetic mechanisms
and the role of sediment pore fluids
Clive N.G. Truemana*, Anna K. Behrensmeyerb, Noreen Turossc, Steve Weinerd
aSchool of Earth and Environmental Sciences, University of Portsmouth, Burnaby Building, Portsmouth PO1 3QL, UK
bDepartment of Paleobiology, National Museum of Natural History, Smithsonian Institution, P.O. Box 37012, Washington, DC 20013-7012, USA
cLaboratories of Analytical Biology, National Museum of Natural History, Smithsonian Institution, Washington, DC 20560, USA
dDepartment of Structural Biology, Weizmann Institute of Science, Rehovot 76100, Israel
Received 23 March 2003; received in revised form 6 November 2003; accepted 12 November 2003

Abstract
Bones exposed on tropical savannah grasslands of Amboseli National Park, Kenya undergo extensive post-mortem alteration within 40 years. A combined analytical approach involving TEM microscopy, trace metal analysis, FTIR spectroscopy, and petrographic analysis has revealed a complex, dynamic diagenetic environment operating within exposed bones, driven  and evaporative transport of soil water from the bone/soil interface to the upper exposed surface of the bone. This process results in extensive bone/soil-water interaction, and is responsible for increases in the concentrations of trace elements such as Ba and La of 100 – >1000% within 15 years. The maximum and mean size of bone crystallites increases with continued exposure. This change in
mean crystallite length is correlated positively with increases in bone crystallinity, which in turn is associated with degradation of the bone protein. Microbial decomposition is rarely observed in the Amboseli bones, but where present resulted in severe dissolution–reprecipitation of bone mineral. Many bones showed extensive permineralization of the larger vascular spaces with calcite and barite and, to a lesser extent, crandallite. Permineralization of unburied bones may account for 95% reduction in macro
(micron–millimeter scale) porosity in the bone within 2 years of death.
We produce a model for pre-burial diagenesis of bone in arid tropical environments that highlights extensive alteration of bonechemistry within 1–40 years post-mortem.
Keywords: Bone; Diagenesis; Crystallinity; Collagen; Trace elements; Permineralization; Amboseli


Journal of Archaeological Science 31 (2004)

2003 Elsevier Ltd. All rights reserved.

THE SURVIVAL OF ORGANIC MATTER IN BONE:A REVIEW

Archaeometry 44, 3 (2002) 383–39T4h.

M. J. COLLINS, C. M. NIELSEN-MARSH, J. HILLER, C. I. SMITH and
J. P. ROBERTS
Fossil Fuels and Environmental Geochemistry (Postgraduate Institute), NRG, Drummond Building,
University of Newcastle, Newcastle upon Tyne NE1 7RU, UK

R. V. PRIGODICH
Chemistry Department, Trinity College, Hartford, CT 06106, USA

T. J. WESS
Department of Biological Sciences University of Stirling, Stirling FK9 4LA, Scotland, UK

J. CSAPÒ
Pannon Agricultural University, Faculty of Animal Sciences, Kaposvár, Hungary

A. R. MILLARD
Department of Archaeology, University of Durham, South Road, Durham DH1 3LE, UK

 G. TURNER-WALKER
Faculty of Medicine, Norwegian University of Science and Technology, N-7491, Trondheim, Norway

If bone is considered as a composite of collagen (protein) and bioapatite (mineral), then three pathways of diagenesis are identified: (1) chemical deterioration of the organic phase; (2) chemical deterioration of the mineral phase; and (3) (micro)biological attack of the composite. The first of these three pathways is relatively unusual and will only occur in environments that are geochemically stable for bone mineral. However, because rates of biomolecular deterioration in the burial environment are slow, such bones would yield useful biomolecular information. In most environments, bones are not in thermodynamic equilibrium with the soil solution, and undergo chemical deterioration (path 2). Dissolution of the mineral exposes collagen to biodeterioration, and in most cases the initial phase of dissolution will be followed by microbial attack (path 3). Biological attack (3) also proceeds by initial demineralization; therefore paths 2 and 3 are functionally equivalent. However, in a bone that follows path 3 the damage is more localized than in path 2, and regions
equivalent to path 1 may therefore exist outside these zones of destruction. Other biomolecules, such as blood proteins, cellular lipids and DNA, exist within the physiological spaces within bone. For these biomolecules, death history may be particularly important for their survival.
KEYWORDS: BONE DIAGENESIS, COLLAGEN, OSTEOCALCIN, DNA, RACEMIZATION,
POROSITY, CHOLESTEROL
© University of Oxford, 2002

BONE DIAGENESIS: AN OVERVIEW OF PROCESSES

Archaeometry 44, 3 (2002) 319–328.

R. E. M. HEDGES
Research Laboratory for Archaeology and the History of Art, 6 Keble Road, Oxford OX1 3QJ, UK

This overview is a summary of the state of understanding of processes and states in bone diagenesis, as seen from a chemical perspective. It deals with the significance and usefulness of the measurements of ‘diagenetic parameters’—that is, of measures of diagenetic alteration and of the theories of physico-chemical processes which are considered to underlie the measured changes. In many ways these two aspects are seen to come together quite well, and some progress has been made in relating different burial environments to the observations of alteration. Such a framework also allows us to ask more penetrating questions, such as
how characteristic differences in diagenetic alteration might arise, and how the pre-burial environment might influence the eventual course of diagenesis.
KEYWORDS: BONE, DIAGENESIS, POROSITY, HYDROXYAPATITE, CRYSTALLINITY,
MICROMORPHOLOGY, PROTEIN

INTERNATIONAL JOURNAL OF OSTEOARCHAEOLOGY

Eagle owl (Bubo bubo) pellets from Roman Sagalassos (SW Turkey): distinguishing the prey remains from nest and roost sites.

B. De Cupere 1, S. Thys 1 2, W. Van Neer 1 2 *, A. Ervynck 3, M. Corremans 4, M. Waelkens 4
1Royal Belgian Institute of Natural Sciences, Vautierstraat 29, B-1000 Brussels, Belgium2Katholieke Universiteit Leuven, Laboratory of Comparative Anatomy and Biodiversity, Ch. Deberiotstraat 32, B-3000 Leuven, Belgium3Flemish Heritage Institute, Phoenix Building, Koning Albert II-laan 19 Box 5, B-1210 Brussels, Belgium4Katholieke Universiteit Leuven, Sagalassos Archaeological Research Project, Blijde Inkomststraat 21, B-3000 Leuven, Belgium
email: W. Van Neer (wvanneer@naturalsciences.be)
*Correspondence to W. Van Neer, Royal Belgian Institute of Natural Sciences, Vautierstraat 29, B-1000 Brussels, Belgium.

Keywords
eagle owl • pellets • prey choice • skeletal element representation • fragmentation • nest site • roost site

Abstract
Two concentrations of animal bones, almost exclusively from small mammals and wild birds, were found within the destruction debris of a Roman bath complex in Sagalassos (SW Turkey). The overall species spectrum, skeletal element representation, fragmentation and preservation condition of the bones indicate that they represent the prey remains of a large nocturnal avian predator, more precisely the eagle owl (Bubo bubo). Differences in skeletal element representation and in prey species' spectrum show that the two bone clusters derive from pellets deposited near a nest site and a roost site, respectively. Radiocarbon dates obtained from the bones indicate that eagle owls lived in the collapsing bath complex during the second half of the 6th to the beginning of the 7th century AD, before the final abandonment of the town. The MNI of the prey animals found at the nest site, confronted with the daily dietary needs of a female eagle owl and its young, indicates repetitive use of the same place during several years. Copyright © 2008 John Wiley & Sons, Ltd.

ANALISI PALEONUTRIZIONALI



Il tessuto osseo
L’osso è un tessuto composto da una frazione inorganica, una matrice organica ed acqua. La componente organica, circa il 25% del peso secco dell’osso, è costituita essenzialmente da collagene, una proteina arrangiata in un fascio elastico e flessibile, a questa si aggiungono altre proteine non collagene, proteoglicani e lipidi.
La componente inorganica, è invece, composta da una matrice minerale cristallina, l’idrossiapatite, che contiene circa il 18,5% di fosforo e 39,9% di calcio.
Se l’osso è costituito per il 70% da minerale, un reperto inalterato dovrebbe contenere 12,95% P e 27,9% calcio. I differenti gruppi di porosità dell’osso non mostrano rapporti e Ca /P che oscillano tra 1,85 e 2,59. questa oscillazione può essere dovuta ad un’alterazione chimico-fisica e strutturale (diagenesi) e/o ai depositi di minerali ricchi in Ca e P, rilasciati nell’osso dal terreno circostante (inquinamento).
A causa della sua costituzione organo minerale ben “organizzata”, la matrice ossea è sempre in uno stato dinamico con l’ambiente circostante, sia in vita che post mortem, scambiando continuamente con l’esterno ioni che, in vita, si configurano con i flussi “biogenici” regolati dal fabbisogno fisiologico, e in morte, con lo scambio “diagenetico” di ioni।

La diagenesi
“La diagenesi è un fenomeno di consolidamento e talora di parziale trasformazione che porta ad una compattazione, cementazione e talora ad una parziale ricristallizazione di prodotti sedimentali preesistenti। I processi diagenetici, che si esplicano attraverso fenomeni vari di cementazione, rigenerazione cristallina, demineralizzazione e sostituzione di minerali preesistenti, sono favoriti dalla pressione di carico dei sedimenti stessi, da variazioni di grado di umidità e di temperatura, da alcune caratteristiche connesse con la costituzione originaria dei sedimenti, dalla presenza di acque.
Le modificazioni della struttura fisica dell’osso sono dovute ai cambiamenti chimici che avvengono sia nei costituenti organici dell’osso sia in quelli inorganici.
Le alterazioni chimiche sono molto comuni e non è possibile visualizzarle completamente.
Il comportamento diagenetico di ogni elemento è unico e dipende dall’osso e dalle caratteristiche del suolo per cui non esiste una regola generale applicabile a tutti i giacimenti.
Citando gli studi di Schoeninger (1979), che osservò che alcuni elementi diminuivano la loro concentrazione nell’osso (Na, Mg, Cl, K), mentre altri l’aumentavano (F, Si, Mn, Fe), le analisi di Waldrom (1981) e di Parker e Toots (1980) i quali, rispettivamente, osservarono come l’osso interrato assorbisse Pb e F dal terreno.
Lambert e altri (1983) studiarono la possibile diagenesi di dieci elementi per risalire a quelli utili ed attendibili da un punto di vista paleonutrizionale.

· Sr, Zn sono scarsamente influenzati dai processi diagenetici, quindi sono ottimi indicatori della dieta;
· Ca, Na e Pb mostrano delle piccole variazioni;
· Fe, Al, Mn e K sono diagenetici, non possono quindi essere utilizzati come indicatori.

Sulla base di questi studi, è stato elaborato il metodo di correzione tramite la comparazione con il terreno di giacitura: se la concentrazione di un elemento nell’osso è inferiore a quella presente nel terreno, in base alla teoria del gradiente di concentrazione, l’elemento può essere passato dall’osso al terreno e dunque potrebbe esservi stata contaminazione.
Al contrario, se la concentrazione di un elemento nell’osso è superiore a quella del terreno, è probabile che non sia avvenuta diagenesi[1].
Una teoria diametralmente opposta presume, invece, che la più bassa concentrazione dell’elemento rilevata nel terreno potrebbe costituire la dimostrazione di un flusso dell’elemento dal terreno verso l’osso[2].
I fattori principali che possono innescare un processo diagenetico sono:
· la natura dell’elemento;
· la sua mobilità nell’ambiente;
· le caratteristiche del terreno e dell’ambiente;
· il tempo di sepoltura;
· l’inquinamento chimico-ambientale
sono tutti fattori che nono permettono una generalizzazione ma vanno accuratamente esaminati uno aduno La procedura corretta, dunque, non può trascurare il campionamento del terreno sia vicino al reperto sia lontano dall’area di scavo per assicurarsi che l’osso non sia stato contaminato da questo.

Metodi d’indagine

Tra le diverse tecniche metodologiche possiamo citare:
· la fluorescenza a raggi X (XRF);
· l’analisi dell’attivazione strumentale dei neutroni (INAA);
· la spettrometria accoppiata al plasma (ICP);
· la spettroscopia ad assorbimento atomico (AAS).
La spettrometria con fluorescenze a raggi X è un metodo che permette di eccitare gli elementi costituenti del campione in seguito al bombardamento con i raggi X primari.
Gli atomi del campione diventano fluorescenti poiché perdono energia sprigionando raggi X secondari a lunghezze d’onda tipiche per ogni elemento.
Le determinazioni di ogni elemento si stabiliscono in base all’intensità delle lunghezze d’onda emesse.
L’analisi dell’attivazione strumentale dei neutroni richiede un reattore nucleare che permette di trasformare isotopi non radioattivi in forme radioattive ed instabili, attraverso il bombardamento dei nuclei
Tali nuclei rispondono emettendo raggi gamma che, una volta rintracciati e misurati, permettono la quantificazione di più elementi simultaneamente.
Si tratta di metodo d’analisi molto costoso quindi il suo utilizzo è limitato a pochi laboratori.
Le altre due tecniche sono delle forme di spettrometria luminosa od ottica, perché sono utilizzati degli spettri per identificare e quantificare elementi specifici.
Tali spettri, composti di lunghezze d’onda per ogni elemento specifico, sono emessi da sostanze gassose। .Nella spettrometria accoppiata ad emissione di plasma gli elementi sono identificati da spettri sprigionati dalla soluzione del campione, ottenuta iniettando questo ultimo in una camera ardente contenente argo.
Per la lettura si misurano le intensità degli spettri emessi.
Per mezzo di questa tecnica è possibile effettuare una analisi di più elementi contemporaneamente, la sua strumentazione ha un costo molto elevato.
La spettroscopia ad assorbimento atomico è la tecnica di indagine paleonutrizionale più comune; permette di analizzare un solo elemento alla volta, possiede un’alta sensibilità verso molti elementi chimici, è di facile utilizzo e le analisi hanno costi limitati.
Normalmente gli elettroni di ogni elemento ruotano attorno ad un nucleo, senza assorbire o emettere radiazioni.
Gli elementi stimolati, invece, sono trasportati in orbite lontane dal nucleo e, nel tornare alle loro posizioni originali, sprigionano energia e generano spettri caratteristici di ogni elemento chimico.
Gli elettroni sono eccitati dal calore di una fiamma o da strumenti come un forno a grafite.
Dalla misurazione delle lunghezze d’onda si identifica e si quantifica ogni elemento specifico. Tutto si basa sulla legge di Kirchoff: “la materia assorbe luce alla stessa lunghezza d’onda alla quale la emette”3.

Procedura analitica dei campioni
I passaggi attraverso cui si giunge alla lettura degli elementi in traccia sono comuni per tutti i metodi di indagine paleonutrizionale.
Il processo per la lettura degli elementi in traccia attraverso la spettroscopia ad assorbimento atomico, utilizzata anche per le analisi sul campione proveniente dal cimitero di Fivizzano, avviene tramite questi fondamentali passaggi:
· prelievo del campione da esaminare;
· pulizia;
· incenerimento e polverizzazione;
· digestione;
· diluizione;
· lettura.

Per quanto riguarda il prelievo, un campione d’osso corticale è più indicato rispetto all’osso spugnoso: a differenza delle coste, un frammento prelevato dal femore o dalla tibia mostra valori analitici più affidabili e meno soggetti ad inquinamento
L’osso spugnoso ha un elevata diagenesi post mortem e dà risultati poco soddisfacenti dal punto di vista paleonutrizionale4.
Per una più corretta individuazione degli elementi in traccia si preferiscono le tecniche “distruttive” : il prelievo del campione deve essere effettuato tramite carotaggio con punte cave diamantate in punti non osteometrici. Dopo aver effettuato una pulitura superficiale con il bisturi ed aver lavato il frammento con acqua bidistillata e averlo messo in vasca ad ultrasuoni, la quantità d’osso prelevata è essiccata per una notte in un stufa a 100° C, per rimuovere l’acqua interstiziale, e incenerita in muffola a 500/600° C per quattro ore, per eliminare ogni traccia di sostanza organica.
Il campione viene successivamente pestato con un apposito mortaio e le ceneri pesate e trasformate in soluzione, attraverso la digestione con acidi.
Il primo attacco viene effettuato con acido nitrico ad una temperatura di circa 120/150° C nel digestore per circa quindici minuti; si lascia raffreddare e successivamente si aggiungono 5 ml di acido cloridrico 1 N scaldando nuovamente per lo stesso tempo a 60/80° C.
La soluzione si porta poi a volume con acqua bidistillata .
Ogni elemento, per essere diluito, richiede differenti metodiche: il calcio ad esempio, essendo un elemento maggioritario, occorre diluirlo più degli altri elementi considerati। La lettura degli elementi in traccia è un operazione complessa che prevede accorgimenti particolari per ognuno di essi. I marcatori ossei utilizzati più comunemente per indicare una dieta a base di vegetali e cereali sono stronzio, bario e magnesio in quanto tendono a ritrovarsi in quantità elevate nelle ossa degli erbivori mentre sono limitati in quelle dei carnivori; al contrario, zinco e rame sono validi marcatori della dieta a base dicarne .Per un onnivoro come l’uomo, il tasso osseo di questi elementi è dato dalle loro concentrazioni medie, che saranno minori delle rispettive faune animali, erbivore e/o carnivore vissute nello stesso ambiente.
Il dato sarà più attendibile se ” standardizzato" ovvero ogni elemento dovrà essere rapportato al calcio. La correzione con il Ca è motivata dal fatto che la concentrazione di un dato elemento, in uno stesso individuo, è sempre in relazione con esso: dato che il Ca è parte integrante della matrice ossea, una sua perdita durante la sua permanenza nel terreno di sepoltura comporta anche una perdita negli altri elementi, è perciò necessario mantenere tra loro un rapporto matematico costante.
Dopo aver scelto l’elemento da analizzare ed averlo letto tramite spettrofotometria ad assorbimento atomico, si procede all'elaborazione dei dati: occorre poi effettuare la cosiddetta "correzione col sito" ovvero rapportare i valori di stronzio/calcio dell'uomo con quelli di stronzio/calcio dell'animale erbivoro della stessa area di scavo; tale rapporto dovrà risultare minore ad uno e tanto più esso si avvicina all’unità, tanto più alta sarà stata l’assunzione in vita di vegetali e/o cereali degli individui analizzati. Questo ci permette inoltre di poter confrontare il nostro campione con altri gruppi umani sincroni, diacronici ed eterotopici.
[1] L. L. KEPLINGER, 1984; J. B. LAMBERT et al., 1979.
47 J. B. LAMBERT et al., 1984-85
3 Crf., Dizionario di Archeologia, cit.
4 G. GROUPE, 1988. J. R. GILBERT, 1985.

CONGRESO NACIONAL DE PALEOPATOLOGIA MORELLA 2007


PALEODIETA Y PATOLOGIAS NUTRICIONALES EN LAS POBLACIONES ANTIGUAS DE LA PENINSULA IBERICA

Considero que la antropología arqueológica con la antropología cultural, la historia, la arqueología tradicional, y por fin análisis en laboratorio con instrumentación adecuada pueden dar un gran paso para el conocimiento de hechos antiguos. La antropología arqueológica constituye una base importante para los estudios de los huesos humanos, estos son recursos esenciales para las clasificaciones raciales en lo siglos, para la comparación biológica entre poblaciones antiguas y modernas, para detectar antiguas enfermedades, descubrir las causas de muerte y conocer la alimentación (paleodieta) de los individuos.

Objeto de este trabajo es el estudio de la dieta en el mundo ibérico y su posible patología alimentaria através de fuentes escritas, arqueológicas y de análisis científicos. Sin embargo el intento de dibujar, en líneas generales, el panorama paleodietético del mundo ibérico a causa de una copiosa bibliografía muy dispersa a cerca del tema y el muy poco tiempo a disposición, hacen que el trabajo se presenté desde mi punto de vista, en algunos aspectos incompleto. El articulo se divide en dos partes; la primera habla del mundo ibero y sus recursos alimentarios (agricultura, ganadería, caza, comercio) tomando como referencia fuentes historicas-arqueoligicas. En la segunda parte me detendré en los análisis antropológicos de paleo dieta realizados en laboratorio ,comentando los resultados de restos óseos que pertenecen a algunos importantes yacimiento ibéricos de la península haciendo hincapié en las patologías alimentarias .

LA CULTURA IBERICA
Se entiende como cultura ibérica el legado que conservamos de una serie de Pueblos que ocuparon una parte de España con anterioridad a la romanización.
Estos pueblos, aunque tenían unas características comunes nunca llegaron a constituir una unidad social o política.
El territorio donde se desarrolló esta cultura tuvo un amplio solar que comprende desde el Ródano hasta la actual provincia de Huelva. "Lo ibérico" es el resultado de la fusión de varios elementos, por una parte están los comerciantes que tuvieron intereses económicos en este tiempo en la cuenca del Mediterráneo, estos pueblos fueron los fenicios y los griegos. A
Estas influencias hay que añadir las derivadas de las relaciones con otras culturas peninsulares que se desarrollaron en ese mismo momento histórico en el norte y meseta peninsulares .
Dentro del área ibérica se distinguen, a grandes rasgos, tres zonas:
1. La que comprende la mayor parte de Andalucía, aproximadamente desde
Huelva a Granada.
2. Alta Andalucía, Sureste y Levante (desde Jaén hasta Castellón), dónde se
incluiría la provincia de Albacete constituyendo el punto de penetración más
interior. En esta zona se fundirán como en ninguna otra las corrientes
colonizadoras produciendo la floración de arte propiamente ibérico más
importante.
3. Norte de Cataluña hasta Castellón. En esta zona la influencia griega es
importante, siendo Ampurias el centro de irradiación más importante. La
penetración más interior en esta zona es el valle del Ebro.
Son muchos los pueblos ibéricos que nos mencionan las fuentes, algunos gracias a la arqueología y a diversos trabajos de investigación, parecen bien delimitados.
La época de mayor florecimiento de la Cultura Ibérica se sitúa entre los siglos V y III a.C.


LOS RECURSOS ALIMENTARIOS
La base económica de los pueblos ibéricos, al igual que otros en la antigüedad,fue la agricultura. Los cereales constituyeron el núcleo de los cultivos siendo los más comunes el trigo y la cebada. La introducción del hierro, supuso una mejora considerable para la fabricación
de útiles agrícolas como azadas, hoces, legones, alcotanas, etc...cuya forma y uso han llegado prácticamente sin alteración a nuestros días. Se inició el sistema de barbecho, aunque es posible que se siguieran empleando procedimientos más antiguos y menos productivos, como por ejemplo la ignicultura o cultivo de rozas. Desconocemos el régimen de trabajo de la sociedad ibérica, pero es posible que la tierra se cultivara por hombres libres que trabajarían no muy lejos del poblado. Estos estaban situados en lugares estratégicos y fácilmente defendibles, pero próximos a vegas fluviales, a terrenos fértiles. Habrá que esperar a la romanización para encontrar asentamientos en el llano, junto a los cultivos.
Además de cerales se cultivaron la vid y el olivo que constituyen, junto con aquellos, la triada mediterránea. Tenían frutales y hortalizas, mejorando desde el s.III a.C. el sistema de riegos.
Junto con la agricultura, la ganadería jugó un importante papel.
En las zonas más pobres sería la primera actividad económica y en los lugares donde la agricultura era pujante, se complementó. Los rebaños más numerosos serían de cabras y ovejas, dado el gran aprovechamiento que se obtiene de ellos (carne, leche y lana).
Posiblemente en este tiempo ya se practicara la transhumancia, aunque no tuviera el grado de desarrollo y la importancia que después adquirió este modo de pastoreo.
La construcción de rediles, el hallazgo de restos óseos como algunos objetos como son tijeras de esquilar o el cultivo de plantas forrajeras son índice del desarrollo de la ganadería.
Otros animales a considerar son el cerdo, el buey y, sobre todo el caballo que fue sin duda el animal preferido de los íberos. Se usó como animal de tiro y carga. Constituía un símbolo social, es el más representado de todos los animales en la plástica ibérica, incluso es muy probable que se rindiera culto a una divinidad protectora de los caballos.

Practicaron la caza y la pesca, constituyendo ambas un complemento importante en la dieta. Las representaciones venatorias son frecuentes y en ellas observamos tanto cacerías organizadas en grupos como la caza practicada individualmente. La existencia de grandes bosques aseguraba la caza mayor de jabalíes, zorros, ciervos, etc... En caza menor, liebres y conejos eran abundantes. Los fenicios denominaron a la costa española "i-shephan-im" que se traduce como "costa de los conejos" transformándose en época romana como Hi-spania.
La pesca en las poblaciones costeras sí fue un medio de vida, y ligada a ella, se conocen industrias importantísimas de salazón explotadas por los fenicios. En el interior se aprovecharon los recurso fluviales. Este breve panorama de economía se complementa con la recolección de frutos silvestres. Higos, miel, bellotas, granadas, nueces, almendras, etc., eran
productos importantes que se obtenían de forma natural y se consumían.


EL COMERCIO
En el mundo antiguo, el desarrollo del comercio conoció diferentes formas de cambio.
En el caso que nos ocupa es claro que el comercio es un elemento tambien decisivo para individuar las abitudines alimentarias del mundo ibérico.
Un elemento básico en el comercio, tanto antiguo como moderno, son las comunicaciones.
Se practicaba la llamada navegación de "cabotaje", que es en la que nunca se perdía de vista la costa y se realizaba mientras había sol.
Algunos de los productos que se distribuyeron por esta vía fueron sal, garum (salsa de pescado muy apreciada entonces), productos de importación, etc.
Fueron las primeras vías practicadas por el hombre ya que siguiendo su curso podían introducirse en otras tierras. Para el comercio fueron particularmente interesantes los rios navegables, tales como el Guadalquivir que comunicaba Cádiz con la Alta Andalucía el río Segura sirvió de comunicación entre el litoral y el interior.
La más antigua e importante carretera fue la denominada "Heraklea", más tarde Augusta. Discurría desde Cataluña hasta Cádiz y enlazaba la costa levantina con la meseta.
El paso de Despeñaperros fue muy importante uniendo la costa levantina con Extremadura y oeste de Castilla. Las mercancías circulaban en caravanas comerciales por estas vías que estaban protegidas por una vigilancia de tipo militar, proporcionada por jefes locales a quienes se recompensaría de alguna manera. España era para las potencias económicas de aquel tiempo (griegos y fenicios) una tierra de la que podían obtener materias primas muy interesantes.
El territorio ibérico proporcionaba:
- Metal. Particularmente oro y plata procedentes de la baja Andalucía.
- Esclavos. Hay que considerar que la sociedad ibérica no era esclavista,
pero los mercaderes compraban hombres que posiblemente eran
prisioneros siendo más tarde revendidos en el área mediterránea.
- Animales. Sobre todo caballos y mulas.
- Alimentos y productos. Cereales, vinos, aceite, miel, cera, etc.
Los productos importados tenían gran valor, podemos considerar dos grandes
grupos:
- Materias primas. Estaño, que los íberos adquirían ya manufacturado.
Ambar, marfil, huevos de avestruz o piedras semipreciosas.
- Productos fabricados. Sería el grueso de las mercancías importadas:
armas griegas, estatuíllas, objetos de adorno, vasos de bronce o alabastro, cerámicas, vidrios, etc. El papel que el comercio desarrolló en este tiempo fue muy notable no sólo mercantilmente sino también por el intercambio de influencias que proporcionó entre los distintos pueblos de la antigüedad.

EL VINO EN IBERIA
En realidad es muy poco lo que sabemos de cierto sobre el vino en la Cultura Ibérica: poco en materia de datos concretos, de modo que las consideraciones de carácter social que pueden proponerse son todavía en cierto modo especulativas.
Una serie de recientes excavaciones arqueológicas, algunas de ellas todavía en curso, ha venido a revolucionar nuestro conocimiento sobre la producción y consumo de vino en época ibérica. En el caso de Aldovesta, que documenta en el s. VII a.C. la introdución del vino a traves del comercio fenicio en Levante, así como la producción de imitaciones de ánforas R1 en La Peña Negra de Crevillente, y son bien conocidas desde hace años las importaciones de vajilla griega asociada con el consumo del vino en Tartesos. Lo que en los últimos años se está añadiendo es documentación sobre la producción, distribución y uso del vino en la Cultura Ibérica, sobre todo en el Sureste.
En primer lugar debe citarse el caso del yacimiento fortificado del Alto de Benimaquía (Alicante). En conjunto, el yacimiento constituye prueba de la más antigua producción de vino en Iberia en manos de jefes indígenas que controlaban, protegían y distribuían su propia producción ya a principios del s. VI a.C. Las únicas producciones importadas son fenicias, lo que es indicio del ambiente cultural predominante en este momento formativo de la Cultura Ibérica, y del interés fenicio por el metal local. Un cuadro similar y a la vez profundamente distinto nos lo proporcionan los recientes trabajos en el poblado de La Quéjola (San Pedro, Albacete). En este caso nos hallamos antes un recinto fortificado de menos de una hectárea de extensión donde algunos edificios estudiados se han identificado como almacenes de ánforas vinarias de un tipo local derivado del R-1, y otras se han clasificado como de tipo "industrial”.
Por último, conviene insistir en que el vino no era la única bebida alcohólica consumida por los iberos. Posiblemente ya antes de la llegada del vino los iberos fabricaban diferentes tipos de cerveza, y una serie de estructuras industriales excavadas en el poblado de El Amarejo, en Albacete, puede indicar que en el s. III a.C. la cerveza, no dependiente como el vino de la estacionalidad, era una bebida sumamente importante, y quizá más accesible que el vino para el conjunto de la población.

ANALISIS DEL TRABAJO
Los estudios acerca de la alimentacion y sus repercusiones en las condiciones de vida han insertado en los últimos años el estudio de la dieta desde un punto de vista meramente químico gracias al conocimiento de la composición química del hueso.
El hueso esta formado por una matriz orgánica (aproximadamente de un 30%) impregnada de sales minerales por el 70%, básicamente fosfato cálcico. La composición del hueso se puede ver afectada a lo largo de la vida de un organismo. Además cualquier elemento químico que lo compone tiene una única vía de entrada en el organismo ,la alimentación, por tanto se puede relacionar la cantidad de un elemento presente en el hueso con la posible ingestión mayoritaria de un tipo u otro de alimento.
La doble fracción del hueso , orgánica e inorgánica , permite hacer dos tipos de análisis:
El estudio de los isótopos estables analiza la matriz orgánica del hueso, mientras que el análisis de elementos traza lo hace sobre la fracción inorgánica.

Brevemente comentaré las dos metodologías:
Referente al análisis de isótopos estables ,decir que los elementos químicos en estado natural , no están formados por átomos totalmente idénticos, sino que están formados por una barrera de núcleos de diferente masa atómica llamada isótopo, donde uno de ellos es más frecuente que otros. Los isótopos que no están sujetos a un periodo de semidesintegración sino que se mantienen inalterados a lo largo del tiempo, son los llamados Isótopos Estables. En cualquier reacción física o química hay una selección a favor o en contra de los isótopos, lo que conlleva diferencias entre la proporción de las diferentes formas según el medio en el cual se encuentran.[1] Basándose en esta proporción diferente, se utiliza el estudio de isótopos , concretamente los del Carbono y Nitrógeno, para la reconstrucción de la paleodieta.

Referente al Análisis de elementos en traza, tal y como indica el nombre , los elementos en traza son aquellos elementos químicos que se encuentran en pequeñas cantidades ,en este caso en el hueso. El estudio sigue las pautas similares al estudio de isótopos estables, porque se trata en los dos casos de metodologías analíticas químicas.
Se trata de cuantificar la concentración de un determinado elemento en los huesos de diferentes individuos de una población y contrastarla con unos patrones que nos permitan la clasificación según los tipos de dieta. Los patrones que se utilizan generalmente son los restos humanos y de fauna.

Un método de investigación utilizado en laboratorio por el analisis de elementos en traza es la espectroscopia a absorción atómica (AA) ,es una técnica muy común en la paleodieta y permite analizar un elemento a la vez, posee una muy alta sensibilidad hacia muchos elementos químicos. Esta se basa según la ley de Kirchoff:” LA MATERIA ABSORBE LUZ A LA MISMA LONGITUD DE LA OLA QUE SE EMITE”. El procedimiento para llegar a la lectura de los elementos en traza es común a todos los métodos de investigación de paleodieta..1) extracción de partes de hueso del fémur o de la tibia.2) limpieza.3) sensación y pulverización.4)digestión en ácidos, acisos nítrico y clorhídrico.5) La lectura de los elementos en traza es muy complexa porque requiere medidas particulares por cada uno de estos. Los elementos tomado en consideración son los elementos que se usan para indicar una dieta a base de vegetales y cereales como estroncio y magnesio y el Zinc y Cobre ,elementos indicativos de una dieta a base de carne. Entre los elementos tóxicos el Plomo, este metal al contrario de otros pertenecientes a la misma categoría, presenta sólo pequeñas variaciones en los procesos de diagénesis.
Todos los elementos citados estan relacionados con el calcio porque este es parte íntegra de la matriz del hueso y su decadencia mientras permanece en el suelo, conllevaría a la decadencia de los demás elementos. Por esa razón es importante mantener una relación matemática constante entre los diversos elementos.
Otro paso determinante en la correcta elaboración de los datos es la corrección con el sitio, es decir relacionar los valores del elemento/Ca del hombre con los de los animales herbívoros encontrados en la misma excavación. La relación ( sr/ca) debe de ser menor de uno ya que más cercana a la unidad esté, más existe la posibilidad de que la dieta de los individuos analizados fue de tipo vegetal.Esta relación sr/ca­ humano sr/ca herbívoro (también llamada “observed Ratio” O.R.) permite comparar los niveles obtenidos entre diferentes yacimientos, peró además permite caracterizar el patrón económico de las poblaciones estudiadas. Los factores son diferentes para que el proceso de diagenesi se ponga en marcha, por eso en un proceso correcto no se puede dejar de analizar partes de tierra cercana a los huesos y lejana de estos. Se tiene que analizar todo para estar seguro que los huesos no están contaminados. Otro metodo muy similar a la espectroscopia a absorción atómica (AA) es la espectrometría de emisión por plasma de acoplamiento inductivo (ICP-AES).


LOS YACIMIENTOS EN LA CULTURA IBERICA
Las tecnologías citadas anteriormente han sido utilizadas tambien para la recostrucíon del patron alimenticio de algunas poblaciones de la peninsula de época prerromana. He tomado en concideración yacimientos de principios de Edad de Bronce y Edad de Hierro donde aparece en manera bastante clara, en linea general, la dieta del los antiguos habitantes del mundo ibérico.
LA NECRIPOLIS CELTIBERICA DE NUMANCIA Numancia es el nombre de una desaparecida población de la Península Ibérica, cuyos restos están situados a 7 km al norte de la actual ciudad de Soria. Su ubicación geográfica se sitúa en el cerro de la Muela de Garray, en la confluencia del Duero y el Tera. Era una ciudad celtíbera, y pervivió tras la conquista de Roma como ciudad hispanorromana.
Los datos históricos sugerían que la ganadería era un factor económico importante para la población de Numancia. Sin embargo, la interpretación de los resultados analíticos permitió estimar en Numancia una economía mixta basada fundamentalmente en productos vegetales con una contribución alimenticia pobre en carne. Los niveles elevados de cobre, magnesio y bario nos llevaron a pensar en un consumo frecuente de vegetales y frutos secos, probablemente bellotas estudiando fitolitos asociados a los molinos de mano hallados en Numancia, confirmaron que en su superficie se procesó dicho alimento. De ese modo, técnicas y equipos distintos llegaron a conclusiones idénticas.El informe del material descubierto en 1993 sólo era el principio. En 1996, ya se habían recuperado en Numancia 150 conjuntos arqueológicos y eso permitió ampliar la muestra de paleodieta hasta las 21 tumbas. El nuevo análisis, mucho más fiable dado el tamaño muestra, corroboró las deducciones anteriores; Numancia tenía una dieta mixta, marcada por la ingesta de productos vegetales y un aporte pobre de proteínas animales. Su dieta estaba basada esencialmente en alimentos ricos en fibra, bayas, tubérculos, cereales y frutos secos. Podemos indicar de forma somera que las tumbas con fíbulas o canicas y agujas de coser pertenecen a individuos con hábitos alimenticios asociados al consumo de productos ricos en fibra, frutos secos, etc., mientras que los individuos con armas consumen proporcionalmente más cereales.
LA NECROPOLIS DE SON REAL
La necro polis de Son Real está situada en la bahía de Alcudia (Can picafort, Mallorca), en una pequeña meseta sobre el mar. Se han analizado 32 individuos del yacimiento de época Talayotica de Son real. Prácticamente la totalidad de las muestras corresponden a individuos adultos de ambos sexos.El índice Sr/Ca corregido obtenido para los individuos adultos es 57, lo que sugiere una dieta mixta, con un aporte de proteínas de origen animal pobre. A pesar de tratarse de una población costera, los valores de Zn/Ca no sugieren que el consumo de alimento de origen animal, marino o no, fuera elevado. En conjuntos, la interpretación de la dieta de Sin Real como tipo mixto está basada en los bajos niveles de Zn y en los niveles medios de Sr.

LA NECROPOLIS DE FUENTE AMARGA
Situado en el sur de la Peninsula Iberica, Galera(Granada), en total se han analizado 5 individuos de este yacimiento del Bronce, en los que las concentraciones absolutas de Sr son relativamente altas por tanto la serie presentaría una dieta mixta. El índice Zn/Ca es alto para los individuos adultos, en los que el aporte de proteínas de origines animales serían considerables. En los individuos maduros y seniles el consumo cárnico sería de tipo medio. Por sexos los individuos masculinos presentarían una dieta cárnica más abundante que los femeninos.

NECROPOLIS CASTELLON ALTO
Los Índices calculados para la serie de Castellón Alto de edad del Bronce (Galera,Granada) son similares a los obtenidos en la cercana Fuente Amarga. La población adulta presentaría una dieta mixta con un aporte de proteínas animales de tipo medio.

NecropoliS del CERRO de la Encina
Este yacimiento también es situado en provincia de Granada (Monachil).Se han analizado 9 individuos de edad del Bronce y los resultados obtenidos son muy similares a lo de los dos yacimientos citados precedentemente. La dieta de la poblacíon es la mixta y los individuos femeninos tendrían un aporte vegetal superior a los masculinos.

NECROPOLIS DE CERRO DE LA CABEZA
El yacimiento se encuentra a 3 km de la ciudad de Ávila, hasta al 1998 se han descubierto cinco tumbas correspondientes a diferentes períodos cronológicos. Una sepultura múltiple, que contenía los restos de seis individuos, y tres tumbas individuales se han datado como correspondientes al Calcolitico Final o principios de la Edad del Bronce,mientras que una tumba con dos individuos se fechó a finales del Bronce o principios de la Edad del Hierro. El analisis de oligo elementos realizados en los individuos del Calcolitico Final-principios edad deñ Bronce parece mostrar un modelo alimenticio basado en el consumo de productos vegetales,bayas,legumbres y frutos secos, pero con un ingesta media de proteinas animales, esto corresponde a una dieta de tipo mixto, mientras que en los individuos de final edad del Bronce-principios Edad del Hierro predomina el consumo de cereales y productos lácteos con ingesta de carne más baja que la fase anterior propria de una dieta de tipo agrícola.


OTRAS NECROPOLIS DE EDAD DEL HIERRO
Diferentes analisis de paleodietas referentes a restos humanos de edad del Hierro de necrópolis en la zona de Cuenca y norte de Albacete indican que la base alimentaria de estas poblaciones era de tipo mixto con un aporte de cereales(centeno,trigo,cebada ) y productos ganaderos(cabras ,ovejas), el mismo resultado que en los estudios de las antiguas poblaciones de edad del Hierro en el alto valle del Duero que tambien tenía que consumir productos vegetales y carneos tipicos de una dieta mixta.

patologias alimentarias
Las enfermedades relacionadas con la dieta de la cultura Íbera tenía que ser parecida a la de otras civilizaciones del mundo antiguo. Al día de hoy no son muchas las investigaciones acerca del tema, pero en los ultimos años los estudios paleopatológicos han podido trazar algunas lineas generales que nos sirven como referencia. Es cierto que la consecuencia de una mala alimentación o deficiencia nutricional, conlleva a padecer diferentes patologías.
Todas las anomalías y patologías dentales como la perdida ante-mortem de los dientes, así como la existencia de fístulas que han perforado la pared de los maxilares, son un buen indicador del tipo de dieta de una población antigua y de los problemas relacionados con ésta, problemas tanto de malnutrición como de nutrición monótona.
Otra patología indicadora de estrés nutricional es la llamada Hiperostosi porótica.[1] A lo sumo, se debe hablar de la Criba orbitalia, la cual se puede considerar como una lesión osteoporotica craneal localizada a nivel de la orbita del ojo. En ambos casos las lesiones se caracterizan por una hipoplasia e hipertrofia del diploe que ejerce una presión cortical que causa la erosión y destrucción del hueso compacto adjunto.
Su etiología está mal conocida, de hecha se han propuesto diversos, pero en definitiva hay que considerarla como una manifestación esquelética de la anemia, que sea nutricional, parasitaria, hereditaria .etc. En cualquier población los grupos más susceptibles de padecer anemias son aquellos que están implicados en tasas rápidas de crecimiento y desarrollo, y que por tanto tenían necesidades nutricionales elevadas. Estos grupos son principalmente, los niños y las mujeres durante el periodo de lactancia. Las deficiencias nutricionales conllevan muchas veces problemas de huesos, el raquitismo es un ejemplo evidente. Se trata de una enfermedad que puede estar relacionada con una alimentación precaria. Se caracteriza por una calcificación deficiente del hueso y de los cartílagos de crecimiento, producida por la carencia de vitamina D.

Por lo que se refiere al estrés episódico , puede evidenciarse a partir de las líneas de Harris, las hipoplasias y en general defectos de esmalte dentario.
Las líneas de Harris son líneas presentes en los extremos diafisarios que aparecen opacos en las radiografías de los huesos largos y que se han producido por una interrupción temporal del crecimiento. La cause de la aparición de estas líneas radica en una amplia variedad de factores nutrinacionales estresantes y como respuesta lógica a cortos periodos de carencias alimentarías.
Las anomalías y la interrupción del crecimiento de la estructura cristalina del esmalto dentario durante la primera infancia se pueden detectar mediante la observación microscópica y macroscópica del diente.,En el primer caso, la superficie de la corona muestra una serie de depresiones horizontales que se distribuyen en intervalos más o menos regulares y donde se pueden observar eventuales anomalías. En el segundo caso, solo se pueden apreciar aquellos casos realmente graves que llegan a deformar parcialmente la corona y alterar la superficie. Se habla entonces de Hipoplastia del esmalto dentario.
La hipoplastia representa un desorden metabólico que afecta algunos ameloblastos en un periodo de tiempo que puede oscilar desde pocas semanas hasta dos meses. Estas malformaciones son indicativas de una deficiencia dietética , sobretodo de Vitamina D.
En definitiva el estudio de la hipoplastia del esmalto puede contribuir al conocimiento del tipo de dieta de los individuos estudiados durante la etapa infantil, así como las posibles condiciones de estrés que hayan afectado.

CONCLUSIONES
En conclusión se puede decir, desde el material que he podido consultar, que probablemente la dieta en el mundo ibérico, entre Inizio Edad del Bronce y Plena Edad del Hierro, se basaba principalmente en el consumo vegetales, frutos secos cereales(centeno,trigo,cebada ), con ingesta media de proteinas animales como productos lácteos y ganaderos(cabras ,ovejas). La caza y la pesca, constituyendo ambas un complemento importante en la dieta como tambien la recolecta de frutos silvestres (higos, miel, bellotas, granadas, nueces, almendras, etc). Todo esto nos hace pensar en una sociedad que basabasus recursos en un tipo de economía mixta, basada fundamentalmente en productos vegetales con una contribución alimenticia no muy alta en carne. Todavía no se puede generalizar ya que la disponibilidad de uno u otro alimento dependia da mútiples factores, en primer lugar de tipo ambientales-territoriales,ya que la Península ofrece diferentes habitats, y en segundo lugar factores de tipo antropológico-cultural como el comercio interno y intercambio de productos con poblaciones extrapeninsulares. Referente a las patologías alimentaria en mundo Ibérico no he encontrado muchos datos. Es cierto que una mala alimentación o deficiencia nutricional, conlleva a padecer diferentes patologías u anomalías dentales, oseas y metabólicas. No se puede excluir que las antiguas poblacíones de la peninsula sufrian temporadas de hambruna, un hecho muy curriente entre las antiguas civilizaciones.
La reconstrucción de las dietas y patologías alimentarias del mundo antiguo es un campo aún en desarrollo y falta mucho para alcanzar resultados sodisfactorios y penso que sólo con una seria colaboración entre diciplinas y coordinación de los datos entre los ambientes de estudio se llegará a mejorar las investigacíones.







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· The archaeooigy of Iberia, the dinamics of change. Edited by Margarita Diaz – Andreu AND Simon Keay,1997, pp158 – 171.

Breaking up the lead ore, 16th century style.


FOOD PYRAMID


EL PLOMO

Elemento químico, Pb, número atómico 82 y peso atómico 207.19. El plomo es un metal pesado (densidad relativa, o gravedad específica, de 11.4 s 16ºC (61ºF)), de color azuloso, que se empaña para adquirir un color gris mate. Es flexible, inelástico, se funde con facilidad, se funde a 327.4ºC (621.3ºF) y hierve a 1725ºC (3164ºF). Las valencias químicas normales son 2 y 4. Es relativamente resistente al ataque de los ácidos sulfúrico y clorhídrico. Pero se disuelve con lentitud en ácido nítrico. El plomo es anfótero, ya que forma sales de plomo de los ácidos, así como sales metálicas del ácido plúmbico. El plomo forma muchas sales, óxidos y compuestos organometálicos.
Industrialmente, sus compuestos más importantes son los óxidos de plomo y el tetraetilo de plomo. El plomo forma aleaciones con muchos metales y, en general, se emplea en esta forma en la mayor parte de sus aplicaciones. Todas las aleaciones formadas con estaño, cobre, arsénico, antimonio, bismuto, cadmio y sodio tienen importancia industrial.

Los compuestos del plomo son tóxicos y han producido envenenamiento de trabajadores por su uso inadecuado y por una exposición excesiva a los mismos. Sin embargo, en la actualidad el envenenamiento por plomo es raro en virtud e la aplicación industrial de controles modernos, tanto de higiene como relacionados con la ingeniería. El mayor peligro proviene de la inhalación de vapor o de polvo. En el caso de los compuestos organoplúmbicos, la absorción a través de la piel puede llegar a ser significativa. Algunos de los síntomas de envenenamiento por plomo son dolores de cabeza, vértigo e insomnio. En los casos agudos, por lo común se presenta estupor, el cual progresa hasta el coma y termina en la muerte. El control médico de los empleados que se encuentren relacionados con el uso de plomo comprende pruebas clínicas de los niveles de este elemento en la sangre y en la orina. Con un control de este tipo y la aplicación apropiada de control de ingeniería, el envenenamiento industrial causado por el plomo puede evitarse por completo.

El plomo rara vez se encuentra en su estado elemental, el mineral más común es el sulfuro, la galeana, los otros minerales de importancia comercial son el carbonato, cerusita, y el sulfato, anglesita, que son mucho más raros. También se encuentra plomo en varios minerales de uranio y de torio, ya que proviene directamente de la desintegración radiactiva (decaimiento radiactivo). Los minerales comerciales pueden contener tan poco plomo como el 3%, pero lo más común es un contenido de poco más o menos el 10%. Los minerales se concentran hasta alcanzar un contenido de plomo de 40% o más antes de fundirse.

El uso más amplio del plomo, como tal, se encuentra en la fabricación de acumuladores. Otras aplicaciones importantes son la fabricación de tetraetilplomo, forros para cables, elementos de construcción, pigmentos, soldadura suave y municiones.

Se están desarrollando compuestos organoplúmbicos para aplicaciones como son la de catalizadores en la fabricación de espuma de poliuretano, tóxicos para las pinturas navales con el fin de inhibir la incrustación en los cascos, agentes biocidas contra las bacterias grampositivas, protección de la madera contra el ataque de los barrenillos y hongos marinos, preservadores para el algodón contra la descomposición y el moho, agentes molusquicidas, agentes antihelmínticos, agentes reductores del desgaste en los lubricantes e inhibidores de la corrosión para el acero.

Merced a su excelente resistencia a la corrosión, el plomo encuentra un amplio uso en la construcción, en particular en la industria química. Es resistente al ataque por parte de muchos ácidos, porque forma su propio revestimiento protector de óxido. Como consecuencia de esta característica ventajosa, el plomo se utiliza mucho en la fabricación y el manejo del ácido sulfúrico.

Durante mucho tiempo se ha empleado el plomo como pantalla protectora para las máquinas de rayos X. En virtud de las aplicaciones cada vez más amplias de la energía atómica, se han vuelto cada vez más importantes las aplicaciones del plomo como blindaje contra la radiación.

Su utilización como forro para cables de teléfono y de televisión sigue siendo una forma de empleo adecuada para el plomo. La ductilidad única del plomo lo hace particularmente apropiado para esta aplicación, porque puede estirarse para formar un forro continuo alrededor de los conductores internos.

El uso del plomo en pigmentos ha sido muy importante, pero está decreciendo en volumen. El pigmento que se utiliza más, en que interviene este elemento, es el blanco de plomo 2PbCO3.Pb(OH)2; otros pigmentos importantes son el sulfato básico de plomo y los cromatos de plomo.

Se utilizan una gran variedad e compuestos de plomo, como los silicatos, los carbonatos y sales de ácidos orgánicos, como estabilizadores contra el calor y la luz para los plásticos de cloruro de polivinilo. Se usan silicatos de plomo para la fabricación de fritas de vidrio y de cerámica, las que resultan útiles para introducir plomo en los acabados del vidrio y de la cerámica. El azuro de plomo, Pb(N3)2, es el detonador estándar par los explosivos. Los arsenatos de plomo se emplean en grandes cantidades como insecticidas para la protección de los cultivos. El litargirio (óxido de plomo) se emplea mucho para mejorar las propiedades magnéticas de los imanes de cerámica de ferrita de bario.

Asimismo, una mezcla calcinada de zirconato de plomo y de titanato de plomo, conocida como PZT, está ampliando su mercado como un material piezoeléctrico.

Efectos del Plomo sobre la salud

El Plomo es un metal blando que ha sido conocido a través de los años por muchas aplicaciones. Este ha sido usado ampliamente desde el 5000 antes de Cristo para aplicaciones en productos metálicos, cables y tuberías, pero también en pinturas y pesticidas. El plomo es uno de los cuatro metales que tienen un mayor efecto dañino sobre la salud humana. Este puede entrar en el cuerpo humano a través de la comida (65%), agua (20%) y aire (15%).

Las comidas como fruta, vegetales, carnes, granos, mariscos, refrescos y vino pueden contener cantidades significantes de Plomo. El humo de los cigarros también contiene pequeñas cantidades de plomo.

El Plomo puede entrar en el agua potable a través de la corrosión de las tuberías. Esto es más común que ocurra cuando el agua es ligeramente ácida. Este es el porqué de los sistemas de tratamiento de aguas públicas son ahora requeridos llevar a cabo un ajuste de pH en agua que sirve para el uso del agua potable. Que nosotros sepamos, el Plomo no cumple ninguna función esencial en el cuerpo humano, este puede principalmente hacer daño después de ser tomado en la comida, aire o agua.
El Plomo puede causar varios efectos no deseados, como son:
Perturbación de la biosíntesis de hemoglobina y anemia
Incremento de la presión sanguínea
Daño a los riñones
Abortos y abortos sutíles
Perturbación del sistema nervioso
Daño al cerebro
Disminución de la fertilidad del hombre a través del daño en el esperma
Disminución de las habilidades de aprendizaje de los niños
Perturbación en el comportamiento de los niños, como es agresión, comportamiento impulsivo e hipersensibilidad.
El Plomo puede entrar en el feto a través de la placenta de la madre. Debido a esto puede causar serios daños al sistema nervioso y al cerebro de los niños por nacer.

Efectos ambientales del Plomo

El Plomo ocurre de forma natural en el ambiente, pero las mayores concentraciones que son encontradas en el ambiente son el resultado de las actividades humanas.
Debido a la aplicación del plomo en gasolinas un ciclo no natural del Plomo tiene lugar. En los motores de los coches el Plomo es quemado, eso genera sales de Plomo (cloruros, bromuros, óxidos) se originarán.

Estas sales de Plomo entran en el ambiente a través de los tubos de escape de los coches. Las partículas grandes precipitarán en el suelo o la superfice de aguas, las pequeñas partículas viajarán largas distancias a través del aire y permanecerán en la atmósfera. Parte de este Plomo caerá de nuevo sobre la tierra cuando llueva. Este ciclo del Plomo causado por la producción humana está mucho más extendido que el ciclo natural del plomo. Este ha causad contaminación por Plomo haciéndolo en un tema mundial no sólo la gasolina con Plomo causa concentración de Plomo en el ambientel. Otras actividades humanas, como la combustión del petróleo, procesos industriales, combustión de residuos sólidos, también contribuyen.

El Plomo puede terminar en el agua y suelos a través de la corrosión de las tuberías de Plomo en los sistemas de transportes y a través de la corrosión de pinturas que contienen Plomo. No puede ser roto, pero puede convertirse en otros compuestos.

El Plomo se acumula en los cuerpos de los organismos acuáticos y organismos del suelo. Estos experimentarán efectos en su salud por envenenamiento por Plomo. Los efectos sobre la salud de los crustáceos puede tener lugar incluso cuando sólo hay pequeñas concentraciones de Plomo presente.
Las funciones en el fitoplancton pueden ser perturbados cuando interfiere con el Plomo. El fitoplancton es una fuente importante de producción de oxígeno en mares y muchos grandes animales marinos lo comen. Este es el porqué nosotros ahora empezamos a preguntarnos si la contaminación por Plomo puede influir en los balances globales. Las funciones del suelo son perturbadas por la intervención del Plomo, especialmente cerca de las autopistas y tierras de cultivos, donde concentraciones extremas pueden estar presente. Los organismos del suelo también sufren envenenamiento por Plomo.
El Plomo es un elemento químico particularmente peligroso, y se puede acumular en organismos individuales, pero también entrar en las cadenas alimenticias.

PIOMBO CONTAMINAZIONE:RISCHI PER LA SALUTE

PIOMBO

Descrizione

Il piombo è un minerale in traccia altamente tossico. Negli ultimi anni l’avvelenamento da piombo per gli esseri umani ha cambiato provenienza ma ha probabilmente aumentato la sua estensione.
Il corpo umano può tollerare una dose massima di piombo che va da 1 a 2 milligrammi senza intossicarsi. Un chilo di cibo contaminato dal piombo, con un rapporto di 1 parte per milione, contiene un milligrammo di piombo. Ciò non lascia un largo margine di sicurezza.

Assorbimento ed immagazzinamento

Il piombo contenuto negli alimenti viene scarsamente assorbito ed è eliminato principalmente attraverso le feci. Il piombo può penetrare nel corpo attraverso la pelle e il tratto gastrointestinale. Il piombo assorbito entra nel sangue e viene immagazzinato nelle ossa e nei tessuti morbidi, incluso il fegato. Se ingerito in quantità minime, l’espulsione del piombo ha lo stesso ritmo dell’assunzione, per cui la quantità immagazzinata è trascurabile. Il piombo che si accumula nel corpo viene trattenuto nel sistema nervoso centrale, nelle ossa, nel cervello, nelle ghiandole e nei capelli.

Dosaggio e tossicità

E’ difficile quantificare i livelli critici di assunzione di piombo, al di sopra dei quali avviene un’immagazzinamento eccessivo. Un’assunzione eccessiva di piombo può venire dal consumo di distillati alcolici di non chiara provenienza e cibi conservati in ceramiche smaltate a piombo, cotte a temperatura insufficiente per permettere una corretta fissazione del piombo ed evitare che particelle del minerale potessero passare negli alimenti. I regolamenti attuali hanno abbassato il contenuto di piombo permesso nelle ceramiche, ma i prodotti di provenienza estera non seguono gli stessi regolamenti.

Alcuni integratori di calcio sotto forma di farina di ossa possono essere contaminati dal piombo. L’avvelenamento da piombo può venire anche dal consumo di acqua acida e dolce che erode il piombo delle tubature, presenti negli edifici costruiti prima degli anni ‘30, dal metallo per saldare i tubi di rame usato sino al 1986, dai cibi contenuti in recipienti saldati con il piombo (nel 1987 tutti i fabbricanti americani, ad eccezione di una percentuale del 15,9% rispettavano il regolamento che prevede l’uso di altre sostanze), da vernici a base di piombo, cosmetici, sigarette (a causa dell’insetticida a base di piombo usato per il tabacco), dalla combustione del carbone, da scaglie di vernici o rivestimenti a base di piombo e dai gas di scarico dei motori. L’accumulo di piombo nel corpo umano legato ai gas di scarico dei motori è causato direttamente dall’inalazione e indirettamente dal piombo che si deposita nel terreno e nelle piante lungo le autostrade e nelle zone urbane. Attualmente esiste un certo grado di protezione grazie all’introduzione delle marmitte catalitiche; tuttavia la benzina al piombo è ancora in commercio.

Anche se il livello di inquinamento da piombo nell’aria si è abbassato, rimangono dai 4 ai 5 milioni di tonnellate accumulate nel terreno negli anni ‘70. Le persone che coltivano terreni nelle vicinanze di strade o autostrade dovrebbero far analizzare il terreno.
L’avvelenamento da piombo in forma acuta si manifesta con coliche addominali, encefalopatia (disfunzione cerebrale) mielopatia (ogni affezione del midollo spinale) e anemia. Il piombo può ostacolare il normale funzionamento del cervello interferendo e sostituendosi all’azione di altri minerali vitali, come lo zinco, il ferro e il rame, che regolano i processi mentali. Alti livelli di piombo causano danni al sistema nervoso e iperattività. L’intossicazione da piombo nei bambini può provocare disordini nell’apprendimento, dislessia, rallentamento dei riflessi, mancanza di coordinazione occhio-mano e problemi di comportamento. Anche livelli molto bassi possono causare questi disturbi.

E’ stato provato il legame tra il piombo ingerito con l’acqua potabile e il ritardo mentale e fisico infantile. Il piombo contenuto nell’acqua potabile ingerito da una donna incinta può attraversare la placenta e depositarsi nel cervello del feto. Circa il 90% del piombo immagazzinato nel corpo della madre può attraversare la placenta. Si ritiene che circa il 16% dei bambini abbia livelli di piombo superiori al normale. Livelli anormalmente alti sono stati trovati nei bambini morti per la sindrome della morte in culla.
L’intossicazione da piombo può manifestarsi nei bambini attraverso un fenomeno chiamato pica, che consiste nell’ingerimento di sporcizia, carta o vernici contenenti piombo. Tra i sintomi dell’intossicazione da piombo ricordiamo la depressione, l’emicrania, l’irrequietezza, l’irritabilità, la difficoltà di concentrazione, l’indebolimento della memoria, l’insonnia, le allucinazioni, la debolezza e i dolori muscolari, la nausea e le indigestioni. Le gengive possono diventare bluastre, può manifestarsi anche paralisi delle estremità, cecità, disturbi mentali e persino follia.

L’intossicazione può causare anche impotenza maschile, sterilità e anemia. Il consumo di alcool facilita il depositarsi del piombo nei tessuti morbidi, incluso il cervello. I danni più gravi sono a carico del cuore, del fegato, dei reni e del sistema nervoso. Alti livelli di piombo possono causare carenza di proteine e se si presenta anche carenza di vitamina E la probabilità di intossicazione è maggiore.
La cura più usata in caso di avvelenamento da piombo consiste in una dieta a base di calcio, iniezioni di una soluzione di cloruro di calcio e l’assunzione di vitamina D. Il calcio impedisce l’accumularsi del piombo nel corpo riducendone l’assorbimento nel tratto intestinale. Una quantità insufficiente di calcio permette l’accumularsi del piombo nel sangue, nelle ossa e nei tessuti morbidi.

La vitamina C somministrata in dosi che possono raggiungere i 6 grammi al giorno può favorire l’eliminazione del piombo. Sono efficaci anche gli aminoacidi cisteina e metionina e gli altri minerali. La tiamina ha un effetto molto potente nei confronti di questa tossina.
Un modo efficace per prevenire l’avvelenamento da piombo è l’assunzione quotidiana di piccole quantità di alginato di sodio. L’alginato di sodio è una sostanza non nutritiva che si trova nelle alghe kelp del Pacifico e viene utilizzata nella preparazione di diversi cibi per dare una consistenza più densa. Si attacca al piombo presente e lo trasporta dolcemente fuori dal corpo.

EL PLOMO COMO ELEMENTO CONTAMINANTE:METODO DE INVESTIGACION.

RESUMEN

En el año 2002 casi al final de mi carrera, el director del departamento de ciencias biológicas y antropológica Prof. Francesco Mallegni me propuso de empezar un trabajo de investigación de paleodieta. Esta investigación tenía como objetivo evidenciar las relaciones entre datos historicos-bibliograficos-archivisticos y datos cientificos en el estudio de una parte de la población proviniente de la iglesia de San Giovanni Battista en Fizzano, un pueblo situado entre las montañas de Lunigiana, en el norte de Toscana (Italia). El intento principal era confirmar los analisis de paleodieta a través de un estudio comparado de las fuentes escritas y arqueológicas.
El metodo de investigación untilizado en laboratorio es la espectroscopia a absorción atómica (AA) es una técnica muy común en la paleodieta y permite analizar un elemento a la vez, posee una muy alta sensiblidad hacia muchos elementos químicos. Esta se basa segun la ley de Kirchoff:” LA MATERIA ABSORBE LUZ A LA MISMA LONGITUD DE LA OLA QUE SE EMITE”. El procedimiento para llegar a la lectura de los elementos en traza son comunes a todos los metodos de investigación de paleodieta..1) estraccion de partes de hueso del femur o de la tibia.2) limpieza.3) cenizacion y polverizacion.4)digestion en acidos,acisos nitrico y cloridico.5) La lectura de los elementos en traza es muy complexa porque requiere medidas particulares por cada uno de estos. Los elementos que he tomado en consideración son los elementos que se usan para indicar una dieta a base de vegetales y cereales como stroncio y magnesio y el Zinc y Cobre ,elementos indicativos de una dieta a base de carne. Entre los elementos tóxicos hemos decidido analizar el Plomo, este metal al contrario de otros pertenecientes a la misma categoria, presenta sólo pequeñas variaciones en los procesos de diagénesis.
Todos los elementos citados han sido relacionados con el calcio porque este es parte integra de la matriz del hueso y su decadencia mientras permanece en el suelo, conllevaría a la decadencia de los demás elementos. Por esa razón es importante mantener una relación matemática constante entre los diversos elementos.
Otro paso determinante en la correcta elaboración de los datos es la correción con el sitio, es decir relacionar los valores del elemento/Ca del hombre con los de los animales herbívoros encontrados en la misma excavación. La relación ( sr/ca) debe de ser menor de uno ya que más cercana a la unidad esté, más existe la posibilidad de que la dieta de los individuos analizados fue de tipo vegetal. Los factores son diferentes para que el proceso de diagenesi se ponga en marcha, por eso en un proceso correcto no se podía dejar de analizar partes de tierra cercana a los huesos y lejana de estos. Se tenía que analizar todo para estar seguro que los huesos no estaban contaminados. Los individuos Fivizzanos examinados han sido 25 en total( 9 hombres de edades comprendidas entre 16 -55 años y 6 mujeres entre 20 y 45 años y finalmente 10 niños entre 1-15 años.) Los resultados de este estudio referentes a la alimentación fueron que su dieta se basaba en frutas, verduras y cereales y también carne de ganado y también animales salvajes.


Con los valores sr/ca y zn/ca se identifico el tipo de economia de nuestro grupo que resulro se “agricolo-rica”.
Todo esto fué comfirmado a tenor de la recogida de datos historicos-archivisticos.
Las sorpresas llegaron cuando fueron elaborados los datos del plomo.
Es que este metal si se presenta en cantitades infinitesimales (oligos elementos en traza) puede ser util para el organismo pero en nuestro caso resultó ser presente en cantidades muy elevadas. Sobretodo entre los más jóvenes. En primer lugar, el estudio del plomo( en valores absolutos) se dividió en tres grupos:
1. entre 42-82 ppm estaban ocho de los 25 individuos.
2. entre 91-195 ppm entraron 15 individuos.
3. entre 301-334 ppm 2 individuos.
Todos los jovenes estaban entre 91 y 334 ( 2º y 3er grupo) con una media de 179, 60 ppm. Mientras que los hombres y las mujeres estaban incluidos dentro del 1er y 2º grupo con una media de 90.50ppm las mujeres y 77,89 los hombres.
El valor absoluto estándar del plomo fue de 69ppm, corrovorado el grado elevado de contaminación, se aplicó el T-Test( comparación estadística entre sexo masculino y femenio utilizando el numero de individuos , valores medios y desviación estándar)
para detectar que la posibilidad de semejanza entre sexos por la relación plomo-calcio era igual al 100%. Esto nos indica que el resto de contaminación era el mismo para las mujeres y los hombres.
Empiezo así , una investigación referente a las eventuales fuentes de envenenamiento de esta población toscana. La cual me lleva a las diferentes hipótesis :
• Una posibilidad del presunto envenenamiento es el consumo del agua potable, a través de las tuberías de plomo. Usadas sobretodo en la época romana , pero también en época medieval.
• Otra causa de contaminación podría ser el uso de vajillas en peltre o plata poco depuradas, las cuales ceden plomo a las bebidas o líquidos .
• Elevadas concentraciones de plomo en el organismo, podían también ser causadas del uso de los aditivos y conservantes para la elaboración del vino ( tales como el azúcar de plomo o acetato de plomo). La utilización de estos, ampliamente documentada, perdúra casi hasta la época moderna .

Estas tres conclusiones no podían ser decartadas ya que su fundamento podía ser cierto, el problema era que no se disponía del material arqueológico-histórico para poder demostrarlo de manera suficientemente segura.
Una respuesta determinante llegó cuando consulté con un grupo de arqueólogos que habían participado anteriormente en unas excavaciones de la misma zona de estudio en la que yo me encontraba. Los arqueólogos me confesaron haber descubierto ceramica correspondiente a la época de mi interés de estudio ( XIV- XV DC). Se trataba de un tipo de cerámica utilizada cotidiánamente en esta zona de la Toscana y en esta época llamada “ Cerámica a vetrina pesante” que tenia como componente fundamental en el revestimieno la Sílice . Este metal pero, se funde a temperaturas muy elevadas ( 1475 cº -1715cº) demasiada temperatura para la cocción de la cerámica. Era indispensable por lo tanto, añadir a la Silice otras substancias con función fundente tales como el óxido de plomo ( metal utilizado en época medieval ) y además en cantidades muy elevadas. Lo cual resultaba muy tóxico y exponía a esta población a riesgo de enfermedades por la causa de la contaminación del plomo.
La última investigación del plomo nos daba como conclusión que los índices máximos de contaminación que puede soportar el organismo humano es de 10ppm. Cantidades más elevadas podrían producir insuficiencia renal, hepática y problemas neuronales, sobre todo en las poblaciones más jóvenes.

PALEONUTRITION

There are several kinds of data that inform us about what our ancestors ate. Reviewed in this entry are the data from studies of living primates, archaeology, paleontology, and living hunter-gatherer societies.

Primate Studies

The living primates include prosimians, New World monkeys, Old World monkeys, Asian and African apes, and people. Fossil evidence indicates that all primates evolved from insectivore-like mammals that lived some seventy-five million years ago. Primate ancestors may have been those insectivores that moved into the flowering trees of these tropical forests to exploit insects, and then the flowers, fruits, gums, and nectars of those trees. The large number of essential nutrients required in the human diet (forty to fifty essential nutrients) is likely a consequence of the tropical primate diet. Tropical forests are characterized by having a high diversity of species, but a low density of any given species. With a wide variety of food resources, especially fruit, foliage, and insects, ancestral primates were able to obtain many vitamins, minerals, protein, carbohydrates, and fats from their diet. It is metabolically expensive, in terms of energy consumption, for an organism to manufacture its own nutrients (a process called autotrophism). Through mutation and selection, those early primates that reduced autotrophism, and shifted to a dependency on dietary intake to meet their nutrient needs would have gained an energetic advantage, one that could be put to use, for instance, to increase reproduction.

The human primate is unusual in that seeds, grasses, roots, and vertebrate meat are major components of both its modern and ancient diet. Grasses and roots are the category of plant food most often missing from the diet of other primates. Seeds, grasses, and roots have their nutrients protected by cellulose membranes that must be mechanically broken. This can be done by mastication (chewing), or by using technology. Humans, and our hominid ancestors dating back to Australopithecus, possess the anatomy (e.g., small canines, flattened molars, and enlarged pterygoid muscles—those that move the lower jaw from side to side) that allows for a type of chewing called rotary grinding, which can break cellulose. Humans, and our ancestors of the genus Homo, are also dependent on technology (e.g., tools or fire) for food processing. Technology is also required for hunting at a level that makes vertebrate meat a regular part of the diet. For this reason, meat from vertebrates, either hunted or scavenged is not reported as a major component for any nonhuman primate species, although some baboons and chimpanzees regularly hunt mammalian prey.

Archaeology and Paleontology

Archaeological methods focus on the recovery and identification of food remains, of tools and other artifacts used for the acquisition and processing of food, on the analysis of food contained within coprolites (fossilized feces), on the reconstruction of ancient habitats, and on the analysis of hominid fossils. Paleontological data are derived from the kinds and percentages of fossil remains found at a site. Each type of evidence contributes some knowledge, but each has serious limitations. The association of hominid fossil remains with the skeletal remains of other fossil vertebrates may result from geologic forces, such as rivers carrying dead carcasses to a central location or a volcanic eruption burying simultaneously a community of animals, rather than hominid food gathering behavior.

In The Descent of Man (1871), Charles Darwin proposed that hunting large game provided much of the selection pressure for human evolution. That view persisted through the 1960s, but more recent data, based on fossil and archaeological remains and the study of living hunting and gathering people, such as the !Kung and Australian Aborigines, show that gathering and processing of plant foods is the main activity of tropical foragers. Moreover, women in living foraging societies provide most of the calories consumed by these people. These observations turned "man the hunter" into "woman the gatherer."

Additional evidence is based on analyses of bone and stone tool material associated with early hominids. Scanning electron microscope images of mammalian long bones dating to 1.7 million years ago show that cut marks produced by stone tools were incised above those made by carnivore teeth and the teeth of known scavengers, such as porcupines. If one assumes that the order of markings reflects the order of use by hunters and scavengers, the hominids were the last to have at the bones, even after porcupines. Early hominids may have been collecting bones for their marrow and brain tissue rather than for any meat still remaining on the surface of the bone. Marrow and brain are high in fat and protein, but few carnivores have the morphology necessary to break open large long bones. The invention of stone tools, first manufactured by hominids about 2.2 million years ago, may have been a dietary adaptation for extracting marrow. Hominids may also have scavenged for larger pieces of meat, perhaps stealing meat from leopards. Leopards carry their kills up into trees and consume their prey over several days. J. A. Cavallo believes that human ancestors may have scavenged these arboreal caches of meat.

Despite the evidence for scavenging animal carcasses and, perhaps, preying on leopards, the bulk of the hominid diet has almost always been from plants. The stone tools of the early hominids may also have been used to process hard to chew plant foods, such as seeds. Studies of the finer details of early hominid dental structure and tooth wear using the scanning electron microscope and tooth wear experiments found that the diet of the early hominids, including Australopithecus and Homo habilis, was largely herbivorous, including softer plant foods (leaves, fruits) as well as the tougher seeds and tubers. Given all the evidence now available, perhaps it is safest to say that the gathering of plants, insects, bird's eggs, and other relatively immobile foods and the scavenging of marrow from carnivore kills typified early hominid food behavior.

Homo erectus added fire to its repertoire of technology. Fire, which may have been used as early as 1.4 million years ago and was certainly controlled by 750,000 years B.P., provided warmth, light, protection, and a new way to process foods. Where and how cooking was invented is a matter for speculation. Cooking, by roasting or boiling, increases the nutritional benefit of many vegetable foods by helping to break down the cellulose of those foods that is indigestible to people. Fire may be used to open large seeds that resist even stone tools. Cooking, especially drying or smoking, helps to preserve foods for storage. Fire may also be used to get foods, especially by driving game towards a convenient killing site. All of these uses of fire did not appear simultaneously, and many appear to be the invention of Homo sapiens rather than Homo erectus. What is certain is that the controlled use of fire was a significant addition to hominid technology with profound consequences for nutritional status.

Coprolites are fossilized feces. Such "hard evidence" might seem to provide unequivocal verification of dietary habits, but coprolites are subject to misinterpretation. First, the coprolite must be identified unambiguously as being from a hominid. Second, coprolites can only verify that a particular substance was eaten. That substance may or may not have been a food item itself, it may have been ingested coincidentally along with a food, such as a seed or insect clinging to an animal or plant. Third, only indigestible substances will be found in feces and those substances must be suitable candidates for fossilization to be preserved in a coprolite. Thus, coprolite analysis may provide a very biased picture of the true dietary intake. Even so, considerable information has been obtained about the diet of prehistoric humans and limited information about the diet of hominid species ancestral to modern people. The animal affinity of desiccated coprolites can be determined by placing the specimen in a trisodium phosphate solution for seventy-two hours. Human coprolites turn the solution an opaque dark brown or black color and no other species produces this effect. Other characteristics of human feces are inclusions of charcoal and the presence of undigested animal parts from a wide variety of species. Charcoal comes from cooking food over a wood fire. Since people cook their food and other animals do not, the presence of charcoal in feces is indirect evidence for a unique human behavior. People also have an eclectic diet compared with most other mammals, so undigested parts from a wide variety of species is another indicator of the human affinities of a coprolite.

More than a thousand paleoindian coprolites from the American Southwest have been identified and analyzed. One group of specimens was collected from Texas sites that date from 800 B.C.E. to 500 C.E., representing the temporary camps of hunting and gathering peoples. By comparing the pollen content of the coprolites with that found in the adjacent soils it was determined that the people had consumed high quantities of flowers. Because the physical characteristics of flower pollens are unique to each species it was possible to determine that flowers of agave, sotol, yucca, prickly pear cactus, gilia, and lead-tree were popular foods. Also found were remains of wild onion bulbs, bark, grasshoppers, fish, small reptiles, and snails. Although not the current cuisine of Texas, this diet is typically human in its diversity of species. The flower pollen even provides a time frame for the occupation of the sites, spring and early summer.

The oldest verified coprolites of a hominid species are from the Homo erectus site of Terra Amata located on the French Mediterranean. These coprolites may be as old as 300,000 B.P. and they are heavily mineralized. They have only a slight reaction to trisodium phosphate rehydration. The specimens contain sand grains, charcoal, and mollusk shell fragments. The sand and shell are expected since Terra Amata is a beach front site, and the charcoal helps establish that foods were cooked before consumption (perhaps evidence for a prehistoric clam bake).

Trace element and stable isotope analysis. A general picture of the relative amounts of plant and animal food in the diet may be available from chemical analyses of stable isotopes and trace elements in skeletal remains. For example, the more 13C (a form of the element carbon) in a skeleton the more C4 plants in the diet. C4 plants include the domesticated grains maize, millet, and sugarcane, while C3 plants include virtually all those growing wild in temperate regions. The amount of the stable nitrogen isotope 15N in skeletons indicates an animal's place within the food web. The amount of 15N is higher as more animal protein is included in the diet. Figure 1 illustrates the relationship of these stable isotopes to diet in several mammalian species. This method is most useful when analyzing human skeletons during the transition to agriculture, that is, during the past ten thousand years. A greater dependence on agricultural crops shows up in human skeletons as more C4 plants ( 13C) and, generally, less animal protein ( 15N). Agricultural societies are often stratified socially into higher and lower social classes. Higher classes often have greater access to animal protein. Thus, within agricultural societies the upper classes may have more 15N in their skeletons. This allows archeologists to use stable isotopes as markers of social status.

There are exceptions to the usual 15N indicator of social status. In 1995 Douglas Ubelaker and coworkers analyzed the skeletons from high and low status graves at the archeological site called La Florida in Ecuador. The site dates from 100 to 450 C.E. There were no differences in the levels of protein ( 15N) in these skeletons, but there is a statistically significant difference in the C4 levels between the two groups. The high status group had higher levels of C4. The only C4 plant—the only domesticated plant—that ancient people of highland Ecuador consumed in quantity, was maize. The researchers explain that the extra maize consumed by the elites was in the form of an expensive and politically restricted food called beer. Elites controlled the production and consumption of beer. Maize beer was produced by the chief's household and was doled out to the commoners at feasts in return for their labor. Chiefs also paid tribute to each other in the form of beer and offered copious amounts of beer at royal funerals. Chiefs were buried with many ceramic vessels, and at La Florida 70.5 percent of these were devoted to the brewing and serving of maize beer.

Studies of Living Hunters and Gatherers

All but one-tenth of 1 percent of humans derive their food from some form of agriculture. However, from the time of the Australopithecus until about ten thousand years ago, a period that covers 99 percent of human evolution, all hominids lived in bands and produced food by foraging—the gathering, scavenging, and hunting of wild foods. Most human physical traits, and many behavioral propensities, evolved during the time that hominids lived as hunters and gatherers. This includes current human dietary requirements, adaptations for food acquisition and processing, and biocultural responses to food. Studies of the few remaining cultures of hunting and gathering peoples offer an indirect view of that ancient style of life, now nearly extinct.

Foragers are a diverse group geographically and culturally, ranging from the arctic Inuit and Eskimo, to the tropical forest Ache (Paraguay), to the dry scrub San (Africa), and the desert Australian Aborigines. Yet, the research shows some consistencies in behavior and diet. The diversity of food resources utilized is high among gathering and hunting peoples compared with agriculturists. The !Kung San of southern Africa, for instance, eat 105 species of plants and 144 species of animals (Lee, 1984). The Australian North Queensland Aborigines exploit 240 species of plants and 120 species of animals. The Ache forage on fewer species, about 90 types of plants and animals. Even the Dogrib, residing in the sub-arctic of Canada, gather 10 species of plants and 33 species of animals (Hayden, 1981). That is a small food base for hunters and gatherers, but still a large number relative to agriculturalists who, on a world-wide basis, subsist largely on four species of plants (wheat, rice, potatoes, and maize) and two species of animals (cattle and hogs).

A second common feature is that gathered foods (plants, insects, bird's eggs, turtles, etc.) are the primary subsistence base in most foraging societies. Lee compared fifty-eight forager groups and found that the primary subsistence source was gathering for twenty-nine, fishing for eighteen, and hunting for eleven. Often, the use of many species for subsistence is correlated with the high diversity, low density, or seasonality of food items in the environment. In habitats where low density is combined with the wide dispersal of foods, foragers must be mobile and live in small groups. A small mobile social group is a third typical feature of forager societies. Average group size ranges from nine to fifty-five and average densities range from one to two hundred people per hundred square miles. Mobility ranges from daily movement from camp to camp to seasonal sedentariness at one camp, such as a winter lodge or a summer camp.

A fourth common feature is that all foragers depend on technology to procure, process, and store food. Technology ranges from simple to complex, both in amount and sophistication. Savanna and desert foragers, such as !Kung and Australian Aborigines, use a digging stick to get at roots and tubers that are hidden from view or not possible to extract using hands alone. The digging stick seems simple, but that tool more than doubles the calories available to the people who use it as compared with nonhuman primates living in similar habitats. Bow and arrow are used by some groups to hunt large game. At the other extreme of material culture are the Inuit and Eskimo, who possess dozens of pieces of equipment for hunting or fishing, including hooks, spears, sleds, knives, and specialized clothing. The relative complexity of Inuit and Eskimo material culture is required to extract food from a harsh environment.

Food preparation techniques include cooking (such as boiling, steaming, roasting, and frying), soaking, grinding and grating, pounding, drying, fermenting, and putrefying (as in "aged" meat). Many human foods are poisonous prior to preparation by one or more of these techniques. Such toxic raw foods include acorns and horse chestnuts, eaten by many North American Indian foragers and manioc, a root crop, which is a dietary staple of many African societies. The toxins in all these foods are removed by leaching, that is, by boiling them in water and then allowing the food to dry prior to consumption. Rhubarb and cashews, eaten by some people in modern industrial societies, are also toxic until cooked by boiling or roasting. Finally, food storage by drying, caching, and, where possible, freezing or salting is common to many forager groups. It is essential to point out here that dependence on technology for food procurement, the processing of food, and food storage are all behaviors unique to the human species and found universally in all known human cultures.

Sharing and the division of labor comprise a fifth characteristic of foragers. All known living hunters and gatherers share some food, even small game and vegetables in many cultures, and have some division of labor indicating that this is a universal human nutritional adaptation. Sharing and division of labor may best be viewed as behaviors that, first, reduce the effects of unpredictability and variance in food supply, and, second, increase reproductive fitness—that is to say, they increase the healthy development of the individual and his or her likelihood to reproduce. By dividing the social band into working groups based on sex and age, more of the necessary subsistence tasks may be accomplished in a shorter period of time. In tropical and temperate regions, adults may gather plant foods, honey, insects and other small animal foods, and hunt larger animal prey. Children may remain at the camp in an age-graded play group, with older children caring for younger children, or may accompany their parents so as to learn foraging techniques. In extreme environments children may provide significant amounts of foraged food, as they do in Hadza society.

Summary

The human diet is unusual because of our high intakes of grasses, seeds, and grains and, for some people, high intakes of meat. No other primate has this mixture of foods in its diet. The interaction between the biological history and the sociocultural behavior of people accounts for our diet. The human place in nature as primates explains our broad requirements of essential nutrients. Fossil and archaeological evidence help to account for the development of the types of foods eaten and the technology needed for food acquisition, preparation, and storage. The study of living hunting and gathering peoples compliments and supports these other sources of evidence. Five features of food, behavior, and demography are typically found in hunting and gathering societies: a high diversity of food types; greater dependence on gathering rather than hunting; small mobile social groups; dependence on technology for acquiring and processing foods; and division of labor and sharing (a sixth feature, stable population size with high infant and childhood mortality balancing fertility, is not discussed here, but see Bogin, 2001). Taken together, the sources of knowledge reviewed here provide the basis for understanding human paleonutrition and the biocultural nature of contemporary human nutrition.

Bibliography

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Bogin, B. The Growth of Humanity. New York: Wiley-Liss, 2001.

Bryant, V. M. Jr., and G. Williams-Dean. "The Coprolites of Man." Scientific American 232 (1975): 100–109.

Cartmill, M. "Rethinking Primate Origins." Science 184 (1974): 436–443.

Hayden, R. S. O. "An Order of Omnivores: Nonhuman Primate Diets in the Wild." In Omnivorous Primates, edited by R. S. O. Hayden and G. Teleki, pp. 191–214. New York: Columbia University Press, 1981.

Lee, R. B., and R. Daly. The Cambridge Encyclopedia of Hunters and Gatherers. Cambridge, U.K.: Cambridge University Press, 1984.

Schoeninger, M. J. "Stable Isotope Studies in Human