Como os isótopos rastrearam as origens de Ötzi

Exame científico da múmia. © Museu de Arqueologia do Tirol do Sul / EURAC / Samadelli / Staschitz

Por Alf Larcher

Uma química analítica impressionante revelou a história de Ötzi, cujos restos mortais congelados e parcialmente danificados foram hackeados de uma geleira na fronteira austro-italiana após 5.000 anos.

Durante uma caminhada nas montanhas do sul da Áustria, muito perto do norte da Itália, em outubro de 1991, Erika e Helmut Simon tropeçaram na metade superior de um cadáver humano saindo do gelo glacial. As autoridades locais pensaram que era um alpinista desaparecido na área há alguns anos, e “arrancaram” o cadáver (inicialmente com uma britadeira) do gelo, resultando em alguns danos. Junto com alguns materiais não identificados que foram coletados e ensacados, o cadáver foi levado para uma inspeção mais detalhada na Universidade de Innsbruck, na Áustria.

Tornou-se rapidamente evidente que, em vez de o cadáver ser uma vítima recente das montanhas, ele tinha muitos milhares de anos sendo desidratado, preservado e mumificado pelo gelo que o encapsulou. Ainda mais surpreendente, os “materiais” coletados no local foram encontrados como artefatos pessoais da múmia, incluindo roupas, sapatos, equipamento de caça e uma variedade de outros implementos que um Homo sapiens neolítico habitando nas montanhas evidentemente teria. Tornou-se evidente que a múmia era de fato um dos achados arqueológicos mais significativos do século. À medida que essa informação veio à tona, a atenção do mundo aumentou;o que seria desse homem no gelo? Seu futuro dependia, em primeiro lugar, de uma questão fundamental - ele foi encontrado na Áustria ou na Itália? Isso era importante porque a múmia era claramente de grande valor científico e monetário.

A reconstrução do Iceman por Alfons & Adrie Kennis. © Museu de Arqueologia do Tirol do Sul / Ochsenreiter

A múmia, apelidada de “O Homem de Gelo” pela imprensa, foi encontrada na orla do que então se pensava estar no vale de Ötzal, na Áustria, e batizada com o descritor de um habitante desse vale - Ötzi (pronuncia-se Erzti). A fronteira nesta região (disputada por séculos) sob o acordo atual assinado em 1919 após a Primeira Guerra Mundial, depende da linha entre os cumes rochosos mais altos da área, ou seja, literalmente, a bacia hidrográfica onde o fluxo de água da chuva é dividido entre dois vales adjacentes. 

 

A descoberta inicial foi no que então se pensava ser a Áustria, mas para espanto (e provavelmente êxtase) das autoridades italianas durante a extensa escavação colaborativa subsequente do local, eles observaram que, naquele verão, quando o gelo glacial na área havia se retraído a níveis sem precedentes,as cristas rochosas subjacentes tomaram um curso ligeiramente diferente do esperado. Isso resultou na declaração de que a múmia estava dentro da fronteira italiana por 93 metros, no Val Senales ou Vale Schnals. 

 

A múmia glacial deveria ter sido renomeada para Schnalzi (não tão cativante, você concorda), mas era tarde demais, o nome original pegou e os olhos do mundo estavam em Ötzi. A pesquisa também revelou que a preservação de Ötzi foi um golpe de sorte; ele havia sido preso sob uma saliência rochosa e estava protegido do fluxo glacial inexorável que de outra forma o teria esmagado. 

 

Resolvida a disputa de fronteira, Ötzi foi transportado da Universidade de Innsbruck em uma ambulância sob escolta policial e de helicóptero através da bacia hidrográfica alpina até o novo Museu de Arqueologia do Tirol do Sul construído para esse fim em Bolzano, Itália (verIsso resultou na declaração de que a múmia estava dentro da fronteira italiana por 93 metros, no Val Senales ou Vale Schnals. A múmia glacial deveria ter sido renomeada para Schnalzi (não tão cativante, você concorda), mas era tarde demais, o nome original pegou e os olhos do mundo estavam em Ötzi. A pesquisa também revelou que a preservação de Ötzi foi um golpe de sorte; ele havia sido preso sob uma saliência rochosa e estava protegido do fluxo glacial inexorável que de outra forma o teria esmagado. Resolvida a disputa de fronteira, Ötzi foi transportado da Universidade de Innsbruck em uma ambulância sob escolta policial e de helicóptero através da bacia hidrográfica alpina até o novo Museu de Arqueologia do Tirol do Sul construído para esse fim em Bolzano, Itália (verIsso resultou na declaração de que a múmia estava dentro da fronteira italiana por 93 metros, no Val Senales ou Vale Schnals. A múmia glacial deveria ter sido renomeada para Schnalzi (não tão cativante, você concorda), mas era tarde demais, o nome original pegou e os olhos do mundo estavam em Ötzi. 

 

A pesquisa também revelou que a preservação de Ötzi foi um golpe de sorte; ele havia sido preso sob uma saliência rochosa e estava protegido do fluxo glacial inexorável que de outra forma o teria esmagado. Resolvida a disputa de fronteira, Ötzi foi transportado da Universidade de Innsbruck em uma ambulância sob escolta policial e de helicóptero através da bacia hidrográfica alpina até o novo Museu de Arqueologia do Tirol do Sul construído para esse fim em Bolzano, Itália (verA múmia glacial deveria ter sido renomeada para Schnalzi (não tão cativante, você concorda), mas era tarde demais, o nome original pegou e os olhos do mundo estavam em Ötzi. 

 

A pesquisa também revelou que a preservação de Ötzi foi um golpe de sorte; ele havia sido preso sob uma saliência rochosa e estava protegido do fluxo glacial inexorável que de outra forma o teria esmagado. Resolvida a disputa de fronteira, Ötzi foi transportado da Universidade de Innsbruck em uma ambulância sob escolta policial e de helicóptero através da bacia hidrográfica alpina até o novo Museu de Arqueologia do Tirol do Sul construído para esse fim em Bolzano, Itália (verA múmia glacial deveria ter sido renomeada para Schnalzi (não tão cativante, você concorda), mas era tarde demais, o nome original pegou e os olhos do mundo estavam em Ötzi. 

 

A pesquisa também revelou que a preservação de Ötzi foi um golpe de sorte; ele havia sido preso sob uma saliência rochosa e estava protegido do fluxo glacial inexorável que de outra forma o teria esmagado. Resolvida a disputa de fronteira, Ötzi foi transportado da Universidade de Innsbruck em uma ambulância sob escolta policial e de helicóptero através da bacia hidrográfica alpina até o novo Museu de Arqueologia do Tirol do Sul construído para esse fim em Bolzano, Itália (verele havia sido preso sob uma saliência rochosa e estava protegido do fluxo glacial inexorável que de outra forma o teria esmagado. 

 

Resolvida a disputa de fronteira, Ötzi foi transportado da Universidade de Innsbruck em uma ambulância sob escolta policial e de helicóptero através da bacia hidrográfica alpina até o novo Museu de Arqueologia do Tirol do Sul construído para esse fim em Bolzano, Itália (verele havia sido preso sob uma saliência rochosa e estava protegido do fluxo glacial inexorável que de outra forma o teria esmagado. Resolvida a disputa de fronteira, Ötzi foi transportado da Universidade de Innsbruck em uma ambulância sob escolta policial e de helicóptero através da bacia hidrográfica alpina até o novo Museu de Arqueologia do Tirol do Sul construído para esse fim em Bolzano, Itália (verwww.iceman.it ). Fui informado de forma confiável que os cientistas austríacos que cuidaram de Ötzi derramaram lágrimas durante esse episódio, enquanto outros não ficaram felizes com as deliberações que resultaram nessa perda terrível.

A vitrine refrigerada da mais alta tecnologia para a época foi construída para o novo italiano, mas o primeiro problema encontrado foi que Özti estava desidratando e perdendo peso em um ritmo alarmante. Como nós, químicos sabemos, o controle daquela molécula simples de água para garantir a integridade da amostra às vezes é um desafio. Os cientistas do museu estavam muito preocupados com seu espécime premiado, ainda mais com a administração do museu depois de gastar tanto dinheiro em suas novas instalações! O armazenamento refrigerado de múmias teve que ser reinventado (o que não era uma grande área de pesquisa); novas tecnologias foram desenvolvidas para que o pobre Özti pudesse ser preservado para a posteridade a uma temperatura glacial de -6 ° C e 98% de umidade, evitando sua dessecação. A instalação de observação fica em um canto tranquilo do museu, onde os visitantes podem prestar o devido respeito aos restos mumificados.

Com 3606 metros, o Similuan nos Alpes de Ötztal é o sexto cume mais alto da Áustria e o local de descanso final de Ötzi. © South Tyrol Museum of Archaeology / Aichner

Tudo sobre Ötzi

Então, por que Ötzi, um europeu neolítico mumificado de 5.300 anos, encontrado em uma ravina rochosa de 3.200 m nos Alpes, é tão especial? Além da altitude em que foi encontrado, que os livros da época proclamavam ser impossível para os humanos do Neolítico, a tecnologia de suas roupas e implementos extensos causou uma fogueira virtual de todos esses livros. O Neolítico (derivado do grego néos, "novo" e líthos, "pedra", que significa literalmente "Nova Idade da Pedra") foi um período de tremendo desenvolvimento humano, começando com a agricultura (cerca de 10.200 aC) e terminando com a desenvolvimento da fundição de minérios para obtenção de metal para ferramentas (entre 4500 e 2000 AC). Ötzi foi um Neólito da Idade do Cobre, possuindo ambas as ferramentas feitas de pedra e o primeiro metal que os humanos aprenderam a fundir - cobre.Ele não era um jovem (para um Neolith) com cerca de 46 anos, mas devia estar em forma, forte e muito experiente nas habilidades necessárias para viajar sozinho em terrenos montanhosos em altitude. Por exemplo, ele carregava recipientes de casca de bétula onde armazenava brasas de carvão, das quais podia acender o fogo rapidamente para cozinhar e se manter aquecido (um químico de carbono que ele era!). Ele estava muito bem vestido com “camadas diferentes” (incluindo leggings), finalizado com uma capa de grama trançada pesada e sapatos de tecido intrincado com enchimento de palha para isolamento. 

 

Ele também estava muito bem armado carregando uma pequena adaga de lâmina de sílex muito afiada, um machado robusto com uma lâmina de cobre lindamente acabada e um arco longo com uma aljava de flechas. Além disso e surpreendentemente, uma grande variedade de pertences pessoais de Ötzi foi encontrada com ele,compreendendo uma incrível variedade de implementos e materiais para garantir sua sobrevivência, incluindo plantas medicinais, bagas de alta nutrição, uma agulha de costura de chifre e cordão entre muitas outras peças de equipamento que ele embalou em uma bolsa de cinto e uma mochila. 

 

Uma inspeção mais detalhada do corpo de Ötzi descobriu que ele estava coberto com cerca de 60 tatuagens feitas de carvão esfregando em pequenos cortes de pele (então tatuar não é uma ideia nova!). Toda essa tecnologia e resistência, entretanto, não impediram alguém de atirar uma flecha em suas costas (sensacionalmente encontrado por imagens de raios-X dez anos após o achado original), resultando em sua morte em seu local de descanso alpino - mas isso, como dizem, é outra história…uma agulha de costura de chifre e um barbante, entre muitas outras peças de equipamento, que ele guardou em uma bolsa de cinto e uma mochila. Uma inspeção mais detalhada do corpo de Ötzi descobriu que ele estava coberto com cerca de 60 tatuagens feitas de carvão esfregando em pequenos cortes de pele (então tatuar não é uma ideia nova!). 

 

Toda essa tecnologia e resistência, entretanto, não impediram alguém de atirar uma flecha em suas costas (sensacionalmente encontrado por imagens de raios-X dez anos após o achado original), resultando em sua morte em seu local de descanso alpino - mas isso, como dizem, é outra história…uma agulha de costura de chifre e um barbante, entre muitas outras peças de equipamento, que ele guardou em uma bolsa de cinto e uma mochila. Uma inspeção mais detalhada do corpo de Ötzi descobriu que ele estava coberto com cerca de 60 tatuagens feitas de carvão esfregando em pequenos cortes de pele (então tatuar não é uma ideia nova!). Toda essa tecnologia e resistência, entretanto, não impediram alguém de atirar uma flecha em suas costas (sensacionalmente encontrado por imagens de raios-X dez anos após o achado original), resultando em sua morte em seu local de descanso alpino - mas isso, como dizem, é outra história…

 

Toda essa tecnologia e resistência, entretanto, não impediram alguém de atirar uma flecha em suas costas (sensacionalmente encontrado por imagens de raios-X dez anos após o achado original), resultando em sua morte em seu local de descanso alpino - mas isso, como dizem, é outra história…Toda essa tecnologia e resistência, entretanto, não impediram alguém de atirar uma flecha em suas costas (sensacionalmente encontrado por imagens de raios-X dez anos após o achado original), resultando em sua morte em seu local de descanso alpino - mas isso, como dizem, é outra história…

Digite os Químicos de Isótopos

O corpo glacialmente mumificado de Ötzi tem sido objeto de intensa investigação científica usando uma vasta gama de instrumentação e técnicas, incluindo a análise de vários isótopos. Para o não-cientista, os isótopos são formas de um elemento com pequenas diferenças na estrutura atômica (no núcleo central); eles são o mesmo elemento e ocupam “o mesmo lugar” (do qual a palavra isótopo deriva) da tabela periódica, mas todos têm propriedades químicas e físicas ligeiramente diferentes.

Um excelente exemplo da utilidade dessa peculiaridade da natureza é a datação radiogênica C14, que foi usada para determinar a hora da morte de Ötzi. A técnica foi desenvolvida por Williard Libby no final dos anos 1940 na Universidade de Chicago, pela qual ele recebeu o Prêmio Nobel de Química em 1960. Baseia-se na produção contínua de um isótopo radioativo de carbono ( ¹⁴ C) na atmosfera pela interação dos raios cósmicos com o nitrogênio atmosférico. A reação subsequente com o oxigênio atmosférico resulta na formação de dióxido de carbono radioativo. Este produto é incorporado nas plantas por meio da fotossíntese e nos animais que os consomem. Esses processos resultam em ¹⁴C forma uma mistura de equilíbrio em plantas e animais vivos com os outros isótopos de carbono (que são estáveis, consistindo principalmente em ¹² C) e que é essencialmente constante ao longo do tempo. Alguma variabilidade na quantidade relativa de ¹⁴ C foi observada ao longo do tempo, mas pode ser contabilizada. Quando um animal ou planta morre, ele para de trocar carbono em seu ambiente e a quantidade de ¹⁴ C no organismo diminui por decomposição radioativa. Com meia-vida de 5.700 anos, as técnicas de ¹⁴ C podem datar amostras preservadas de animais e plantas em dez meias-vidas ou aproximadamente 60.000 anos. Como esse período abrange uma mudança tremenda no desenvolvimento humano, ele foi referido como um “presente da natureza” para a arqueologia. A desvantagem é queA baixa concentração de ¹⁴ C torna sua análise um desafio (sua quantidade relativa no reservatório de carbono é da ordem de uma parte em um milhão de milhões), resultando historicamente na exigência de pesos amostrais elevados. As técnicas modernas de espectrometria de massa usando aceleração de íons, no entanto, reduziram os requisitos de amostra para miligramas. As amostras usadas até hoje Ötzi vieram de seu quadril esquerdo danificado após o episódio da britadeira e grama de sua capa de palha e sapato esquerdo. Os resultados mostraram que Ötzi morreu e foi encapsulado no gelo glacial, isolando o ¹⁴ C em seu corpo da troca com o meio ambiente, cerca de 5.300 anos antes daquele dia fatídico em 1991, depois de aproximadamente metade dos ¹⁴C em seu corpo havia decaído radioativamente. Isso colocaria a idade de Ötzi incrivelmente em torno de 3.300 aC, bem antes da construção da Grande Pirâmide de Gizé (por volta de 2.570 aC) e mais ou menos na época em que a construção de Stonehenge começou (por volta de 3.000 aC).

Outro tesouro para os químicos de isótopos são os dentes e os ossos de qualquer sujeito; você pode não gostar, mas eles encapsulam uma trilha isotópica sobre onde você cresceu, viajou e onde está agora! Os dentes de Ötzi foram amplamente analisados, em particular o esmalte (camada externa visível) que é composto principalmente de fosfato de cálcio que se forma na primeira infância. À medida que o cálcio é depositado, qualquer estrôncio do seu “primo químico do Grupo 2” que esteja presente também é incorporado ou “biomineralizado”. O estrôncio é ingerido das rochas, onde é um constituinte comum, por meio de produtos de intemperismo, como o solo (e os alimentos produzidos a partir dele) e a água que entrou em contato com as rochas. Uma vez incorporado ao esmalte dental na primeira infância (3-5 anos de idade), o estrôncio é selado e não é trocado por qualquer ingestão posterior do elemento.Isso torna as coisas interessantes, já que o estrôncio existe como uma mistura de isótopos específicos da rocha da qual foi derivado. Então, quando estava com sede, o jovem Ötzi muitas vezes bebia de riachos e fontes (incluindo um pouco de areia, talvez!) Incorporando estrôncio em seu sistema. Quando seus novos dentes foram colocados, a impressão digital isotópica do estrôncio que ele havia ingerido foi preservada. A razão isotópica arqueológica de interesse éA razão isotópica arqueológica de interesse éA razão isotópica arqueológica de interesse é⁸⁷ Sr / ⁸⁶ Sr, sendo o último estável enquanto o primeiro radiogênico, sendo formado a partir do 87-Rubídio por decaimento radioativo. Isso faz com que a proporção varie significativamente com a idade da rocha e a composição química e, na maioria das vezes, é diferente para diferentes corpos de rocha. A análise mostrou que a composição isotópica do estrôncio do esmalte do dente de Ötzi é mais parecida com as rochas ao sul da bacia hidrográfica alpina (os arqueólogos do futuro, esperançosamente, estarão cientes de que muitos de nós bebem águas engarrafadas de lugares exóticos, para que não coloquem nossa infância na França Alpes!).

Para determinar mais precisamente onde Ötzi passou sua infância, outro grupo favorito do químico de isótopos também foi analisado; o de chumbo que existe como quatro isótopos estáveis ​​com números de massa 204, 206, 207 e 208, respectivamente. A diferença neste quarteto é que todos, exceto o primeiro, são produtos da decadência radioativa de outros elementos radioativos viz. urânio e tório, com esses isótopos radiogênicos tendo diferentes meias-vidas. O chumbo é um constituinte comum de rochas com suas diferentes idades e composições, resultando em uma impressão digital de isótopo de chumbo característica para cada tipo de rocha. Mais uma vez, a ingestão de produtos de intemperismo e água em contato com essas rochas resulta na impressão digital do isótopo de chumbo sendo incorporada ao esmalte do dente na primeira infância.As diversas rochas e correntes de água ao redor do local da descoberta de Ötzi foram amplamente amostradas e sua composição isotópica de estrôncio e chumbo determinada e comparada com a do esmalte do dente de Ötzi. As impressões digitais de isótopos correspondem às rochas nas proximidades do local da descoberta, mais próximas às do Vale Eisack, na Itália, aproximadamente 60 km a SE do local da descoberta. Algumas relíquias arqueológicas da época de Ötzi também foram encontradas lá.

Usando Fracionamento Isotópico como Positivo

A maldição dos químicos isotópicos é que, quando misturas isotópicas são armazenadas, tratadas quimicamente, transferidas de um recipiente para outro ou manipuladas de alguma forma, um isótopo pode ser enriquecido ou esgotado, ou então denominado fracionado. No entanto, isso tem sido usado como um positivo por químicos de isótopos arqueológicos, especialmente no caso de água com alto teor de oxigênio. O oxigênio existe como uma série de isótopos, três dos quais são estáveis: ¹⁶ O (99,76%), ¹⁷ O (0,04%) e ¹⁸ O (0,20%). Isso resulta em uma quantidade significativa de água "pesada" (em relação ao oxigênio), ou seja, H ₂ ¹⁸ O com propriedades físicas ligeiramente diferentes da água normal (principalmente H ₂ ¹⁶O). Em um evento de chuva, o isótopo mais pesado (sendo menos volátil) é enriquecido na água da chuva, enquanto o vapor de água restante é esgotado neste isótopo. Esse fracionamento é mais pronunciado à medida que a distância da fonte de água da chuva e a água da chuva real aumenta, já que eventos de chuva sucessivos durante o movimento do vapor d'água resultam em esgotamentos sucessivos da água com oxigênio pesado. O fracionamento é extenuado na altitude, como onde Ötzi foi encontrado, e especialmente na área ao redor da bacia hidrográfica alpina entre os vales de Ötzal e Val Senales, pois as áreas ao norte da bacia hidrográfica capturam principalmente a precipitação do oceano Atlântico mais distante, enquanto as áreas ao sul do precipitação de captura de bacia hidrográfica do Oceano Mediterrâneo mais próximo. A água da chuva resultante nas áreas ao sul da bacia hidrográfica tem um ¹⁸Razão O / ¹⁶ O ligeiramente maior do que as áreas ao norte, uma vez que experimentou menos eventos de chuva / fracionamento, conforme mostrado nas pesquisas isotópicas atuais em torno do local da descoberta. Tal como acontece com os isótopos discutidos acima, o oxigênio da água consumido durante a primeira infância (3–5 anos de idade) também é incorporado e selado no esmalte dentário; a análise do esmalte do dente de Ötzi mostrou que, quando criança, ele bebia água do sul da bacia hidrográfica dos Alpes, em linha com as descobertas dos isótopos de estrôncio e chumbo. A análise das amostras de osso de Ötzi, que são remineralizadas com substâncias ingeridas a cada 10 a 20 anos, no entanto, mostraram valores de isótopos de oxigênio que estavam mais próximos do local de descoberta mais ao norte, indicando que ele pode ter passado algum tempo em um local mais ao norte após a infância (https://doi.org/10.1126/science.1089837 ).

Descendo para o Nitty Gritty

Espero que Ötzi não tenha sido uma pessoa privada porque, além de saber onde ele cresceu e suas viagens, o mundo inteiro agora sabe sobre sua refeição final. O conteúdo de seu estômago foi analisado por uma variedade de técnicas, como impressões digitais de DNA, que mostram que sua última refeição farta consistiu principalmente de íbex, veado-vermelho e trigo einkorn. Agora eu caminhei nas montanhas perto do local da descoberta e vi íbex empoleirado precariamente em saliências de rocha altas. São animais impressionantes, grandes, peludos, semelhantes a cabras, com chifres enormes; não tenho certeza de como eu iria caçar um deles com um arco e flecha! O conteúdo intestinal de Ötzi também foi examinado em detalhes e surpreendentemente 12 fragmentos pequenos (100 a 400 um) de mica, uma rocha comumente usada para equipamentos de moagem de cereais, foram encontrados e isolados.Ötzi teria incorporado esses fragmentos de mica enquanto desfrutava de suas refeições de cereais e / ou de bebidas ásperas das fontes de água locais. Um constituinte comum da mica é o potássio (K), que, você adivinhou, existe como um número de isótopos na natureza; dois são estáveis: 39K (93,3%) e 41K (6,7%), e um é radioativo:⁴⁰ K (0,012%) com meia-vida de 1,25 bilhões de anos. Um dos produtos de decaimento radioativo deste último é o 40-argônio ( ⁴⁰ Ar), que é o isótopo mais comum do argônio (99,6%). Devido à longa meia-vida desse sistema K-Ar, ele é característico de muitas rochas e pode ser usado para datá-las. As técnicas de espectrometria de massa evoluíram tanto que essa análise pôde ser realizada nos minúsculos fragmentos de mica encontrados no intestino de Ötzi. As análises mostraram que as micas eram da área italiana de Vinschgau, aproximadamente 20 km ao sul da área descoberta.

Os dados isotópicos combinados indicam que Ötzi cresceu ao sul da bacia hidrográfica austro-italiana no vale de Eisack, e depois, como adulto, passou um tempo nas montanhas do Vinschgau antes de partir para sua jornada final nos Alpes de Ötzal ( https: // doi. org / 10.1126 / science.302.5646.759b ). Uma peça verdadeiramente incrível de química de isótopos forenses.

O machado de mão Iceman. a) É o machado mais antigo encontrado completo com lâmina de cobre, tiras de couro, alcatrão de bétula e cabo feito de madeira de teixo, de modo que foi cuidadosamente datado por métodos de radiocarbono (figura em www.iceman.it , modificado) b) Defeitos de fundição e deformação na garra da lâmina de cobre. A microamostra aqui analisada foi extraída da cavidade principal. Crédito: PLoS One https://doi.org/10.1371/journal.pone.0179263

O cobre para o machado de Ötzi?

Machados, machados e similares foram encontrados em muitos sítios arqueológicos, mas o de Ötzi ainda é um dos mais espetaculares dos artefatos com os quais ele foi encontrado. Está em estado “como novo”, completo com cabo de madeira, cabos e alcatrão para segurar a lâmina de cobre 99,7% (você pode ver claramente a coloração rosa salmão) no lugar. É o mais antigo implemento desse tipo já encontrado em sua forma completa. Análises não destrutivas mostraram que ele foi fundido a partir de um molde bivalve, ou seja, um composto de duas metades e, apesar da tecnologia disponível na época, o metal não foi endurecido, provavelmente devido ao fato de o usuário preferir a ductilidade à dureza. A proveniência do cobre era uma questão que não podia ser respondida por técnicas não destrutivas;O cobre histórico e os minérios de cobre de toda a Europa haviam recebido impressões digitais extensas em termos de composição e oligoelementos presentes - tudo o que era necessário era uma amostra real do precioso machado de cobre. Após extensa consulta, isso foi permitido em 2016, e três micro amostras com peso total de 6,7 mg foram retiradas da lâmina e analisadas por MEV (microscopia eletrônica de varredura), espectrometria de massa para determinar a assinatura do isótopo de chumbo e ICP-MS (plasma indutivamente acoplado - espectrometria de massa) para obter o perfil do elemento traço. A composição da lâmina do machado era semelhante a uma série de minérios de cobre conhecidos por serem utilizados na época de Ötzi, mas o que a conquistou foi que o cobre do machado continha baixas quantidades de antimônio, conforme determinado pelo ICP-MS. Todas as informações apontavam para depósitos de minério de cobre no sul da Toscana;este exemplo do impulso para viagens e comércio tão cedo no desenvolvimento tecnológico humano foi uma surpresa para muitos antropólogos (https://doi.org/10.1371/journal.pone.0179263 ).

Sabe-se muito mais sobre Ötzi e mais será conhecido à medida que as pesquisas continuarem sobre essa descoberta acidental extraordinária. Observe que as interpretações resumidas neste artigo são aquelas geralmente aceitas pelos principais investigadores no momento em que este é escrito - é, entretanto, uma área dinâmica de pesquisa e as interpretações podem mudar. E o filme? É de fabricação alemã, ainda não disponível na Austrália e chamado (não surpreendentemente) ICEMAN!

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Alf Larcher é um pesquisador químico e escritor de ciências.

Segredos de múmias perdidas 

Alison Abbott considera uma assembléia extraordinária de restos humanos: alguns redescobertos, alguns re-analisados.

Alison Abbott

A múmia peruana apelidada de "mulher com as pernas cruzadas" segura os dentes de leite das crianças nas mãos entrelaçadas. Crédito: Jean Christen / REM

Múmias: Segredos da Vida Reiss Engelhorn Museum, Mannheim, Alemanha Até 31 de março de 2019
 
Ela é conhecida como a "mulher de pernas cruzadas": os restos de um peruano que morreu há cerca de 600 anos. Como acontece com muitas múmias daquela parte do mundo, seus braços também estão cruzados. Incomumente, suas mãos estão entrelaçadas. Graças à pesquisa do German Mummy Project, agora sabemos o que ela estava segurando - não jóias preciosas, mas dentes de leite de uma criança.
 
Esta múmia é exibida com mais de 50 pessoas de todo o mundo em uma nova exposição no Museu Reiss Engelhorn, em Mannheim, na Alemanha. Múmias: Segredos da Vida é construído em torno da ciência que foi aplicada às múmias, e o que ela revelou sobre vidas e mortes há muito esquecidas.
O Projeto Múmia Alemã é uma iniciativa de pesquisa internacional lançada em 2004, depois que 19 corpos embrulhados e preservados da América do Sul foram descobertos em caixas não identificadas no porão do museu durante uma reforma. Eles tinham sido apressadamente escondidos e colocados em segurança durante os bombardeios aliados na Segunda Guerra Mundial; no caos do pós-guerra, seu retorno foi esquecido.

Pesquisadores da Universidade de Mannheim, na Alemanha, preparam-se para escanear uma múmia. Crédito: Maria Schumann / REM

Desde sua redescoberta, pesquisadores de vários países europeus têm colaborado para examiná-los, juntamente com mais de 100 múmias de diferentes origens realizadas em várias coleções. Eles usaram datação de carbono, análise genética e radiologia de ponta, entre outras tecnologias, para revelar pistas sobre indivíduos que viveram centenas, às vezes milhares, de anos atrás.
 
Há muitas maneiras de se mumificar ou se tornar mumificado, como mostra a exposição. Corpos deixados em um deserto secam rapidamente. O frio intenso tem um efeito similar, como mostra o 'Iceman' Ötzi, de 5.400 anos de idade, encontrado no alto dos Alpes italianos.  

Pântanos fornecem ambientes anaeróbicos que impedem a decadência: um pântano ácido preserva a pele, mas dissolve os ossos; um alcalino faz o oposto. Algumas civilizações, principalmente os antigos egípcios, usavam substâncias químicas para ajudar a retardar o colapso de um cadáver com, digamos, sais e resina. Mais tarde, as pessoas usaram misturas contendo formalina.  

Hoje, o anatomista Gunther von Hagens e suas controversas exibições da Body Worlds popularizaram o processo de plastinação que substitui a água e a gordura no tecido por polímeros.

Os restos mumificados de uma mulher e duas crianças do Chile. Crédito: Jean Christen / REM

Entre as mais extensamente estudadas das redescobertas estão os restos de uma mulher com dois filhos pequenos, um deitado sobre o estômago. Os antropólogos supunham que a criança havia sido colocada lá há relativamente pouco tempo, porque seu tecido de fixação parecia muito mais fresco na cor do que os dos outros corpos. Mas a datação por carbono e a tomografia computadorizada (TC) mostraram que todos os três datavam do período medieval, antes de os europeus entrarem na América do Sul; que a mulher provavelmente morreu aos 30 anos; e que as crianças eram crianças. Uma amostra do intestino da mulher mostrou vestígios da bactéria Helicobacter pylori , causadora de doenças gástricas, e da arracacha, uma raiz vegetal andina.
 
Em julho, a equipe descobriu que a criança mais nova tinha uma caixa excessivamente expandida e um bloqueio em sua traqueia, indicando que ela provavelmente morreu engasgada. Uma amostra do material estranho está sendo submetida a análises histológicas e moleculares no Instituto de Estudos da Múmia em Bolzano, Itália (a cidade em que Ötzi repousa). Albert Zink, diretor do Instituto, diz que a identificação deve ser concluída a tempo de atualizar a exposição antes que ela termine.
 
A equipe identificou causas plausíveis de morte em outros restos mortais. Uma tomografia computadorizada de um homem de meia-idade do Egito que morreu há cerca de 2.000 anos, por exemplo, indicava um provável tumor da glândula pituitária, que normalmente leva ao excesso de secreção do hormônio do crescimento. O exame mostrou as características faciais espessas e as mãos e os pés aumentados, típicos do distúrbio.

A tomografia computadorizada permitiu que os pesquisadores olhassem para dentro desse pacote de múmia inca e identificassem os restos de um menino. Crédito: Projeto Múmia Alemã / REM

Um pacote de múmia inca da América do Sul em traje de guerreiro, abrigado no Museu das Culturas de Basileia, na Suíça, era um mistério desde os anos 70, quando um exame de raios X revelou uma múmia parecida com uma mulher. Agora, uma tomografia computadorizada revelou que na verdade é um menino pequeno em torno de sete a nove anos de idade, sua cabeça e medula espinhal pontilhada de tumores. O embrulho provavelmente foi uma manipulação do início do século XX por comerciantes que procuravam um preço mais alto, especula a equipe.
 
Esta exposição finamente curada, que fornece informações em alemão e inglês, e inclui apresentações de algumas das tecnologias utilizadas, está repleta de outras curiosidades. Há, por exemplo, os cadáveres de 200 anos naturalmente mumificados de uma coleção descoberta em 1994, novamente durante obras de renovação, na cripta de uma igreja em Vác, na Hungria. Um microclima especial ajudou no processo de mumificação. Os restos foram depositados em caixões de pinho, protegidos com lascas de madeira que poderiam ter liberado terebintina para inibir o crescimento de fungos e bactérias. Há também corpos de pântano entrelaçados dos Países Baixos. Eles não eram amantes, como se supunha uma vez: o exame científico mostra que eram dois homens que morreram há dois mil anos e que rolaram uns para os outros em seus túmulos pantanosos.

Construção 3D: Lukas Fischer / Fundação Curt Engelhorn

Em exposição, também, está o primeiro raio X de uma múmia, tirado em Frankfurt em 1896, poucos meses depois de Wilhelm Röntgen ter produzido e detectado a radiação eletromagnética pela primeira vez. Ele fica ao lado de uma tomografia computadorizada moderna dos mesmos restos e da própria múmia. Particularmente surpreendente é uma reconstrução facial digital 3D baseada em uma múmia peruana de 500 anos de idade. Olhando para a sua pele lisa e cabelos escuros, fiquei comovida com o seu destino: ela morreu jovem demais, pensei.
 
O Ötzi está fisicamente ausente, mas a falta é equilibrada por uma exibição interativa elegante e intuitiva sobre a massa de dados que os pesquisadores coletaram sobre ele. O Iceman é uma das múmias mais antigas já descobertas, e sua presença virtual completa uma exposição que abrange muitas vezes e lugares.
 

doi: 10.1038 / d41586-018-06799-y

Ötzi the Iceman Was a Heart Attack Waiting to Happen

By Laura Geggel, Senior Writer | May 30, 2018 11:39am ET

A statue of Ötzi, the 5,300-year-old iceman mummy, who was discovered by hikers in the Italian Alps in 1991.

Credit: Andrea Solero/AFP/Getty

This story was updated May 30 at 12:02 p.m. EDT.

If a modern heart doctor could give medical advice to the iceman Ötzi — the man who was preserved as a mummy after his murder about 5,300 years ago in the snowy Alps — it would be this: Stop eating so much fatty meat and consider taking medications that lower your blood pressure and cholesterol.

This advice is based on a new comprehensive look at the iceman mummy's cardiovascular health. A full-body computed tomography (CT) scan showed that Ötzi had three calcifications (hardened plaques) in his heart region, putting him at increased risk for a heart attack. [Mummy Melodrama: Top 9 Secrets About Otzi the Iceman]

Ötzi also had calcifications around his carotid artery, which carries blood to the head and neck, and in the arteries at the base of his skull, which carry blood to the brain. Both hardened plaques likely elevated Ötzi's risk of a stroke, said Dr. Seth Martin, a preventive cardiologist at Johns Hopkins Medicine in Baltimore who wasn't involved with the new study.

Granted, because Ötzi didn't have access to modern medicines during his lifetime, such as cholesterol-lowering statins, "we'd be focusing on a plant-based, vegetarian diet," Martin told Live Science. "Folks who follow a more plant-based or Mediterranean diet — that's the type of diet that can help prevent heart disease."

It's too bad Ötzi likely had a taste for meat. In an earlier study, researchers found that Ötzi's last meal included the fatty meat of a wild goat, as well as wild deer and grains.
If Ötzi's condition were bad enough (and if he had a time machine that could transport him to modern times), doctors might give him a carotid endarterectomy, a surgery that involves opening or cleaning the carotid artery to help prevent stroke, Martin said. Ötzi could also undergo coronary bypass surgery, a procedure that diverts blood flow around the blocked artery, Martin noted.

People examine illustrations of Ötza at the South Tyrol Museum of Archaeology in Italy.

Credit: Copyright O. Verant/South Tyrol Museum of Archaeologiemuseum

Ötzi's health

Ötzi may be old, but he was found fairly recently. Hikers found him buried in the Italian Alps in 1991, and he is now housed at the South Tyrol Museum of Archaeology in Bolzano, Italy. The iceman is one of the most studied mummies in the world: Researchers now know that he had bad teeth and knees; lactose intolerance; a probable case of Lyme disease; stomach bacteria that causes ulcers; and 61 tattoos inked on his body, Live Science previously reported.

Now, the new study suggests that if Ötzi hadn't been killed by a blow to the head and an arrow that pierced his shoulder when he was about 46 years old, he might have faced health problems from these plaques down the road.

An earlier study in the journal Global Heart found that Ötzi had a genetic predisposition for atherosclerosis, a narrowing of the arteries from fatty deposits, Live Science previously reported. What's more, CT scans done at the time showed signs of generalized atherosclerotic disease in in some of his arteries, including the carotid arteries, the distal aorta and the right iliac artery, the earlier study found. However, it was not known before that Ötzi also had calcifications in his heart, which indicates a more advanced atherosclerosis with an increased risk of stroke or heart attack, said Albert Zink, the head of the Institute for Mummies and the Iceman at the European Academy, who was not involved with the new study.

Given that Ötzi wasn't overweight, didn't smoke tobacco, regularly exercised and likely didn't have a high-fat diet (at least by today's standards), it appears that his genes — and not his daily routine — explained his health condition.

"I suspect that lifestyle didn't play a major role in his development of plaque," Dr. Philip Green, an interventional cardiologist at New York-Presbyterian who wasn't involved with the study, told Live Science. Despite the suggestion that Ötzi go vegetarian, Zink sees it another way. "Compared to modern standards, he would not be considered as a risk patient," Zink told Live Science. "So, I think a different diet, such as vegetarian or vegan, wouldn’t have helped Ötzi." [9 New Ways to Keep Your Heart Healthy]

In the new study, the researchers examined a newer CT scan of Ötzi that was done in 2013. This was Ötzi's first, complete head-to-toe CT scan; his two arms poked out at odd angles, so Ötzi didn't fit in a regular CT machine. Thanks to a new, larger CT scanner at the Central Hospital in Bozen-Bolzano, the researchers were able to image Ötzi's entire body, including his abdomen and chest, allowing them to pinpoint the hardened plaques.
There is no doubt Ötzi is one of the oldest cases of vascular calcification, and "a medical example showing that a genetic predisposition is probably the most important trigger factor for arteriosclerosis and coronary heart disease," study co-researcher Patrizia Pernter, a radiologist at Bozen-Bolzano, said in a statement.

The study was published online May 28 in the German and Austrian journal Advances in the Field of X-Rays (RöFo – Fortschritte auf dem Gebiet der Röntgenstrahlen).
Editor's Note: This story was updated to include additional information about Otzi's medical history.
Original article on Live Science.

Segredos do homem do gelo

Equipe internacional de pesquisadores completa o sequenciamento do DNA humano mais antigo já coletado de uma múmia. O genoma revela a origem genética e as características físicas de um homem da Idade do Cobre assolado por doenças atuais.

Por: Sofia Moutinho

Publicado em 29/02/2012 | Atualizado em 15/03/2012

Ötzi, o homem do gelo, teria tido olhos castanhos, saúde debilitada e deixado descendentes na região italiana onde hoje é a Sardenha. (foto: South Tyrolean Museum of Archaeology)

Um homem na casa dos 40 anos, de pele branca, cabelos e olhos castanhos, com problemas cardíacos, intolerância à lactose e uma doença provocada por um parasita do carrapato. A descrição, que poderia ser de qualquer indivíduo moderno, é resultado da interpretação do genoma de Ötzi, o homem do gelo, mais antiga múmia humana a ter seu DNA sequenciado. O código genético pré-histórico, de cerca de 5.300 anos, pode ajudar a compreender a evolução e a expansão do homem na Terra.

Ötzi, que viveu no período Calcolítico, ou Idade do Cobre (3000-1800 a.C.), foi descoberto em 1991 por um casal de alpinistas alemães na parte italiana dos Alpes Ötztal – daí o nome. Desde então, está em exibição no Museu Arqueológico do Tirol do Sul, em Bozano, Itália.
A equipe internacional de pesquisadores responsável pela análise do DNA do homem do gelo, iniciada em 2010 e publicada ontem (28/2) na revista Nature Communications, usou uma mostra recolhida do osso do quadril da múmia para destrinchar a sua história.
Para detectar características físicas e propensões genéticas do homem, os pesquisadores se basearam na análise de Snps. Esses marcadores genéticos são originados na troca de um par de base nitrogenada durante a duplicação do DNA – por exemplo, uma sequência que deveria ser ATCG, por erro, vira ATGG.
Essas variações de base nitrogenada, que são passadas de geração para geração, nem sempre têm implicações para quem as carrega, mas podem determinar algumas características físicas, a presença ou risco de desenvolvimento de doenças e também a etnicidade, já que se tornam típicas de determinados grupos humanos que conviveram por muito tempo.

Na análise do DNA de Ötzi, os pesquisadores identificaram Snps relacionados ao risco de doenças coronarianas e à intolerância à lactose. Uma tomografia feita na múmia confirmou: o homem do gelo tinha sinais de calcificação no coração próprios de quem sofreu de arteriosclerose.
“A predisposição a doenças cardiovasculares é considerada uma característica do homem moderno e chamada de doença da civilização”, diz Albert Zink, líder da pesquisa e antropólogo molecular do Instituto do Homem do Gelo e Múmias. “Com o genoma de Ötzi, sabemos que as mutações genéticas que levaram a isso já estavam presentes há mais de cinco mil anos.”

A intolerância à lactose do homem do gelo também diz muito sobre a evolução e a saúde humana. Zink explica que a capacidade do homem de beber leite depois de adulto sem ter problemas só surgiu depois da domesticação de animais leiteiros na Europa. O período preciso da mudança ainda é incerto, mas o genoma de Ötzi oferece mais uma pista.
“Na época de Ötzi, era provável que as pessoas ainda fossem majoritariamente intolerantes ao açúcar do leite”, explica. “E essa evidência é mais uma das contribuições da pesquisa. É importante investigar o marcador genético associado a essa característica para entender como e quando essa mudança tão significativa ocorreu.”

O genoma de Ötzi é o mais antigo já sequenciado a partir de uma múmia. (foto: Wikimedia Commons/ Jacklee)

Junto ao DNA do homem do gelo, os cientistas encontraram ainda o material genético da bactéria Borrelia burgdorferi, causadora da doença de Lyme. Transmitida pela picada de carrapatos, a enfermidade, diagnosticada apenas no século 18, provoca desde sintomas leves, como irritação cutânea, até mais graves, como distúrbios neurológicos.
Esse é o registro mais antigo da doença e pode ajudar a explicar estranhas marcas encontradas na pele de Ötzi. Alguns arqueólogos acreditam que as pequenas linhas tatuadas no homem eram uma forma antiga de tratamento, uma espécie de acupuntura pré-histórica ocidental, e a doença de Lyme poderia ser o alvo dessa terapia.

Origem revelada

Depois de terminar o sequenciamento do genoma de Ötzi, os pesquisadores utilizaram bancos de dados e programas de computador para comparar o DNA da múmia com o de humanos modernos.
O material genético do homem do gelo foi confrontado com amostras de mais de 1.300 europeus, 125 indivíduos de populações africanas e 20 pessoas do Oriente Médio. Mas só apresentou marcadores compatíveis com o DNA de europeus, mais especificamente de pessoas que vivem na ilha italiana Sardenha.
Na análise do DNA de Ötzi, os pesquisadores identificaram Snps relacionados ao risco de doenças coronarianas e à intolerância à lactose. Uma tomografia feita na múmia confirmou: o homem do gelo tinha sinais de calcificação no coração próprios de quem sofreu de arteriosclerose.
“A predisposição a doenças cardiovasculares é considerada uma característica do homem moderno e chamada de doença da civilização”, diz Albert Zink, líder da pesquisa e antropólogo molecular do Instituto do Homem do Gelo e Múmias. “Com o genoma de Ötzi, sabemos que as mutações genéticas que levaram a isso já estavam presentes há mais de cinco mil anos.”

A intolerância à lactose do homem do gelo também diz muito sobre a evolução e a saúde humana. Zink explica que a capacidade do homem de beber leite depois de adulto sem ter problemas só surgiu depois da domesticação de animais leiteiros na Europa. O período preciso da mudança ainda é incerto, mas o genoma de Ötzi oferece mais uma pista.
“Na época de Ötzi, era provável que as pessoas ainda fossem majoritariamente intolerantes ao açúcar do leite”, explica. “E essa evidência é mais uma das contribuições da pesquisa. É importante investigar o marcador genético associado a essa característica para entender como e quando essa mudança tão significativa ocorreu.”

O genoma de Ötzi é o mais antigo já sequenciado a partir de uma múmia. (foto: Wikimedia Commons/ Jacklee)

Junto ao DNA do homem do gelo, os cientistas encontraram ainda o material genético da bactéria Borrelia burgdorferi, causadora da doença de Lyme. Transmitida pela picada de carrapatos, a enfermidade, diagnosticada apenas no século 18, provoca desde sintomas leves, como irritação cutânea, até mais graves, como distúrbios neurológicos.
Esse é o registro mais antigo da doença e pode ajudar a explicar estranhas marcas encontradas na pele de Ötzi. Alguns arqueólogos acreditam que as pequenas linhas tatuadas no homem eram uma forma antiga de tratamento, uma espécie de acupuntura pré-histórica ocidental, e a doença de Lyme poderia ser o alvo dessa terapia.

Origem revelada

Depois de terminar o sequenciamento do genoma de Ötzi, os pesquisadores utilizaram bancos de dados e programas de computador para comparar o DNA da múmia com o de humanos modernos.
O material genético do homem do gelo foi confrontado com amostras de mais de 1.300 europeus, 125 indivíduos de populações africanas e 20 pessoas do Oriente Médio. Mas só apresentou marcadores compatíveis com o DNA de europeus, mais especificamente de pessoas que vivem na ilha italiana Sardenha.
Zink explica que os marcadores genéticos de ancestralidade compartilhados pela múmia e pelos sardenhos pertencem a um grupo de humanos que teve origem no Oriente Próximo, região que abrange o sudoeste asiático e os países mediterrâneos, e foi introduzido na Europa durante o período Neolítico (10.000-6.000 a.C.).
“Hoje, esses marcadores genéticos são muito raros e só são encontrados em áreas isoladas como as ilhas de Córsega e Sardenha”, diz Zink. “Em outros lugares, esse grupo foi substituído por outras populações.”
A pista genética é compatível com as teorias arqueológicas correntes sobre o homem do gelo, segundo as quais ele teria vivido em algum povoado próximo ao Mar Tirreno – parte do Mar Mediterrâneo que se estende ao longo da costa oeste italiana – e depois migrado para os Alpes.
Segundo o líder do estudo, a identificação da origem genética de Ötzi pode ser útil ainda para estudos mais aprofundados sobre a expansão do homem antigo na Terra.
“Embora o genoma de um só indivíduo seja pouco para refazer a história demográfica humana, a presença desse grupo específico na Itália no início da Idade do Cobre traz novos elementos para futuras pesquisas que visem entender as migrações da época, especialmente o fluxo entre as comunidades alpinas e mediterrâneas.”

Sofia Moutinho
Ciência Hoje On-line
Este texto foi atualizado para incluir as seguintes alterações:

Diferentemente do publicado anteriormente, a lactose não é uma proteína, mas um açúcar presente no leite. Proteína é a lactase, enzima que “quebra” a lactose e permite a digestão do leite. (12/3/2012)

Os marcadores genéticos analisados pelos pesquisadores são originados na troca de um par de base nitrogenada durante a duplicação do DNA, e não a transcrição, como foi dito anteriormente.
(15/3/2012)