terça-feira, 9 de dezembro de 2025

Os humanos modernos chegaram à Austrália há 60.000 anos e podem ter se miscigenado com humanos arcaicos, como os 'hobbits'.

Mapa de Sunda, Sahul e do Pacífico Ocidental, com setas indicando possíveis rotas de migração para o norte e para o sul, sugeridas por análises genéticas. (Crédito da imagem: Helen Farr e Erich Fisher)

Um novo estudo com quase 2.500 genomas pode finalmente ter resolvido o debate sobre quando os humanos modernos chegaram à Austrália. Usando um banco de dados diversificado de DNA de povos aborígenes antigos e contemporâneos de toda a Oceania, pesquisadores determinaram que os primeiros habitantes do norte da Austrália começaram a se estabelecer há 60.000 anos e que chegaram por duas rotas distintas.

Especialistas debatem há muito tempo a data da chegada dos primeiros humanos à Austrália , um feito que exigiu a invenção de embarcações. Enquanto alguns pesquisadores usaram modelos genéticos para sustentar uma "cronologia curta" de 47.000 a 51.000 anos atrás para a chegada, outros reuniram evidências arqueológicas e conhecimento aborígine em apoio à "cronologia longa", na qual as primeiras chegadas ocorreram entre 60.000 e 65.000 anos atrás.

No novo estudo, publicado na sexta-feira (28 de novembro) na revista Science Advances , pesquisadores analisaram um conjunto de dados "sem precedentes" de 2.456 genomas humanos para responder à questão de quando os humanos migraram de Sunda (a antiga massa de terra, também conhecida como Sundalândia, que incluía o que hoje são a Indonésia, as Filipinas e a Península Malaia) para Sahul (um paleocontinente que incluía a Austrália, a Tasmânia e a Nova Guiné modernas).

"Este é o estudo genético mais abrangente até o momento sobre essa questão e oferece forte apoio à cronologia longa em vez da cronologia curta", disse o coautor do estudo, Martin Richards , arqueogeneticista da Universidade de Huddersfield, no Reino Unido, em um e-mail para a Live Science.

A análise da equipe também revelou dois grupos distintos de pessoas que chegaram por rotas do norte e do sul. "Essa conclusão se encaixa muito bem com as evidências arqueológicas e oceanográficas/paleoclimáticas de uma entrada em Sahul por volta de 60.000 anos atrás", disse Richards.

Para chegar às suas conclusões, os pesquisadores utilizaram uma abordagem de relógio molecular , que pressupõe que as mutações nas sequências de DNA ocorrem a uma taxa relativamente constante ao longo do tempo. Ao analisar as diferenças entre duas sequências de DNA, os pesquisadores podem estimar quando essas sequências divergiram uma da outra.

No estudo, a equipe de pesquisa utilizou diversos métodos estatísticos para analisar o DNA mitocondrial (transmitido pela linhagem materna) e os dados do cromossomo Y (transmitido pela linhagem paterna). Todos os seus modelos estatísticos convergiram para uma data de aproximadamente 60.000 anos atrás para o povoamento do norte da Austrália.

Mas os dados genéticos também revelaram dois assentamentos distintos aproximadamente na mesma época. Um grupo de pessoas chegou à Austrália através do sul de Sunda (as ilhas indonésias), enquanto outro veio do norte de Sunda (o arquipélago filipino).

Os dois grupos faziam inicialmente parte da mesma população que saiu da África há cerca de 70.000 a 80.000 anos, disse Richards, e "acreditamos que eles se separaram durante a dispersão para o leste, no sul ou sudeste da Ásia", possivelmente de 10.000 a 20.000 anos antes de chegarem à Austrália.

"Nossos resultados indicam que os aborígenes australianos, juntamente com os habitantes da Nova Guiné, possuem a ancestralidade ininterrupta mais antiga de qualquer grupo de pessoas fora da África", disse Richards.

Ao longo do caminho, esses primeiros pioneiros humanos provavelmente se miscigenaram com humanos arcaicos, como o Homo longi , o H. luzonensis e até mesmo o "hobbit" H. floresiensis , de acordo com Richards, mas atualmente não está claro até que ponto os humanos modernos interagiram com os povos arcaicos na região.

Adam Brumm , um arqueólogo da Universidade Griffith, na Austrália, que não participou do estudo, disse ao Live Science por e-mail que a pesquisa apoia a ideia de que os primeiros movimentos humanos tiveram um papel crucial no povoamento inicial de Sahul. "Eu apostaria, se tivesse dinheiro, no modelo da 'cronologia longa'", disse Brumm.

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Este estudo genético tem amplas implicações para a antiguidade dos povos aborígenes na Austrália. "Muitos aborígenes australianos e habitantes das Ilhas do Estreito de Torres entendem que sempre estiveram nesta terra", disse a coautora do estudo, Helen Farr , arqueóloga da Universidade de Southampton, no Reino Unido, em um e-mail para a Live Science.

"Esses dados comprovam uma herança cultural muito rica para essas comunidades", disse Farr, "e revelam os laços estreitos que as pessoas mantêm com a Terra e o Mar há pelo menos 60.000 anos". Mas também demonstram que o conhecimento e as habilidades de navegação, que não são encontrados no registro arqueológico, foram essenciais para a sobrevivência dos primeiros humanos.

Nota do editor: Este artigo foi atualizado na segunda-feira (1º de dezembro) às 4h30 (horário do leste dos EUA) para corrigir um erro na citação original de Helen Farr, que dizia "Os aborígenes acreditam que sempre estiveram na Terra" para "Os aborígenes australianos e os habitantes das Ilhas do Estreito de Torres entendem que sempre estiveram na Terra".

Uma nova pesquisa sugere que os 'hobbits' podem ter desaparecido quando a seca os obrigou a competir com os humanos modernos.

Crânio de Homo floresiensis , também conhecido como "hobbit". (Crédito da imagem: Lanmas via Alamy)

O Homo floresiensis — uma pequena espécie humana antiga apelidada de "hobbit" — pode ter sido extinto há cerca de 50.000 anos devido à diminuição dos níveis de chuva, que reduziu a disponibilidade de presas para a caça. Isso pode tê-los forçado a migrar para áreas onde competiam com os humanos modernos, sugere uma nova pesquisa.

A escassez de chuvas não teria sido o único motivo para a extinção dessas espécies, observou a equipe. Uma erupção vulcânica ocorrida há cerca de 50.000 anos também pode ter sido um fator significativo para o seu desaparecimento.

Agora, em um artigo publicado na segunda-feira (8 de dezembro) no periódico Communications Earth & Environment , cientistas relatam que a precipitação na ilha parece ter diminuído consideravelmente antes de 50.000 anos atrás. Eles também descobriram que a população de Stegodon , um gênero de parente extinto do elefante que os hobbits caçavam, também diminuiu antes de desaparecer de Flores há cerca de 50.000 anos.

Para determinar como a precipitação na ilha mudou, a equipe estudou uma estalagmite de Liang Luar, uma caverna em Flores próxima a Liang Bua. As estalagmites crescem quando a água evapora e forma carbonato de cálcio. O novo crescimento também contém pequenas quantidades de outros minerais, como magnésio. As estalagmites não crescem tão rápido durante períodos de escassez de água, e o crescimento que ocorre tende a ter menos carbonato de cálcio e mais magnésio, observaram os pesquisadores em seu artigo. Isso significa que, ao medir a proporção de magnésio para carbonato de cálcio, a equipe pode determinar quando a precipitação diminuiu ou aumentou e em que medida.

Os pesquisadores descobriram que a precipitação média anual diminuiu de 1.560 milímetros (61,4 polegadas) há 76.000 anos para 990 milímetros (40 polegadas) há 61.000 anos. A ilha continuou com esse nível reduzido de precipitação até 50.000 anos atrás. Nesse ponto, houve uma erupção em um vulcão próximo, e uma camada de rochas ejetadas cobriu a ilha.

Ao analisar os restos de dentes de estegodonte , a equipe descobriu que o número desses animais diminuiu na ilha entre 61.000 e 50.000 anos atrás, antes de desaparecerem após a erupção. Os pesquisadores acreditam que a redução das chuvas levou à diminuição das populações de estegodonte , tornando a vida mais difícil para os hobbits, já que esses animais constituíam uma parte importante de sua dieta.

Com a diminuição das chuvas, as populações de Stegodon podem ter migrado para o litoral da ilha, com os hobbits seguindo-as.

"Suspeitamos que, se a população de Stegodon estivesse diminuindo devido à redução do fluxo do rio, eles teriam migrado para uma fonte de água mais constante", disse Nick Scroxton , pesquisador de hidrologia, paleoclima e paleoambientes do University College Dublin e coautor do artigo, em um e-mail para o Live Science. "Portanto, faz sentido que os hobbits os tenham seguido."

Uma reconstrução do hobbit em um museu com uma pessoa ao fundo. — Reconstrução do *Homo floresiensis* . (Crédito da imagem: Foto de Bill O'Leary/The Washington Post. via Getty Images)

É possível que a mudança para o litoral tenha colocado os hobbits em contato com grupos de Homo sapiens que estavam se expandindo pela região. Esse contato poderia ter resultado em competição por recursos e até mesmo em conflitos entre os grupos, sugeriu Scroxton. Além disso, a erupção vulcânica de cerca de 50.000 anos atrás teria piorado ainda mais a situação para os hobbits.

"Este parece ser um estudo muito impressionante", disse Julien Luoys , paleontólogo da Universidade Griffith, na Austrália, que realizou extensas pesquisas sobre hominídeos, mas não participou da nova pesquisa, em um e-mail para a Live Science. Ele observou que uma redução nas chuvas pode ter um grande impacto em uma ilha tão pequena quanto Flores.

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"Há uma quantidade limitada de espaço em uma ilha, e apenas um número limitado de tipos de ambientes que podem ser abrigados", disse Luoys. "Quando as coisas ficam mais secas, um animal não pode simplesmente sair da ilha, e quaisquer refúgios potenciais que ele pudesse usar irão desaparecer ou ficar muito lotados, muito rapidamente."

Debbie Argue , professora honorária da Escola de Arqueologia e Antropologia da Universidade Nacional da Austrália, que não participou do estudo, também elogiou a pesquisa. "O artigo nos oferece uma excelente visão sobre as mudanças climáticas na região e é uma contribuição muito bem-vinda para o conhecimento sobre as condições passadas em Flores", disse Argue ao Live Science por e-mail.

Explorando o comportamento humano por meio de análises isotópicas: ferramentas, escalas e questões.

Capítulo
Primeiro online: 24 de junho de 2023

Resumo

As análises isotópicas tornaram-se uma ferramenta importante na pesquisa arqueológica e bioarqueológica. Este capítulo apresenta uma visão geral da aplicação de análises isotópicas, tanto estáveis quanto radiogênicas, na reconstrução do comportamento humano no passado. Apresentamos uma visão geral dos principais sistemas isotópicos comumente usados nesse contexto, ou seja, carbono, nitrogênio, enxofre, oxigênio e estrôncio. Em seguida, discutimos os tecidos mais comuns dos quais as razões isotópicas são obtidas e destacamos a importância de se considerar as escalas de análise no planejamento da pesquisa e na interpretação dos dados. Finalmente, apresentamos as categorias gerais de questões de pesquisa social para as quais os estudos isotópicos têm sido particularmente produtivos, como estudos de paleodieta e história de vida, interações humano-animal e mobilidade e migração humana. Dentro dessas categorias gerais, discutimos as contribuições individuais para o tema.

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Análise forense de isótopos estáveis como ferramenta investigativa em casos de pessoas desaparecidas.

Potencial dos estudos isotópicos não tradicionais para a bioarqueologia

Artigo de acesso aberto , 03 de novembro de 2016

Análise de isótopos estáveis em arqueologia e estudos de múmias

2.1 Introdução

Desde a década de 1950, os avanços na pesquisa isotópica revolucionaram estudos em diversas áreas, incluindo geologia, ecologia e biologia. No âmbito das ciências sociais, a arqueologia e a bioarqueologia se beneficiaram particularmente do desenvolvimento e da adoção desses novos métodos analíticos, obtendo novas vias de investigação sobre o comportamento humano no passado. Ao compreender como as proporções isotópicas se alteram à medida que circulam em sistemas biológicos, hidrológicos e geológicos, muitos aspectos do comportamento humano habitual podem ser avaliados e quantificados por meio de análises de tecidos biológicos preservados. Essas análises são agora rotineiramente empregadas em pesquisas arqueológicas e bioarqueológicas para explorar uma gama de questões em diferentes escalas de análise. Este volume reúne pesquisadores que trabalham com diferentes sistemas isotópicos e destaca as diversas maneiras pelas quais esses métodos podem ser utilizados para reconstruir aspectos do comportamento humano no passado.

As ações humanas são influenciadas por circunstâncias locais e imediatas, ao mesmo tempo que são incentivadas ou restringidas por fatores culturais e ambientais mais amplos. Por essa razão, pesquisas que utilizam análises isotópicas no estudo do comportamento humano também devem levar em consideração as escalas espaciais e temporais em que suas questões são mais relevantes. Análises isotópicas de diferentes tecidos corporais refletem diferentes escalas temporais, dependendo das taxas de renovação e dos processos de desenvolvimento tecidual. O tamanho da amostra analisada e a extensão geográfica de onde ela é extraída, além disso, têm implicações significativas para a escala de análise em consideração. Uma compreensão mais completa do comportamento humano no passado pode ser obtida considerando-se a dinâmica em múltiplas escalas de análise e avaliando como os comportamentos em uma escala interagem e influenciam comportamentos em escalas mais amplas ou mais específicas (por exemplo, Zvelebil & Weber, 2013 ).

O objetivo deste volume é fornecer revisões e estudos de caso de especialistas na aplicação de métodos isotópicos a questões do comportamento humano em diferentes escalas temporais e espaciais. Este volume destaca a utilidade de vários isótopos (δ) ¹³Cd ¹⁵N, d ³⁴S, d ¹⁸O, e ⁸⁷Sr./ ⁸⁶Sr) em tais estudos. O foco deste volume não está nos elementos em si, mas sim nas questões sociais que eles nos permitem abordar. Como disciplina que se concentra em padrões e processos de longo prazo do comportamento humano, a arqueologia está em uma posição única para contribuir com pesquisas sobre alguns dos grandes desafios enfrentados pelas sociedades humanas modernas, incluindo as adaptações humanas às mudanças climáticas, a desigualdade socioeconômica e as migrações humanas em larga escala. As análises isotópicas, quando combinadas com questões e hipóteses teoricamente fundamentadas, são capazes de fornecer dados quantitativos de sociedades passadas que são relevantes para muitas questões contemporâneas.

Neste capítulo, apresentamos uma estrutura para incorporar estudos isotópicos em pesquisas que exploram o comportamento humano no passado. Em vez de fornecer uma revisão completa dos princípios básicos da análise isotópica (como já foi feito por outros autores, por exemplo, Fry, 2007 ; Katzenberg & Waters-Rist, 2018 ), oferecemos uma breve introdução para este volume, apresentando os elementos mais comuns utilizados em pesquisas arqueológicas e bioarqueológicas e discutindo considerações fundamentais em estudos isotópicos, incluindo os tipos de tecido analisados, bem como questões de diagênese, precisão e exatidão. Também enfatizamos a importância de reconhecer as escalas de análise como um fator crucial ao aplicar métodos isotópicos a questões de comportamento humano. Por fim, destacamos os estudos de caso e revisões presentes neste volume, pertinentes às categorias gerais de questões de pesquisa social para as quais os estudos isotópicos têm se mostrado particularmente produtivos: (1) paleodieta e história de vida, (2) interações humano-animal e (3) mobilidade e migração humana.

2.2 Elementos de Interesse

Isótopos são variantes de elementos químicos que possuem o mesmo número de prótons e elétrons, mas diferem no número de nêutrons. A utilidade das análises isotópicas em investigações ecológicas reside no fato de que as proporções de diferentes isótopos do mesmo elemento variam de acordo com padrões previsíveis em sistemas biológicos, hidrológicos e geológicos. Padrões ou diferenças observados nessas proporções revelam informações sobre o comportamento, a localização e a história dos organismos dentro desses contextos mais amplos. Isótopos estáveis, como carbono, nitrogênio, enxofre e oxigênio, são expressos pela notação delta (δ), que reflete a variação na proporção do isótopo raro em relação ao isótopo abundante, comparativamente a um padrão internacional, e são relatados em partes por mil pelo símbolo ‰ (permil). Para o estrôncio, a abundância relativa de isótopos radiogênicos é representada pela notação delta (δ). ⁸⁷O Sr é normalizado em relação ao não radiogênico. ⁸⁶Senhor, apresentado como ⁸⁷Sr./ ⁸⁶Senhor, portanto, a notação delta e o símbolo permil não são usados para reportar valores. Esses cinco sistemas isotópicos são brevemente apresentados e revisados abaixo.

2.2.1 Princípios da Análise de Isótopos Estáveis de Carbono

A proporção dos dois principais isótopos estáveis de carbono ( ¹³C/ ¹²C) é expresso em relação a um padrão internacional (Vienna Pee Dee Belemnite; VPDB) como δ ¹³C. Este padrão foi originalmente composto por uma amostra de fóssil de belemnite do Cretáceo encontrada na formação calcária Pee Dee (PDB) na Carolina do Sul, mas foi esgotado pelo uso. Um novo VPDB tornou-se o padrão internacional substituto com base na referência (+1,95‰) ao original (Coplen et al., 2006 ). Substituições semelhantes de padrões internacionais ocorreram para outros isótopos (ou seja, VSMOW para oxigênio e VCDT para enxofre). A principal fonte de variação em δ ¹³Os valores de C em sistemas biológicos representam as diferentes vias fotossintéticas das plantas (DeNiro & Epstein, 1978 ; O'Leary, 1988 ; Smith & Epstein, 1971 ). A maioria das plantas utiliza a via fotossintética C3 ₍ Calvin-Benson) e apresenta δ ¹³Valores de C entre −35 e −20 por mil (‰) (Kohn, 2010 ). Plantas adaptadas a ambientes áridos, particularmente gramíneas tropicais como o milho ( Zea mays ), utilizam a via fotossintética C4 ₍ Hatch-Slack), que resulta em valores relativamente mais altos (menos negativos), tipicamente entre −15 e −7‰ (O'Leary, 1988 ). O Metabolismo Ácido das Crassuláceas (CAM) é um terceiro tipo de fotossíntese utilizado por suculentas, bromélias e orquídeas. Plantas CAM utilizam aspectos das fotossínteses C3 _e C4 _e podem apresentar δ ¹³Valores de C que abrangem toda a gama de plantas C3 _a C4 ₍ Kluge & Ting, 1978 ). Plantas CAM de ambientes xéricos, como Cactaceae e Agavaceae, exibem _. mais elevado ( semelhante a C4) δ ¹³valores de C do que plantas CAM de regiões mais úmidas, que exibem _{mais baixo (tipo C3} ) δ ¹³Valores C (Borland et al., 2011 ; Winter & Smith, 1996 ).

As proporções relativas de plantas C3 _, C4 _ou CAM na dieta de um organismo refletem-se no δ medido. ¹³Os valores de C dos tecidos do consumidor _. são maiores em organismos que consomem plantas C4 do que em organismos que consomem plantas C3 _Em ecossistemas costeiros e estuarinos, os organismos incorporam carbono do bicarbonato dissolvido que possui δ ¹³Valores de C que se aproximam dos de plantas C4 ₍ Hemminga & Mateo, 1996 ; Schwarcz & Schoeninger, 1991 ). Alguns plânctons marinhos apresentam valores intermediários entre plantas C3 _e C4 _, enquanto plantas aquáticas de água doce obtêm carbono do carbono inorgânico dissolvido em águas naturais e possuem valores que se sobrepõem aos de plantas C3 ₍ Schwarcz & Schoeninger, 1991 ).

Diferentes tecidos incorporam o carbono da dieta de acordo com princípios diferentes. O carbonato mineral ósseo ( ${C O}_{3}^{2 -}$

), por exemplo, deriva carbono de todas as fontes alimentares – incluindo proteínas, carboidratos e lipídios – e, portanto, o δ do carbonato ¹³Os valores de C refletem o δ ¹³C da dieta total (Ambrose & Norr, 1993 ; Froehle et al., 2010 ; Krueger & Sullivan, 1984 ; Lee-Thorp et al., 1989 ; Schwarcz, 2000 ). Colágeno ósseo δ ¹³Os valores de C, por outro lado, são tendenciosos em relação às fontes de proteína alimentar, visto que cerca de 75% dos átomos de carbono no colágeno se originam de proteínas alimentares (Fernandes et al., 2012 ). Análises de qualquer uma dessas fases ósseas, ou de ambas em conjunto, revelam informações sobre as práticas alimentares de organismos do passado (Froehle et al., 2010 ) e possivelmente sobre a mobilidade quando a disponibilidade de recursos alimentares varia de acordo com a região (por exemplo, Somerville et al., 2020 ).

2.2.2 Princípios da Análise de Isótopos Estáveis de Nitrogênio

A proporção dos dois principais isótopos estáveis de nitrogênio ( ¹⁵N/ ¹⁴N) é expresso em notação delta em relação ao padrão internacional de N ₂ atmosférico (AIR) como δ ¹⁵N. Para os herbívoros, a principal fonte de nitrogênio provém das plantas em sua dieta (DeNiro & Epstein, 1981 ). Espécies de plantas leguminosas tipicamente exibem δ ¹⁵Os valores de N próximos de 0‰ são obtidos porque eles adquirem grande parte do seu nitrogênio fixando diretamente o N₂ atmosférico _, que por definição tem um δ ¹⁵O valor de N é de 0‰ (ou seja, o padrão internacional) (Virginia & Delwiche, 1982 ). A maioria das outras plantas obtém nitrogênio de nitratos do solo ( ${N O}_{3}^{-}$

, amônio do solo

{N H}_{4}^{+}

e aminoácidos do solo (Robinson, 2001 ), e são enriquecidas em vários permil em relação ao δ atmosférico. ¹⁵N. Um aumento gradual em δ ¹⁵Valores de N de 3–5‰ ocorrem com posições ascendentes em um sistema trófico, de modo que herbívoros exibem valores mais altos do que plantas, onívoros exibem valores mais altos do que herbívoros e carnívoros exibem valores mais altos do que onívoros (Minagawa & Wada, 1984 ; Schoeninger & DeNiro, 1984 ). Devido a esse processo de enriquecimento trófico em ¹⁵N, estudos arqueológicos frequentemente usam δ ¹⁵Os valores N dos tecidos do consumidor são utilizados para quantificar a quantidade de carnivoria na dieta (ou seja, posição trófica) ou os tipos de fontes de proteína que foram consumidas regularmente (DeNiro & Epstein, 1981 ; Hedges & Reynard, 2007 ; Schoeninger & DeNiro, 1984 ).

Organismos de ambientes marinhos tendem a apresentar δ mais elevado. ¹⁵Os valores de N são maiores do que os de organismos terrestres devido ao maior número de etapas tróficas nos ecossistemas marinhos e ao δ geralmente elevado. ¹⁵Valores de N do nitrato e da matéria orgânica particulada no oceano (Fry, 2007 ; Guo et al., 2004 ; Schoeninger et al., 1983 ). Assim, para populações arqueológicas que consumiam uma mistura de recursos terrestres e marinhos, δ ¹⁵Os valores N dos consumidores podem elucidar a dependência relativa de diferentes fontes de proteína, particularmente quando usados em combinação com δ. ¹³Valores C.

Outras considerações relativas à interpretação de δ ¹⁵Os valores de N incluem a influência de fertilizantes artificiais, influências ambientais e fisiologia. Estudos experimentais e de campo demonstraram que práticas agrícolas antigas, incluindo a fertilização, podem causar valores artificialmente mais altos em plantas e nos animais que as consomem, complicando a interpretação do comportamento humano no passado (Szpak et al., 2012 ; veja também a discussão em Kinaston, neste volume). Além disso, o δ das plantas ¹⁵Os valores de N são influenciados por aspectos do ambiente local, como a aridez e a salinidade do solo em que foram cultivados (Hartman, 2011 ; Ugan & Coltrain, 2011 ). δ da planta ¹⁵Os valores de N tendem a ser mais altos em regiões quentes e secas e mais baixos em regiões frias e úmidas porque o δ ¹⁵Os valores de N dos nitratos e da amônia no solo são influenciados por variáveis ambientais como temperatura, umidade e atividade microbiana (Amundson et al., 2003 ; Craine et al., 2015a , b ). Em tecidos animais, fatores adicionais influenciam o δ medido. ¹⁵Os valores de N incluem doença, inanição, crescimento e gravidez devido à sua influência no balanço de nitrogênio no organismo (por exemplo, Fuller et al., 2005 ). O estado fisiológico e metabólico deve, portanto, ser levado em consideração ao interpretar δ. ¹⁵Valores N (Katzenberg & Waters-Rist, 2018 ; Reitsema, 2013 ).

2.2.3 Princípios da Análise de Isótopos Estáveis de Enxofre

A proporção dos dois isótopos estáveis mais abundantes de enxofre ( ³⁴S/ ³²S) é apresentado em relação ao padrão internacional Vienna Canyon Diablo Troilite (VCDT) como δ ³⁴O enxofre está naturalmente presente na atmosfera, geosfera, hidrosfera e biosfera. As plantas adquirem enxofre principalmente do dióxido de enxofre atmosférico (SO₂ ₎ , do sulfato do solo ${S O}_{4}^{2 -}$

e do SO₄²⁻ dissolvido

{S O}_{4}^{2 -}

em ambientes aquáticos, assimilando-o nos aminoácidos cisteína e metionina (Agrawal, 2003 ; Krouse & Tabatabai, 1986 . Os consumidores de plantas, por sua vez, assimilam o enxofre dos aminoácidos vegetais em seus tecidos. Humanos e outros onívoros adquirem enxofre das proteínas de sua dieta, que podem ser de origem vegetal ou animal. Efeitos tróficos altamente variáveis, mas geralmente pequenos, têm sido observados em diferentes tecidos, organismos e dietas, o que complica o uso de δ ³⁴S como indicador de posição trófica (Nehlich, 2015 ). Pesquisas experimentais recentes sugerem um desvio geral de cerca de −1,5‰ entre a dieta e os tecidos do consumidor (Webb et al., 2017 ), embora isso não seja observado de forma consistente em estudos de campo (Krajcarz et al., 2019 ).

A análise de isótopos estáveis de enxofre em arqueologia tem sido aplicada com sucesso em estudos de paleodieta e mobilidade. Como as proporções de isótopos de enxofre em plantas são bastante diferentes entre ambientes marinhos, de água doce e terrestres, a análise de isótopos estáveis de enxofre em arqueologia tem se mostrado útil para estimar as contribuições proporcionais de alimentos de diferentes fontes de recursos, particularmente diferenciando entre o consumo de peixes marinhos ou de água doce (Nehlich et al., 2010 ; Richards et al., 2001 ). Regionalmente, δ ³⁴Os valores de S variam nos solos e plantas locais devido a fatores como a distância do mar e a natureza da geologia local (Kabalika et al., 2020 ). Essa heterogeneidade geográfica permite o uso da análise de isótopos estáveis de enxofre como ferramenta para rastrear mudanças residenciais e migrações passadas (Ebert et al., 2021 ; Vika, 2009 ).

2.2.4 Princípios da Análise de Isótopos Estáveis de Oxigênio

A proporção dos dois principais isótopos estáveis de oxigênio ( ¹⁸O/ ¹⁶O) é apresentado em relação a um padrão internacional (VPDB ou Standard Mean Ocean Water; SMOW) como δ ¹⁸O oxigênio encontrado na apatita, um mineral ósseo, deriva, em última análise, do oxigênio da água consumida, que pode ser água proveniente da alimentação (como a água das folhas), água superficial ingerida ou água obtida pela respiração (Kohn et al., 1996 ; Longinelli, 1984 ; Luz et al., 1984 ). Organismos que não são bebedores obrigatórios, como cangurus ou coelhos, obtêm água principalmente por meio do consumo de material vegetal e apresentam valores estáveis de isótopos de oxigênio ( δ). ¹⁸O _apatita ) que se correlacionam negativamente com a umidade relativa (Ayliffe & Chivas, 1990 ; Levin et al., 2006 ) e com a precipitação média anual (Somerville et al., 2018 ). Esse processo se deve à evaporação preferencial de ¹⁶O proveniente das folhas em locais áridos ou em estações mais secas, levando a uma maior concentração de oxigênio. ¹⁸O/ ¹⁶Razões de O na água das folhas. Animais que obtêm a maior parte da sua água bebendo água superficial, como os humanos, exibem δ ¹⁸Os _{valores de apatita} que apresentam maior correlação com as temperaturas locais são δ ¹⁸Os valores de δ¹⁸O da água meteórica são fortemente influenciados por variações de temperatura (Fricke & O'Neil, 1999 ; Hallin et al., 2012 ; Longinelli, 1984 ; Luz et al., 1990 ). Entre regiões, a altitude e a distância do mar também atuam como fatores importantes na variação de δ¹⁸O. ¹⁸Os valores de O nas fontes de água e, consequentemente, nos organismos que as consomem. Essa variação permitiu o uso de δ ¹⁸Os valores de O são um meio de rastrear a mobilidade geográfica de humanos e outros organismos na paisagem, além de fornecer informações sobre o paleoambiente (Bowen et al., 2005 ; Killingley & Lutcavage, 1983 ; White et al., 2000 ).

Assim como os valores de isótopos estáveis de carbono, δ ¹⁸Os _{valores de isótopos de oxigênio da apatita} podem ser obtidos a partir de diferentes componentes do tecido ósseo. Os valores de isótopos de oxigênio podem ser obtidos dos grupos fosfato ( ${P O}_{4}^{3 -}$

) ou carbonato (

{C O}_{3}^{2 -}

) do mineral hidroxiapatita do osso e do esmalte. Os valores de isótopos estáveis de oxigênio da apatita

{C O}_{3}^{2 -}

{P O}_{4}^{3 -}

não são imediatamente equivalentes, mas apresentam correlação linear, uma vez que ambos estão em equilíbrio com a água corporal e, portanto, podem ser convertidos um no outro de acordo com fórmulas padrão (Iacumin et al., 1996 ).

2.2.5 Princípios da Análise de Isótopos de Estrôncio Radiogênico

O estrôncio é um elemento natural encontrado na crosta terrestre e está presente em rochas, solos e água. Possui três isótopos estáveis não radiogênicos ( ⁸⁴Senhor, ⁸⁶Senhor, e ⁸⁸Sr) e um isótopo radiogênico estável, ⁸⁷Sr, que é o produto do decaimento do rubídio-87 radioativo. Em arqueologia e bioarqueologia, estudos sobre a variação de ⁸⁷Sr./ ⁸⁶As proporções de Sr em tecidos biológicos podem fornecer informações sobre migração ou mobilidade residencial (Ericson, 1985 ; Price et al., 2008 ; Wright, 2005 ). Tais estudos baseiam-se na observação de que ⁸⁷Sr./ ⁸⁶As proporções de Sr nos ossos e dentes são derivadas, em última análise, do estrôncio nos substratos do solo, e essas proporções variam significativamente entre as regiões (Capo et al., 1998 ; Faure & Powell, 1972 ; Hodell et al., 2004 ).

Os fatores que influenciam a variação regional em ⁸⁷Sr./ ⁸⁶O Sr inclui as proporções de estrôncio e rubídio na rocha matriz (Rb/Sr), o original ⁸⁷Sr./ ⁸⁶O valor de Sr da rocha no momento da cristalização e a idade da rocha matriz (Bentley, 2006 ) são fatores importantes. Geralmente, espera-se que materiais geológicos mais antigos, com altas razões Rb/Sr naturais, apresentem os valores mais elevados. ⁸⁷Sr./ ⁸⁶O Sr, enquanto materiais geológicos mais jovens com menores proporções de Rb/Sr devem apresentar a menor concentração. ⁸⁷Sr./ ⁸⁶Entre os diferentes tipos de rocha matriz, arenitos e granitos com baixo teor de cálcio tendem a apresentar a maior razão Rb/Sr, enquanto carbonatos e basaltos apresentam razões Rb/Sr muito menores (Bentley, 2006 : 140). O intemperismo das rochas libera estrôncio no solo e nas águas subterrâneas, e este entra nos sistemas biológicos por meio de sua incorporação em material vegetal (Burger & Lichtscheidl, 2019 ; Faure & Mensing, 2005 ; Sillen et al., 1998 ).

Os herbívoros adquirem estrôncio das plantas que consomem, enquanto os carnívoros o adquirem indiretamente ao se alimentarem de herbívoros. O estrôncio é incorporado ao tecido ósseo e ao esmalte como Sr. ²⁺substitutos para Ca ²⁺dentro da hidroxiapatita devido à sua configuração eletrônica semelhante (Comar et al., 1957 ; Ezzo, 1994 ). O fracionamento dependente da massa das razões isotópicas do estrôncio ocorre devido a processos naturais e a práticas de tratamento e análise em laboratório (por exemplo, Neymark et al., 2014 ), mas a prática de normalizar as razões isotópicas do estrôncio a uma constante ⁸⁶Sr./ ⁸⁸A razão Sr (0,1194) permite aos pesquisadores avaliar a variação em ⁸⁷Sr./ ⁸⁶razões de Sr devido à variação natural no substrato geológico (Nier, 1938 ). Devido a essas correções e à diferença de massa relativa entre ⁸⁷Senhor e ⁸⁶O Sr é muito menor do que os das variáveis de isótopos estáveis mais leves (δ ¹³Cd ¹⁵N, d ³⁴S, d ¹⁸O), espera-se que plantas, herbívoros e predadores exibam comportamentos semelhantes. ⁸⁷Sr./ ⁸⁶Sr dentro de uma determinada região. Portanto, comparando ⁸⁷Sr./ ⁸⁶A análise de Sr entre diferentes indivíduos, ou entre indivíduos e a geologia local, ou mesmo entre o osso e o esmalte de um indivíduo, permite-nos observar a mobilidade dos organismos entre diferentes regiões geológicas (Borić & Price, 2013 ; Knudson et al., 2004 ; Price et al., 2002 ; Schwartz et al., 2021 ; Thornton, 2011 ).

2.2.6 Outros isótopos de interesse antropológico

Além da lista acima de traçadores isotópicos, novas pesquisas estão demonstrando a utilidade de vários outros sistemas isotópicos para abordar questões sobre o comportamento humano. Embora não apresentemos aqui estudos de caso ou revisões desses sistemas, observamos que pesquisas focadas em isótopos de hidrogênio (France et al., 2018 ; Reynard & Hedges, 2008 ), chumbo (Sharpe et al., 2016 ; Turner et al., 2009 ), zinco (Jaouen et al., 2016 ; McCormack et al., 2021 ), cobre (Jaouen et al., 2017 ) e cálcio (Reynard et al., 2011 ) provavelmente ampliarão a lista de questões de pesquisa às quais pesquisadores que investigam o comportamento humano no passado podem aplicar análises isotópicas.

2.3 Considerações para Estudos Isotópicos

2.3.1 Tipos de tecido analisados

As razões isotópicas estáveis e radiogênicas podem ser obtidas tanto de tecidos orgânicos quanto inorgânicos. Em aplicações antropológicas de análises de isótopos estáveis, o tecido biológico mais comumente analisado em estudos do comportamento humano no passado é o colágeno ósseo. Embora a fase orgânica do osso seja comumente referida como "colágeno", a menos que a composição de aminoácidos do material tenha sido determinada, o que os pesquisadores denominam "colágeno" na literatura tipicamente contém cerca de 10% de materiais orgânicos não colagenosos em peso em mamíferos (Fisher et al., 1987 ; Schwarcz & Schoeninger, 1991 ). A dentina dentária, assim como o osso, também pode ser analisada quanto às razões isotópicas do componente orgânico colágeno (Beaumont & Montgomery, 2016 ; Eerkens et al., 2011 ). Valores de carbono, nitrogênio e enxofre estáveis também são rotineiramente analisados em tecidos orgânicos compostos de queratina, como cabelo e unhas. Embora cabelos e unhas não se preservem por tanto tempo no registro arqueológico, estudos em ambientes frios (Britton et al., 2018 ; Macko et al., 1993 Em ambientes secos (White, ) , ; White et al., 2009 esses tecidos queratinosos têm sido utilizados devido às condições favoráveis à sua preservação. Quanto aos tecidos inorgânicos (minerais), o osso e o esmalte têm sido os mais comumente analisados, particularmente em projetos que utilizam valores isotópicos de estrôncio, oxigênio e, mais recentemente, chumbo para explorar a paleomobilidade e o paleoambiente. Os valores isotópicos de diferentes tecidos são produto de processos variáveis de desenvolvimento e renovação, com diferentes tecidos representando diferentes períodos da vida de um indivíduo. O momento do desenvolvimento e a taxa de renovação do tecido selecionado devem ser levados em consideração durante o planejamento de qualquer projeto de pesquisa para garantir que uma amostra apropriada esteja sendo utilizada. Essa questão da escala de análise com base no tecido selecionado é discutida com mais detalhes a seguir.

2.3.2 Diagênese

Embora os primeiros estudos reconhecessem que as proporções isotópicas dos tecidos de um organismo registram aspectos de sua dieta e ecologia em vida, foi somente quando os pesquisadores conseguiram caracterizar a alteração diagenética dos ossos e demonstrar a preservação de valores biogênicos que a pesquisa isotópica se tornou rotina na pesquisa arqueológica (Vaiglova et al., 2022 ). Atualmente, os métodos de controle de qualidade mais comuns para garantir dados confiáveis de materiais orgânicos, como o colágeno, incluem avaliações das proporções C:N (DeNiro, 1985 ; Guiry & Szpak, 2021 ), com uma faixa aceitável de 2,9 a 3,6, e o percentual de rendimento de colágeno ósseo após a desmineralização, partindo-se do pressuposto de que um rendimento inferior a 1% resulta em dados não confiáveis (Ambrose, 1990 ). Para tecidos mineralizados inorgânicos, as técnicas comuns para triagem de diagênese incluem espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) (Beasley et al., 2014 ; France et al., 2020 ; Weiner & Bar-Yosef, 1990 ; Wright & Schwarcz, 1996 ) e rendimento de bioapatita (Chesson et al., 2021). ), e a análise das concentrações de elementos traço (Kohn et al., 1999 ; Trueman & Tuross, 2002 ). Para FTIR, as medidas comuns incluem o fator de divisão infravermelha (IR-SF, também conhecido como índice de cristalinidade), com faixas aceitáveis variando de acordo com o tipo de método utilizado, e a razão carbonato/fosfato (C:P), com faixas aceitáveis variando entre 0,1 e 0,4 (Beasley et al., 2014 ). Para o rendimento de bioapatita, uma porcentagem em peso entre 21 e 63% de apatita remanescente após o tratamento da amostra é considerada aceitável (Chesson et al., 2021 ). As análises elementares de osso e esmalte partem do pressuposto de que a presença de elementos raros não encontrados em osso fresco, como urânio ou lantânio, indicaria absorção post-mortem e, portanto, diagênese (Kohn et al., 1999 ; Trueman & Tuross, 2002 ).

2.3.3 Precisão e Exatidão

Além de garantir valores isotópicos biogênicos, a precisão e a exatidão analíticas dos dados produzidos pela espectrometria de massa são essenciais. Diversas revisões abordam as melhores práticas para assegurar medições isotópicas confiáveis e os meios mais adequados para relatar os dados (ver Szpak et al., 2017 ; Vaiglova et al., 2022 ). Estudos recentes destacam a variabilidade existente entre laboratórios em relação aos métodos de preparação, instrumentação e procedimentos de calibração (Chesson et al., 2021 ; Edwards et al., 2022 ; Pestle et al., 2014 ). Essas diferenças interlaboratoriais podem resultar em valores isotópicos medidos significativamente diferentes, que acumulam erros adicionais além da variação natural nos valores isotópicos que existe dentro dos organismos (Berg et al., 2022 ). Compreender essas fontes de variação é crucial ao se extrair conclusões comportamentais a partir de dados isotópicos (Tabela 2.1 ). Pestle e colegas ( 2014 ) forneceram a 21 laboratórios ao redor do mundo 5 subamostras de um fêmur arqueológico para preparação e análise de isótopos de carbono e nitrogênio do colágeno ósseo e carbono e oxigênio da bioapatita óssea. A variação resultante nos valores foi suficientemente grande para levar a diferenças interpretativas no comportamento humano no passado, particularmente para os dados de isótopos estáveis de oxigênio. Esses resultados servem de alerta e devem levar todos os profissionais a refletir: quão estáveis, biogênicos e comparáveis são os valores resultantes das análises isotópicas? Foi proposto que uma Diferença Mínima Significativa (DMS) seja utilizada como o limiar estabelecido para quando duas análises devem ser consideradas como apresentando uma diferença real em termos de comportamento, em contraste com a mera variabilidade interlaboratorial (Pestle et al., 2014). 2021 Chesson e colegas ( 2021 ) propuseram que, além da MMD, uma Diferença Interpretativa Real (DIR) fosse considerada como um limiar adicional de diferença significativa, por meio da preparação de 30 amostras idênticas em dois laboratórios distintos, seguindo o mesmo protocolo e sendo analisadas no mesmo laboratório de instrumentação (Chesson et al., ; Edwards et al., 2022 ). Berg et al. ( 2022 ) analisaram a variação intraindividual nos valores isotópicos, examinando 5 ou 6 ossos longos de 27 humanos modernos para quantificar o limiar de variação intraorganismo que deveria ser considerado para humanos. A Tabela 2.1 destaca a importância de se considerar a precisão e a exatidão dos valores gerados por análises isotópicas antes que pesquisadores da área de arqueologia proponham interpretações sobre o comportamento humano no passado.

Tabela 2.1 Comparação da variação interlaboratorial e intraindividual de interesse para pesquisadores em arqueologia (todos os valores expressos em ‰)

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2.3.4 Análise e Interpretação

Desde a década de 1970, as análises isotópicas evoluíram de processos de extração trabalhosos para análise de elementos individuais em gasodutos para amostragem automatizada que combina análises de múltiplos elementos a partir de uma única preparação de amostra. Com o aprimoramento dos métodos de espectrometria de massa de razão isotópica (IRMS), também houve avanços na interpretação dos isótopos. Os primeiros estudos frequentemente consistiam apenas em análises de elementos individuais, destacando diferenças entre espécies para compreender as compensações dietéticas e a posição trófica dentro de uma teia alimentar (Chisholm et al., 1982 ). Gráficos bivariados de isótopos analisados em conjunto ainda são as representações visuais mais comuns dos valores isotópicos, auxiliando na compreensão dos dados e fundamentando as interpretações.

O início dos anos 2000 trouxe uma onda de novas metodologias de outras disciplinas, como ecologia e geoquímica, relevantes para a interpretação do comportamento humano. Essas novas abordagens incluíram modelos formais de mistura (Phillips & Koch, 2002 ), estatística bayesiana (Semmens et al., 2009 ) e mapas de isótopos (Bowen, 2010 ). Os modelos de mistura foram introduzidos aos arqueólogos como uma forma de quantificar e compreender as contribuições proporcionais de diferentes fontes alimentares na dieta de populações antigas (Phillips & Koch, 2002 ). Desde então, os modelos de mistura variaram de modelos lineares a modelos probabilísticos simples e abordagens bayesianas mais sofisticadas (Cheung & Szpak, 2021 ). Por definição, os modelos são simplificações da realidade e todos apresentam vantagens e desvantagens que os arqueólogos devem considerar ao selecionar uma abordagem para interpretar seus dados (ver revisão de Cheung & Szpak, 2021 ). Foi demonstrado que os isótopos mudam sistematicamente ao longo do espaço geográfico, como uma paisagem isotópica, portanto, quando os valores isotópicos são modelados com sistemas de informação geográfica (SIG), resulta em uma paisagem isotópica interpretativa (Bowen et al., (2005 ). O mapa isotópico resultante pode servir como um "instantâneo" para auxiliar na interpretação dos valores isotópicos, permitindo estudos detalhados sobre história de vida, migração, distribuição de recursos alimentares ou mudanças nas condições ambientais. Novas formas de modelar sistemas isotópicos múltiplos como funções discriminantes também podem apoiar novas interpretações do comportamento humano no passado. Os arqueólogos devem considerar a melhor forma de analisar e interpretar seus dados com essas abordagens variadas, dependendo das questões de pesquisa.

2.4 Escalas de Análise

A complexidade do comportamento humano exige considerações em diferentes escalas de análise, particularmente quando se tenta compreender padrões de comportamento antigos e de longo prazo por meio de análises isotópicas. As escalas temporais e geográficas variam em ordens de magnitude em relação ao alcance do comportamento humano (Tabela 2.2 ). Como agentes capazes de respostas criativas e adaptativas a circunstâncias em constante mudança, os humanos frequentemente tomam decisões sobre ações apropriadas em um local específico na escala de segundos a minutos. No entanto, esses comportamentos são frequentemente restringidos, incentivados ou estruturados por padrões sociais de maior escala, como papéis de gênero, estruturas de classe ou costumes e tradições culturais (por exemplo, Bourdieu, 1977 ; Giddens, 1979 ; Sewell, 1992 ), que são melhor compreendidos em regiões mais amplas em resoluções temporais que operam em escalas de anos a séculos.

Tabela 2.2 Escalas de análise relevantes para estudos do comportamento humano por meio de métodos isotópicos

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Como demonstramos neste livro, os métodos isotópicos são capazes de investigar o comportamento em escalas que podem variar de vários dias a semanas, anos e séculos. Os processos sociais na escala de dias a semanas incluem eventos como festas, mudanças sazonais na dieta e mudanças recentes no local de residência. Ao se concentrarem nessa resolução de escala fina, os pesquisadores se preocupam principalmente com indivíduos ou pequenos grupos de indivíduos e suas histórias de vida individuais. Como o cabelo, as unhas e o esmalte são inertes após a formação, eles representam as contribuições isotópicas no momento da síntese inicial do tecido e, portanto, são os melhores tecidos para amostrar ao investigar questões nessa escala de tempo. Com base em estudos anteriores, podemos fazer as seguintes generalizações sobre a taxa de crescimento de diferentes tecidos, embora todas as taxas possam variar de acordo com a idade, o sexo e o estado de saúde. O cabelo humano tende a crescer a uma taxa de 1,05 cm/mês (Saitoh et al., 1970 ). As unhas das mãos crescem a uma taxa de 0,35 mm/mês, enquanto as unhas dos pés crescem a uma taxa de 0,16 cm/mês (Yaemsiri et al., 2010 ). Os dentes se desenvolvem em diferentes idades ao longo da vida de um indivíduo e variam de acordo com o tipo de dente, mas, geralmente, as coroas dos dentes mineralizam ao longo de aproximadamente 3 a 6 anos e as raízes mineralizam ao longo de vários anos adicionais (Hägg & Matsson, 1985 ; Hillson, 1996 ). Isso significa que, dependendo do comprimento ou tamanho da amostra, uma amostra seriada de cabelo pode refletir um período de um mês a um ano antes da morte, uma unha pode representar um período de cinco a seis meses antes da morte, enquanto um dente refletiria valores registrados durante a infância. A amostragem intra-tecidual de cabelo, unhas e dentes pode, portanto, registrar mudanças isotópicas em curtos intervalos de tempo em diferentes fases da história de vida e fornecer informações de alta resolução sobre atividades humanas passadas.

Os tipos de comportamentos humanos que operam na escala de semanas a meses incluem comportamentos mais padronizados, como a produção sazonal de alimentos, rotas migratórias anuais ou calendários rituais. Como as sociedades humanas frequentemente se adaptam ou são influenciadas por flutuações sazonais de recursos, as tradições culturais e as estratégias de obtenção de alimentos geralmente mudam ao longo do ano. De fato, estruturas e normas sociais complexas podem ser contingentes sazonalmente e algumas sociedades, como a dos Inuit, oscilam entre arranjos sociais hierárquicos e igualitários ao longo do ano (Graeber & Wengrow, 2021 ; Mauss, 2013 ). Análises isotópicas podem abordar a variação nos padrões de dieta e mobilidade nessa escala por meio do uso de estratégias de amostragem intra-cabelo, cabelo em massa, intra-unha, unha em massa, intra-esmalte, intra-dentina e intra-osso.

Padrões semelhantes também podem ser avaliados em uma escala ligeiramente mais ampla, de vários meses a anos, incluindo comportamentos similares, como mudança de residência e padrões de práticas alimentares que ocorrem em nível de locais, assentamentos, regiões e territórios específicos. Ao analisar os tecidos de indivíduos, a amostragem de tecido intraindividual pode revelar mudanças de localização e dieta de forma semelhante à escala de semanas a meses (por exemplo, Casar et al., 2018 ), e quando os dados de múltiplos indivíduos são combinados, padrões mais amplos podem ser discernidos. Práticas de amamentação e desmame de indivíduos e populações ocorrem nesse nível (ver Waters-Rist, neste volume), assim como estudos de história de vida de indivíduos quando apenas amostras em massa são consideradas (Buikstra et al., 2004 ; Somerville & Braswell, 2016 ).

Em uma escala macroscópica de décadas a séculos, os comportamentos humanos podem ser investigados em termos de amplos processos sociais e culturais, como normas culturais, diferenças de gênero, etnia e outros aspectos macroscópicos das estruturas sociais humanas. Devido à sua natureza abrangente, esses comportamentos humanos são melhor observados em vastas regiões, territórios ou áreas culturais. Para abordar essas questões por meio de isótopos, os pesquisadores podem analisar amostras de tecido ósseo, particularmente osso e esmalte, de muitos indivíduos em grandes áreas geográficas. Como o tecido ósseo se remodela ao longo da vida, dependendo da idade do indivíduo e do elemento esquelético analisado, uma amostra óssea pode representar a média das contribuições isotópicas ao longo de um período de aproximadamente 10 a 20 anos (Hedges et al., 2007 ). Amostras de colágeno ou apatita óssea registram apenas as características mais gerais da dieta ou do local de residência e, portanto, são úteis principalmente para interpretações na escala de mudanças populacionais ao longo do tempo. Em última análise, ao focar claramente em escalas específicas de análise, padrões comportamentais, tendências e variações em uma escala podem ser usados para compreender os padrões em escalas mais amplas ou mais refinadas.

2.5 Comportamentos Humanos Investigados neste Volume

A aplicação de estudos isotópicos na pesquisa arqueológica percorreu um longo caminho desde sua introdução na década de 1970. O capítulo introdutório deste volume, escrito por Margaret Schoeninger, discute o desenvolvimento da área e como os estudos isotópicos se tornaram uma ferramenta tão importante na pesquisa arqueológica. O epílogo, de Paul Szpak, aborda o estado atual da área e suas possíveis direções futuras. Os capítulos que se intercalam entre essas visões gerais abrangem uma ampla gama de tópicos e destacam a diversidade atual do uso de métodos isotópicos na pesquisa arqueológica.

Ao reunir uma coleção de revisões e estudos de caso, este volume visa fornecer a estudantes, arqueólogos e bioarqueólogos interessados em análises isotópicas uma visão sobre como abordar questões relativas ao comportamento humano no passado, compreendendo a escala e o alcance das ferramentas de pesquisa disponíveis. Estudos isotópicos de materiais arqueológicos podem contribuir para pesquisas sobre uma ampla gama de questões sociais e comportamentais. Neste volume, apresentamos estudos de caso das três áreas gerais de pesquisa para as quais eles têm sido mais produtivos: (1) paleodieta e história de vida, (2) interações humano-animal e (3) mobilidade e migração humana.

2.5.1 Paleodieta e História de Vida

Os métodos isotópicos foram aplicados inicialmente a questões arqueológicas relativas às práticas alimentares passadas tanto de humanos (van der Merwe & Vogel, 1978 ; Vogel & van der Merwe, 1977 ) quanto de animais não humanos (Burleigh & Brothwell, 1978 ; Vogel, 1978 ). Os valores de isótopos estáveis de carbono foram os primeiros a serem empregados em estudos de paleodieta, mas o nitrogênio logo foi adicionado ao conjunto de ferramentas (Schoeninger et al., 1983 ). Combinadas, essas duas ferramentas isotópicas têm sido revolucionárias em sua capacidade de fornecer dados quantitativos para o estudo de dietas e histórias de vida passadas. Neste volume, as contribuições de Waters-Rist, Bartelink et al., Salazar-Garcia et al. e Rand demonstram como as ferramentas isotópicas podem ser integradas aos estudos de paleodieta, fornecendo exemplos de meta-análises no espaço e no tempo, testando os impactos das mudanças climáticas, utilizando modelagem multi-isotópica e empregando novos tecidos biológicos.

Waters-Rist apresenta uma revisão de dados isotópicos sobre alimentação infantil em quase 100 populações ao longo dos últimos 11.000 anos e destaca, como estudo de caso, dois grupos antigos da região do Lago Baikal, na Sibéria. Waters-Rist enfatiza a plasticidade no processo de desmame, conforme registrado por dados isotópicos, e argumenta que esses novos métodos e interpretações refinadas permitirão uma melhor compreensão da variação no comportamento humano no passado em relação a essa primeira e crucial mudança alimentar na vida de um indivíduo. Bartelink e seus colegas reconstroem paleodietas humanas para testar a hipótese de que uma mudança climática na transição entre o Período Quente Medieval e a Pequena Idade do Gelo impactou as estratégias de subsistência humana na Ilha de Tutuila, Samoa Americana. Curiosamente, seus resultados isotópicos demonstram a extensão da resiliência humana no uso de recursos marinhos durante essa transição climática. Rand apresenta um estudo de caso de uma abordagem multi-isotópica utilizando enxofre, carbono, nitrogênio e oxigênio para ir além das reconstruções paleodietéticas tradicionais na avaliação de quais fontes de recursos vegetais e animais foram exploradas pelos antigos maias no sítio de Caledônia. Salazar-Garcia e seus colegas examinam criticamente o potencial do tártaro dentário como uma nova fonte de dados dietéticos sobre indivíduos do passado. Seu capítulo descreve as vantagens de incorporar o tártaro dentário como uma nova fonte de dados isotópicos biológicos, revisa estudos anteriores sobre tártaro dentário e apresenta um estudo de caso de uma população ancestral Puebloana Basketmaker II do sudoeste americano para testar a eficácia do método.

2.5.2 Interações Humano-Animal

Os comportamentos humanos do passado e as trajetórias históricas estão frequentemente intimamente ligados aos dos animais que vivem dentro ou perto de assentamentos humanos. Ao longo do tempo e do espaço, os animais serviram como importantes fontes de alimento, trabalho, pele, fibra, penas e companhia. Um dos primeiros estudos isotópicos em arqueologia demonstrou que cães peruanos antigos consumiam altos níveis de milho, semelhantes aos de seus donos humanos (Burleigh & Brothwell, 1978 ). A maioria dos outros estudos iniciais, no entanto, concentrou-se nas paleodietas humanas até o final da década de 1980, quando os pesquisadores começaram a se concentrar mais em amostras de fauna e em questões de interação humano-animal sob a perspectiva do manejo e fornecimento de alimentos para animais (por exemplo, DeNiro, 1988 ). Neste volume, as contribuições de Kinaston, Somerville, Guiry e colegas, e Swift fornecem revisões e estudos de caso abrangendo múltiplos sistemas isotópicos e espécies animais para explorar como os arqueólogos podem interpretar a relação entre os humanos e os animais que eles manejaram, consumiram e moldaram por meio de mudanças antropogênicas nas paisagens ecológicas.

As contribuições de Kinaston e Somerville fornecem revisões abrangentes do uso de dados isotópicos para melhor compreender as relações entre humanos e animais ao longo do tempo. Já o capítulo de Kinaston tem um escopo global e inclui múltiplos sistemas isotópicos (δ ¹³Cd ¹⁵N, d ³⁴S, d ¹⁸O, e ⁸⁷Sr./ ⁸⁶Sr.), o capítulo de Somerville concentra-se exclusivamente nas relações entre humanos e animais nas Américas e discute como um único isótopo, δ ¹³O δ¹³C tem sido usado para elucidar práticas de manejo e criação nas Américas durante o período pré-colonial. As contribuições de Guiry e colegas e de Swift apresentam estudos de caso específicos que destacam a utilidade dos estudos de isótopos estáveis em restos faunísticos para elucidar questões mais amplas sobre o impacto humano em espécies animais. Guiry e colegas analisaram restos de porcos ( Sus domesticus ) de uma vila de pescadores do século XIX na Islândia para determinar o δ¹³C. ¹³C e δ ¹⁵Os valores de N, numa tentativa de determinar se os porcos foram criados localmente ou importados, como sugerido em fontes históricas, revelam evidências de produção local. Os resultados são relevantes não apenas para a história local da relação entre humanos e porcos na Islândia, mas também para questões mais amplas, como a natureza das redes de comércio transatlântico. Swift utiliza a análise de isótopos estáveis de restos de ratos-do-pacífico ( Rattus exulans ) da ilha polinésia de Mangareva para explorar as mudanças antropogênicas no ecossistema da ilha. Os ratos chegaram às ilhas juntamente com os humanos e, com o tempo, proliferaram rapidamente, provavelmente contribuindo para o declínio da biodiversidade local. A análise de isótopos estáveis de δ ¹³C e δ ¹⁵Os valores de N obtidos a partir de ossos de ratos lançam luz sobre como a paisagem da ilha mudou ao longo do tempo e de que forma o rato do Pacífico pode ser usado como um indicador do impacto antropogênico dentro de um ecossistema.

2.5.3 Mobilidade Humana e Migração

A mobilidade e a migração têm sido fatores importantes nas sociedades humanas há muito tempo. O movimento de pessoas pela paisagem pode ocorrer como parte das mudanças sazonais nas estratégias de subsistência das comunidades, por indivíduos que mudam de residência por motivos de casamento ou oportunidades econômicas, ou por populações inteiras deslocadas por guerras, fome ou desastres naturais (Anthony, 1997 ; Arnauld et al., 2021 ; Tilly, 1978 ). Embora as primeiras aplicações do estrôncio na arqueologia tenham se concentrado no uso das razões Sr/Ca para inferir a paleodieta (Schoeninger, 1979 ), foi Ericson ( 1985 ) quem reconheceu que a ⁸⁷Sr./ ⁸⁶A proporção de Sr em ossos adultos em comparação com os valores dentários em amostras arqueológicas pode identificar indivíduos migrantes dentro de uma população. As décadas de 1990 e início de 2000 produziram diversos artigos sobre uma variedade de animais não humanos, estabelecendo características locais. ⁸⁷Sr./ ⁸⁶Os valores de Sr em todo o mundo foram ampliados à medida que o método se expandiu para o conjunto de ferramentas arqueológicas (ver revisão da literatura em Bentley, 2006 ). Dois capítulos deste volume utilizam métodos isotópicos para explorar a movimentação de povos antigos pela paisagem, e ambos apresentam estudos de caso com foco em sociedades da América do Sul pré-colonial.

Knudson e Torres usam δ ¹⁸O e ⁸⁷Sr./ ⁸⁶Lucas e seus colegas utilizam dados de estrôncio extraídos de restos humanos dos oásis de San Pedro de Atacama, no norte do Chile, para argumentar que estudos detalhados e de longo prazo podem fornecer perspectivas únicas sobre a migração. Eles discutem seus dados em relação às mudanças políticas e ambientais em larga escala da época, situando as evidências de mobilidade humana como uma possível resposta adaptativa a mudanças contextuais mais amplas. ⁸⁷Sr./ ⁸⁶Dados de Sr de ossos e dentes humanos foram utilizados para explorar a natureza da interação cultural no Vale de Cochabamba, na região central da Bolívia. Como o público-alvo deste volume são estudantes e arqueólogos, o pequeno tamanho da amostra ( n = 6) deste estudo destaca o potencial de um planejamento de pesquisa direcionado para ilustrar o comportamento humano no passado por meio de estudos isotópicos. Os resultados revelam a presença de indivíduos nascidos no exterior na população local, indicando que essa comunidade mantinha laços significativos com centros populacionais distantes.

2.6 Conclusão

Hoje, a análise isotópica é um método comumente aplicado no conjunto de ferramentas de arqueólogos e bioarqueólogos, graças aos avanços na automação da tecnologia, que tornam sua aplicação mais rápida e fácil do que nunca. Como discutido por Szpak no epílogo deste volume, a formação de uma nova geração de especialistas em isótopos exige que eles sejam geradores de dados altamente competentes. Mas, assim como Szpak, também reconhecemos que nem todo usuário de dados isotópicos precisa ser o gerador primário ou especialista; em vez disso, pode ser um usuário final experiente dos dados. O objetivo deste volume é ajudar estudantes e arqueólogos a aprimorar e expandir suas possibilidades de pesquisa por meio da teoria, de novas aplicações da ferramenta e da compreensão das diferentes escalas de análise mais apropriadas para questões específicas sobre o comportamento humano no passado. Os estudos de caso a seguir destacam a eficácia da pesquisa arqueológica orientada por perguntas, que coloca os estudos isotópicos como o método central de análise. Como enfatizado por Schoeninger no capítulo introdutório deste volume, o estudo do comportamento humano no passado é um campo impulsionado tanto por ideias quanto por ferramentas. Ficamos satisfeitos que esta coletânea de artigos destaque a diversidade tanto das ideias de pesquisa quanto das ferramentas isotópicas atualmente utilizadas para desvendar as complexidades do passado da humanidade.

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