¡Invisible para el ojo! El estudio del pasado a través de las biomoléculas

mCubas

Dr. Miriam Cubas

Todos tenemos la imagen de la Arqueología como una intensa experiencia en un yacimiento en medio de un exótico país. Posiblemente la primera imagen que se nos viene a la cabeza sea, ¿Egipto? Sin embargo, esta ciencia comprende el estudio del pasado desde distintas perspectivas,  y con la aplicación de una gran variedad de técnicas de análisis.

Sin duda, la excavación arqueológica es uno de los trabajos más interesantes y atractivos, pero siempre está acompañado de un intenso trabajo de laboratorio. Una de las aplicaciones más innovadoras y recientes en Arqueología es el estudio de las biomoléculas; desde el ADN de los Neandertales hasta los lípidos conservados en las cerámicas arqueológicas. Posiblemente todos hayamos visto noticias sobre el ADN de los Neandertales y su relación con nuestra especie, pero ¿qué sabemos sobre el estudio de los lípidos? ¿Qué relación tienen con la Arqueología?

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Cerámica arqueológica recuperada en Verson, Francia. (Foto: Annabelle Cocollos, Germain-Vallee, 2015)

Los lípidos, al igual que otras biomoléculas como el ADN, las proteínas o los carbohidratos se conservan a lo largo del tiempo en distintos materiales recuperados en los yacimientos arqueológicos. Los lípidos son un tipo de biomoléculas muy heterogéneas, pero todos ellos con una característica común: son indisolubles en agua. Entre los lípidos se encuentran las grasas animales, hormonas y vitaminas esenciales para el organismo, y también los aceites vegetales, como el aceite de oliva, y las ceras. Mientras que el ADN y las proteínas se recuperan generalmente de los huesos humanos y animales documentados en los yacimientos, los lípidos tienen una peculiaridad muy particular: se conservan no sólo en el material orgánico sino también en otros materiales, como la cerámica. En este punto os preguntaréis: ¿qué particularidad tiene eso?  Pues bien, la cerámica no es un material que haya existido durante toda la historia de la Humanidad, sino que surge en distintos momentos y lugares a lo largo de la Prehistoria. Hasta ahora, se había explorado el momento de aparición de las cerámicas en las distintas partes del mundo e incluso la forma, la decoración y las técnicas con las que estaban realizadas. Ahora, el estudio de los lípidos que llevamos a cabo en nuestro grupo de investigación permite analizar también el porqué, es decir, a qué se destinaban estas primeras cerámicas y qué productos eran cocinados.

 

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Los dos ácidos más comunes que se identifican en cerámicas arqueológicas: palmítico y esteárico. (Fuente: Wikimedia Commons)

Pero, ¿cómo se conservan los lípidos en las cerámicas arqueológicas? Durante la elaboración de la cerámica se forman una serie de poros en su microestructura  que generalmente sólo son visibles bajo el microscopio. Sin embargo, estos poros se convierten en el lugar perfecto para la conservación de los lípidos procedentes de los alimentos que son cocinados (grasas animales, aceites, etc). Gracias a ello se pueden extraer los lípidos conservados en los poros de la cerámica y llevar a cabo su análisis para así poder reconstruir qué alimentos fueron cocinados en el pasado, y de qué forma.

Análisis de residuos orgánicos: una breve introducción (Early Pottery Research Group – BioArch- Departamento de Arqueología, Universidad de York).

La introducción y aplicación de estas técnicas de análisis biomolecular al estudio de la cerámica arqueológica ha permitido responder, por el momento, a algunas de las incógnitas sobre el origen de esta tecnología. Así por ejemplo, sabemos que las primeras cerámicas aparecieron en el extremo este del continente euroasiático hace 17000 años, y que durante la mayor parte de la Prehistoria, y en muchos lugares hasta algunos milenios después, los grupos humanos vivieron sin utilizar la cerámica. En términos arqueológicos, se trata de una tecnología relativamente reciente y ahora, gracias a la aplicación de los estudios de lípidos en cerámicas arqueológicas, sabemos por qué surgió esta tecnología.

Loading trays of gas chromatographer

Análisis de cromatografía de gases-espectrometría de masas. (Foto: EPRG. BioArch-Departamento de Arqueología, Universidad de York)

Estos estudios están arrojando nuevas hipótesis sobre aspectos tan interesantes como la aparición y procesado de los lácteos en el continente euroasiático, el uso de determinadas especias en la preparación de los alimentos durante la Prehistoria, e incluso, la aparición de bebidas fermentadas como la hidromiel.

Los continuos avances científicos en estos aspectos arrojarán importante información sobre la aparición de los distintos alimentos y su cocinado durante la Historia de la Humanidad y su impacto en las sociedades pasadas. Somos lo que comemos, y la evolución de las sociedades humanas está claramente determinada por los recursos alimenticios y su procesado. Así, el estudio de las prácticas culinarias a lo largo de la Prehistoria constituye en la actualidad una interesante y novedosa línea de investigación.

Por Dr. Miriam Cubas, investigadora postdoctoral Marie Curie, BioArCh-Departmento de Arqueología, Universidad de York. SRUK Delegación de Yorkshire.

Más información:

Sociedad de Ciencias Aranzadi

UNIARQ – Centro de Arqueologia da Universidade de Lisboa. Faculdade de Letras de Lisboa. Universidade de Lisboa

Early pottery research group

Early Pottery research group Facebook page

Perfiles de la autora:

Academia

Researchgate

Universidad de York

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Unseen by the eye! The study of the past through biomolecules

Archaeology often conjures up images of exciting discoveries at a site in an exotic country. Possibly the first picture that comes into our mind will be that of Egypt. However, the science includes the study of the past from different perspectives and through the use of a wide range of analytical techniques.  An archaeological excavation is undoubtedly one of the most thrilling and attractive experiences, but it is always followed by hard work in the laboratory. One of the latest and most innovative applications in archaeology is the study of biomolecules; from Neanderthal DNA to the lipids on archaeological pottery. We all may have seen news about Neanderthal DNA and their relation with our species, but, what do you known about lipids? What do they have to do with archaeology?

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Archaeological pottery recorded in Verson, France. (Photo: Annabelle Cocollos, Germain-Vallee, 2015)

Lipids, like such other biomolecules as DNA, protein and carbohydrates, are preserved over time on the different kinds of remains found at archaeological sites. They form a very varied type of biomolecule, but they all share the same characteristic: they are insoluble in water. Lipids include animal fats, hormones and essential vitamins for the organism, and also vegetable oils, like olive oil, and wax. Whereas DNA and proteins are normally sampled from human and animal bones found at sites, lipids are very peculiar as they are preserved not only on organic matter but also on such objects as pottery. Now we may ask, why is that important? The fact is that pottery has not existed throughout the whole history of humankind, but appeared at different times and in different places during prehistory. Until now, we have studied the time when pottery appeared in different parts of the world, the shape and decoration of the recipients and even the techniques with which they were made. But now, the study of lipids we carry out in our research group is also allowing us to analyse why pottery was made, that is to say, the purpose of the first pots and the products they held.

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The most common fatty acids identified in archaeological pottery: palmitic and stearic. (Source: Wikimedia Commons)

How are lipids preserved on archaeological pottery? When the recipients are made, a series of pores are formed in their microstructure that are usually only visible under the microscope. However, these pores become the perfect place to preserve the lipids from the food that was cooked in the pots (animal fats, oil, and so on). The lipids can then be extracted from the pores in the recipients and analysed. In that way, we can discover what foodstuffs were cooked in the past and how.

Organic residue analysis: a brief introduction (Early Pottery Research Group – BioArch-Department Archaeology, University of York).

The introduction and application of these biomolecular techniques to the study of archaeological pottery has succeeded in solving some of the mysteries about the origin of ceramics. We know, for example, that the first pottery appeared in the far east of Asia about 17,000 years ago, whereas during most of prehistory and in many places until thousands of years later, human groups lived without possessing ceramics. In archaeological terms, it is a relatively recent technology but now, thanks to the study of lipids on archaeological pottery, we know why it appeared.

Loading trays of gas chromatographer

Gas chromatography-mass spectrometry analysis. (Photo: EPRG. BioArch-Department of Archaeology, University of York)

Research is proposing new hypotheses about such interesting aspects as the start of the processing of dairy products in Eurasia, the use of some spices in the preparation of food during prehistory and even the appearance of fermented beverages, such as mead.

Ongoing advances in science will reveal new insights into when different kinds of food appeared, how they were cooked during the history of humankind, and their impact on past societies. We are what we eat, and the evolution of human societies is clearly determined by food resources and their processing. In this way, the study of culinary practices during prehistory is today a fascinating new line of research.

By Dr Miriam Cubas, Marie Curie Researcher, BioArCh-Department of Archaeology, University of York. SRUK Yorkshire Constituency.

More info:

Sociedad de Ciencias Aranzadi

UNIARQ – Centro de Arqueologia da Universidade de Lisboa. Faculdade de Letras de Lisboa. Universidade de Lisboa

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