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ISÓTOPOS ESTABLES Y DIETA HUMANA EN ELCENTRO OESTE: DATOS DE MUESTRAS DE SAN JUAN

Gil, Adolfo *, Shelnut, Nicole**, Neme, Gustavo*, Tykot, Robert**,Michieli, Catalina Teresa***

* CONICET, Departamento de Antropología,Museo de Historia Natural de San Rafael, Mendoza.

afgil1@infovia.com.ar; aneme@poraire.com.ar** Department of Anthropology-University of South Florida-USA.

rtykot@chuma1.cas.usf.edu; nshelnut@hotmail.com*** Instituto de Investigaciones Arqueológicas y Museo

“Profesor Mariano Gambier “, San Juan. ctmg51@infovia.com.ar

ResumenCon el fin de estudiar variaciones en la dieta, específicamente la importancia del

maíz, en los sectores limítrofes de la agricultura andina es que se analizan los valoresisotópicos de C y N en muestras humanas registradas en San Juan. Para esto se obtuvierondatos sobre hueso y pelo en individuos de los últimos 4000 años. Los resultados marcanuna significativa variación en el tiempo notándose un cambio en las muestras del últimomilenio donde se reflejaría una mayor importancia en el consumo directo y/o indirecto derecursos con fotosíntesis de tipo C4 como el maíz. Con el fin de dar sentido a los valoresobtenidos en estas muestras se procesaron también recursos arqueológicos, animales yplantas que señalan variaciones espaciales significativas para entender los valoreshumanos.

Palabras Clave: Maíz - Dieta - San Juan - Centro Oeste Argentino - Holoceno tardío.

AbstractThis paper explores diet variations, specifically the importance of maize, in Late

Holocene populations from the Andean farming frontier of central West Argentina. Iso-topic values of C and N were obtained from human samples registered in San Juan. Dataon bone, tooth enamel, and hair were obtained for individuals from the last 4000 years.The results mark a significant variation in the importance of C4 resources in the lastmillennium, proposing a greater importance in the direct and/or indirect consumption ofC4 resources, such as maize. To provide a greater understanding of the human values,local dietary resources were also processed and the results are presented in the followingpaper.

Key Words: Maize - Diet - San Juan - Argentinean Central West - Late Holocene.

152 Adolfo Gil et al.

Introducción

El caso de la dispersión agrícola ola incorporación de productos domésticospor grupos cazadores recolectores es untópico que desde hace años está siendoindagado en nuestra disciplina (Smith 2001).Se ha mostrado la potencialidad de losestudios isotópicos para entender aspectosde la dieta como el consumo de maíz, o deproductos marinos, entre otros (Ambrosey Katzenberg 2000). Esta técnica permiteobtener valores que reflejan, entre otrascosas, la proporción de plantas C3 y C4 y/ola proporción de productos acuáticos vs.terrestres, en la dieta humana como asítambién entender variaciones en el niveltrófico de los alimentos consumidos (Pate1994). Este trabajo presenta los primerosresultados de los análisis de isótoposestables en muestras humanasprehispánicas y en recursos de la provinciade San Juan. San Juan se ubica en lo quearqueológicamente se ha denominadoCentro Oeste Argentino y es la subáreacultural meridional de la expansión de laagricultura andina prehispánica (Gambier1980; Gil 1997-1998; Lagiglia 1980). Lasinvestigaciones señalan la incorporación demaíz, quínoa, zapallo, calabaza, y poroto,con diferencias cronológicas entre ellos,desde hace aproximadamente 4000 años(Gambier 2000). Por ello la región esrelevante para estudiar los cambios en ladieta y subsistencia humana durante estosmilenios y entender algunos aspectos de ladispersión agrícola. Recientemente se haniniciado estudios que profundizan encuestiones sobre la importancia del maíz enesta región y en cuanto a las variacionescronológicas y regionales en el proceso deadopción de plantas domésticas en áreasde frontera (Gil 2003; Gil et al. en prensa;Novellino et al. 2004). En estos estudios secarecía de datos isotópicos para la porción

norte de la subárea. Los análisis que sepresentan se basaron en isótopos establesde C (apatita, colágeno y esmalte dental) yN, así como información isotópica de pelos(C y N). En esta presentación se acentúala interpretación de los resultados obtenidossobre hueso.

Análisis de Isótopos Estables

En los últimos veinte años losanálisis de isótopos estables han mostradosu potencial para mejorar el conocimientode las dietas (Ambrose 1993; Schoeningery Schurr 1994). Los análisis de δ13C sonrelevantes para conocer, entre otrosaspectos, la proporción en la dieta derecursos con diferentes patronesfotosintéticos: C3, C4, y CAM (Schoeningery Schurr 1994). En ecosistemas terrestrestemplados, como la región en estudio, lasplantas que potencialmente pudieronconsumirse son predominantemente de tipoC3. También existen especies silvestres C4,pero que básicamente no compusieron enforma directa la dieta humana. En estasituación el consumo de maíz puede serevaluado según el análisis de isótoposestables de carbono ya que, al presentaresta planta una fotosíntesis de tipo C4, tienevalores isotópicos mayores, enriquecidos,y contrastantes con las otras plantas de laregión con mecanismo fotosintético de tipoC3, potencialmente consumibles porhumanos (Hard et al. 1996; Schoeninger ySchurr 1994). El maíz es una planta deestación cálida y, como la mayoría de lasherbáceas tropicales y subtropicales,presenta un mecanismo fotosintético de tipoC4. Las herbáceas de estación fría, lamayoría de las dicotiledóneas (incluyendolos árboles) y arbustos, emplean unmecanismo fotosintético C3. Según Coltrainy Leavit (2002) las plantas con mecanismoC3 tienen un valor de isótopo estable de

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carbono medio de –16.7 ±2.7 ‰ (n= 370)mientras que para las hierbas C4 este valores de –12.5 ±1.1 ‰ (n= 455). Para unaregión con una estructura en los recursosnaturales similar al oeste argentino, Hardet al. (1996) esperan que las muestras decolágeno humano de individuos cuya dietase basara un 100% en maíz presentenvalores δ13C entre -7.5‰ y -4.00‰. Paramuestras provenientes de individuos cuyadieta se basó un 100% en recursos C3, seesperaría encontrar valores δ13Caproximados a -22‰ (Hard et al. 1996;Pate 1994) variando entre –21‰ y –17.8‰(Pate 1994). Las dietas mixtas, compuestaspor C3, C4, y CAM y/o herbívoros queconsuman estos recursos, variarán en susvalores δ13C entre -17.8‰ a -13‰ (Pate1994).

Por su parte el nitrógeno tiene dosisótopos estables (14N y 15N). Los valoresdeterminados en muestras óseas estánexpresados en ‰ con respecto al estándarinternacional de nitrógeno atmosférico(AIR). Los isótopos de N sonpotencialmente útiles para discriminar entrefuentes alimenticias marinas y terrestres.Los valores en plantas y animales terrestresgeneralmente tienen empobrecido en 10‰respecto a animales y plantas marinos. Losvalores isotópicos del N están influenciadospor varios factores, especialmente el clima(Ambrose 2000).

La región

Las muestras analizadas provienende San Juan, sector meridional del CentroOeste Argentino, entre aproximadamente30º-32º LS y 68º-70º LO (Figura 1). Suscuatro sistemas orográficos dividen alterritorio de norte a sur conformando lossistemas de la Cordillera del límite,Cordillera frontal, la Precordillera y lasSierras Pampeanas Occidentales (Gambier

2000). Estos sistemas orográficos definensectores deprimidos que tienen inclinaciónoeste-este: valles interandinos, vallespreandinos, valles interprecordilleranos,valles precordilleranos, valles de la travesíay el Valle Fértil. Predomina el ambiente áridocon pocas precipitaciones níveas sobre laCordillera de Los Andes (entre 150 y 500mm según la latitud) y lluvias muy escasassobre el oriente (entre 35 y 350 mm, segúnel valle).

La tabla 1 presenta una síntesis dela cronología cultural de la región (Gambier2000). Los hallazgos de cultígenos hanfundamentado la proposición de la llegadade la agricultura ca. 3800 años A.P.(Gambier 2000). Según Gambier (2000) laagricultura llegó a San Juan traída porgrupos básicamente cazadores-recolectoresque incluían a la ganadería y la agriculturacomo complementos de la dieta. Estaspoblaciones consumían guanaco, ñandú,vizcacha de la sierra, algarrobo ycactáceas. Asociado con el registro de losprimeros agriculturores se menciona quínoa,zapallo, calabaza, poroto y, posteriormenteincorporado, el maíz. Desde ca. 1950 añosAP. hasta unos 1200 años AP. se registransistemas de regadíos en la fase Punta delBarro y durante el denominado períodomedio. En esta última hay evidencias demaíz, zapallo, mate, poroto, quínoa, maní yalgodón. Unos 800 años atrás, lasubsistencia parece haber estado centradaen cuatro recursos: cacería de guanaco yotros animales, recolección de frutos dealgarroba, y huevos de ñandúes, laagricultura de regadío y eventualmente elconsumo de llama con énfasis en laproducción agropecuaria con grandes obrasde riego a partir de los ríos principales.Finalmente se registra en la región elestablecimiento incaico.

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Tabla 1: Historia Cultural de la región. Tomado con leve modificación de Gambier (2000).

Figura 1: Ubicación geográfica

Isótopos estables y dieta humana en el centro oeste

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Tabla 2: Valores de ä13C y 15N en hueso, diente y pelo en muestras humanas. Fechados radiocarbónicos tomados de Michieli 2002: 82; Gambier 1977: 162,1985: 107, 2002: 310, 2003: 282.

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Tabla 3: Valores de ä13C y 15N en recursos animales y vegetales prehispánicos de la región.

Resultados

Con el fin de monitorear la incor-poración y posterior consumo del maíz, yavanzar en otras cuestiones de la dietacomo el consumo de productos marinos, seprocesaron 10 muestras humanas prove-niente de 6 sitios arqueológicos (Tabla 2;Figura 1) y 12 muestras de recursos pro-veniente de 4 sitios arqueológicos (Tabla 3;Figura 1). Las muestras fueron extraídasen junio del 2003 de las colecciones depo-sitadas en el Instituto de InvestigacionesArqueológicas y Museo «Prof. MarianoGambier» -FFHA UNSJ.

Los procedimientos para extraercolágeno del material óseo, apatita de hue-so y del esmalte dental fueron desarrolla-dos en el Laboratory for ArchaeologicalScience en la University of South Florida(Tykot 2004). Las muestras (de aproxima-damente 1 gr.) fueron limpiadas, prepara-das y analizadas usando el espectrómetrode masa Finnigan MAT Delta Plus XL. Laconfiabilidad de los resultados de colágenofue evaluada según el porcentaje obtenidoen el procesamiento y validada por la rela-ción C:N durante el análisis. La precisiónde los análisis es de aproximadamente ±0.1

‰ para carbón y ±0.2 ‰ para el nitróge-no. Los resultados se informan con respectoa los estándar PDB y AIR.

En las muestras humanas se anali-zaron tejidos óseos (fracción orgánica yapatita), esmalte dental y pelo. Sobre lafracción orgánica del hueso se obtuvo unpromedio ä13C de -15‰ (variaciones entre-11.6‰ y -18‰) y 15N de 10.6‰ (varia-ciones entre 8.1‰ y 14‰). En la fracciónapatita se registró un promedio ä13C de -11.1‰ con variaciones entre -8.2‰ y -14‰(Tabla 2). En la keratina de pelo se obtuvoun promedio de ä13C -16.7‰, con varia-ciones entre -14.1‰ y -20.9‰ y 15N13.7‰ con variaciones entre 11.6‰ y17.4‰. Finalmente, las muestras de esmal-te dieron un ä13C promedio de -8.2‰ convariaciones entre -6.3‰ y -9.2‰.

La figura 2 muestra la tendenciaen la relación 15N/13Cco en muestras hu-manas, recursos vegetales y animales dela región. Analizando los recursos, se ob-serva la forma en que se segregan tres gru-pos: maíz (sector superior derecho de la fi-gura), el resto de los vegetales en el sectorizquierdo y las muestras de animales (en elcentro). Esta segregación permite, entreotras cuestiones, discutir las variaciones de

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la dieta en términos de las diferencias enlos valores isotópicos de C y N. El maízpresenta valores ä13C promedios de -9.7‰y 15N de 9.8 ‰ con escasa variación entrelas muestras procesadas. El resto de las

plantas analizadas presentan valores bas-tante negativos de ä13C, -23.7‰, con es-casa variación, y con un promedio 15N de6.9‰ pero con una significativa variabili-

Figura 2: 15N/13C en muestras humanas y recursos (fauna y plantas) de San Juan.

Figura 3: 15N/13Cap en muestras humanas de San Juan.

158 Adolfo Gil et al.

Figura 4: Tendencia temporal en 13Cco y 13Cap en muestras humanas de San Juan.

Figura 5: Relación 13Cco / 13Cap en muestras humanas de San Juan.

Isótopos estables y dieta humana en el centro oeste 159

dad manifestada con los valores 9.8‰ paraCucurbita maxima y 2.1 para Prosopis sp.Entre los animales se notan variaciones deä13C entre -18.3‰ y -14.2‰. Estas dife-rencias son significativas y toman sentidoal notarse que básicamente las mismas di-ferencias se dan en individuos del mismogénero y que probablemente sean de lamisma especie (Lama sp.). Las diferen-cias entre Lama sp. se registra entre mues-tras registradas en diferentes ambientes,una en zona de altura y la otra en zona baja.Estas variaciones indican que las dietasvarían de predominantemente C3 hasta pre-dominantemente C4. Una tendencia simi-lar ha sido encontrada entre los recursosdel sur de Mendoza (Gil et al. en prensa) ypodría reflejar la distribución natural de lavegetación (Fernández y Panarello 1999-2001; Gil et al. 2004). El valor promedio de15N es de 7.1 con variaciones dadas tam-bién por especimenes del mismo género,entre 5.6‰ y 9‰. Estos resultados dife-rencian los camélidos de zonas altas res-pecto de los de zonas bajas, teniendo losprimeros valores 15N más bajos y 13C másnegativos que los de tierras altas siguiendola tendencia observada en camélidos del surde Mendoza (Gil et al., en prensa).

La Figura 2 muestra la forma quelos valores isotópicos obtenidos en huma-nos se relacionan con los recursos. Estagráfica no ha considerado el enriquecimien-to isotópico producido entre los recursos yel valor de la dieta (en colágeno óseo aproxi-madamente 5‰). En general se nota unaumento en los valores de 15N concordan-te con el nivel trófico de la especie y unasignificativa variación tanto en el 15N comoen el ä13C. En términos de Schwarcz(1991) esta «distribución difusa» refleja elconsumo de al menos tres recursosisotópicamente distintos. Con la idea deavanzar en la composición diferencial de ladieta de estos individuos se exploran las

tendencias temporales y culturales de loscomponentes isotópicos analizados. La in-cidencia de los productos marinos puedeser analizada mediante la correlación 15Ny 13C. La Figura 2 muestra una baja co-rrelación entre 15N y 13C por los que sepropone una baja incidencia en recursosmarinos ya que de ser así se espera que unenriquecimiento de 15N conlleve a un enri-quecimiento de 13C. La Figura 3 muestraesta baja correlación pero con 13C obteni-do de apatita.

La Figura 4 analiza la tendenciatemporal de 13Cco y 13Cap según las mues-tras humanas fechadas en forma directapor 14C (Tablas 2). Los valores menos ne-gativos provienen de las muestras más re-cientes. Esta tendencia se da tanto en 13Ccoy 13Cap, pero en este segundo caso la rela-ción es más fuerte que en el primero. Aun-que no se nota una tendencia lineal, estosignifica un enriquecimiento isotópico de13Cco y 13Cap a lo largo de los últimos 4000años. En términos de dieta esta tendenciasignifica un aumento en la importancia delos recursos C4 sobre los C3 hacia finalesdel Holoceno tardío. Sin embargo la faltade muestras entre 4000 y 1500 años APpuede enmascarar variabilidad sobre estatendencia. La Figura 5 muestra la relaciónentre ä13Cco y ä13Cap siendo esta casi per-fecta lo que significa que al variar el com-ponente de la dieta reflejado en el colágeno(proteico) también lo hace del mismo modoel reflejado en la apatita (dieta total).

Al analizar el comportamiento delos valores ä13Cco por unidad cultural (Fi-gura 6) se nota una variación donde la Cul-tura Morrillos y Ansilta tienen básicamenteel mismo valor promedio, señalando esca-sa importancia de recursos C4, pero convalores más positivos en Calingasta tardíoy Angualasto. Es significativo señalar quelos valores promedio más positivo se regis-tran en el último.

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Estos resultados señalan1- Una alta variabilidad en los valores de13C y baja en 15N, con la excepción de lamuestra Cº Calvario cuyos valores salendel conjunto y puede ser considerado unoutlier. La variación de 13C implica que laproporción directa o indirecta de recursosC3 y C4 no fue constante en el tiempo yespacio considerados. La falta de correla-ción entre 13C y 15N señala poca o nulaincidencia de los recursos marinos en ladieta.2- Sobre la base del resultado ä13C en elcolágeno óseo, Coltrain y Leavitt (2002)proponen dividir las dietas en tres gruposque no constituyen categorías estrictas peroreflejan diferencias significativas según losvalores ä13C. El primer grupo correspondea dietas con alta cantidad C3 (< -17‰), unsegundo grupo con individuos que consu-men dietas con una cantidad relativamentealta de C4 (> -14‰); y el tercer grupo, en-tre -17 y -14‰ dietas mixtas. Las mues-tras de Ansilta y Morrillos caen en el pri-mer grupo, salvo el individuo Entierro 2 quecaería en el tercer grupo. El resto de lasmuestras humanas, proveniente de

Calingasta tardío y Angualasto, salvo elcaso de Cº Calvario, están incluidas en elsegundo grupo y señalarían un consumodirecto/indirecto importante de recursos C4.3- Las muestras reflejan un cambio signifi-cativo aproximadamente entre 1000 y 500años AP. donde los valores pasan de aprox.-17‰ a unos -13‰. Esto refleja que hastaaproximadamente 1000 años A.P el consu-mo directo / indirecto de C4 fue bajo y pocovariable entre las muestras consideradas.4- Las muestras registradas entre 1000 y500 años AP. además de ser las más enri-quecidas isotópicamente presentan una altavariabilidad lo que indica diferencias en lasdietas de individuos «contemporáneos».5- La alta correlación entre ä13Cco yä13Cap señala que la fracción proteica dela dieta es la que principalmente está va-riando. Esto es esperable en individuos quebasan su dieta casi exclusivamente en re-cursos como el maíz o camélidos con ä13Cenriquecido. Las diferencias ä13Cco-apdescartarían la primer alternativa (Tabla 2).6-Los valores más enriquecidos se regis-tran en Calingasta pero los individuos deeste conjunto presentan mayor variabilidad

Figura 6: Valor promedio en los valores de 13Cco por unidad cultural en muestras de San Juan.

Isótopos estables y dieta humana en el centro oeste 161

que Angualasto, sobre todo si se incluye lamuestra de Cº Calvario.7- La variación en la dieta entre loscamélidos de tierras bajas y tierras altas (-18‰ y -14‰) explicaría parte de las dife-rencias en los valores isotópicos de lasmuestras.

Conclusión

Los resultados aquí presentadosmuestran una significativa variación en ladieta, incluyendo desde individuos que ba-saron su subsistencia principalmente en elconsumo directo/indirecto de C3 hasta in-dividuos en los que fue más importante elconsumo directo/indirecto de recursos C4.Parte de las variaciones pude responder alconsumo indirecto, mediante la explotaciónde camélidos, y parte al consumo directo,mediante el consumo de maíz. Si la varia-ción es en el componente proteico de la die-ta, como se desprende de la correlaciónentre ä13Cap y ä13Cco entonces podría serel consumo del guanaco lo que esté influ-yendo en las variaciones de la dieta, ya quesi toda la proteína provendría de plantas ladiferencia ä13Cco-ap debería ser mayor ala observada (Tabla 2).

Otro aspecto interesante para re-saltar es que el incremento del valor ä13C,no es homogéneo en muestras contempo-ráneas, notándose una importante variaciónentre las muestras de distintas unidades cul-turales, siendo Calingasta la más positiva.Tampoco señalan los datos una tendenciapaulatina en el enriquecimiento de ä13C sinomás bien un cambio abrupto alrededor de1000-500 años AP. Este cambio abrupto enlos valores isotópicos hacia un enriqueci-miento del ä13C significa un aumento en elconsumo de indirecto/directo de recursosC4.

Agradecimientos

El trabajo se realizó en el marcode los proyectos de Fundación AntorchasNº 14116-182 y N º 14116-116 y FONCYTIM36-04/12750. Versiones previas se pre-sentaron en el XV Congreso Nacional deArqueología Argentina y en la 69º Meetingde la SAA. Agradecemos al personal delInstituto de Investigaciones Arqueológicasy Museo «Prof. Mariano Gambier» quie-nes colaboraron en la etapa de muestreo.Los comentarios y sugerencias deFernanda Falabella ayudaron a mejorar eltrabajo.

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