El esmalte dental: la herramienta clave para determinar la dieta de los mamíferos prehistóricos

• Esta nueva técnica permitirá el estudio de los periodos prehistóricos y geológicos de hace más de 100.000 años
• El estudio está realizado por investigadores del Instituto de Geociencias de la Johannes Gutenberg-University

Una mamut de 13.000 años refleja riqueza paleontológica del oeste de México

El esmalte dental se convierte en una herramienta clave para conocer la dieta de los mamíferos prehistóricos, gracias a un nuevo método de estudio basado en los isótopos de zinc. Investigadores del Instituto de Geociencias de la Johannes Gutenberg-University (JGU) han determinado que esta nueva metodología podría servir como "una nueva herramienta para estudiar la dieta de los humanos fósiles y otros mamíferos" y permitirá el estudio de los periodos prehistóricos y geológicos de hace más de 100.000 años.

¿Por qué el zinc?

Hasta ahora, el estudio de la información sobre lo que comieron nuestros antepasados se basa principalmente en el análisis de isótopos de carbono y nitrógeno del colágeno de la proteína estructural que se encuentra en los huesos y la dentina, mientras que el análisis de isótopos de nitrógeno, en particular, ayuda a los científicos a determinar si se consumió alimento animal o vegetal. Sin embargo, estos métodos no son eficaces para examinar fósiles de vertebrados de más de aproximadamente 100.000 años, ya que el colágeno, al igual que las demás proteínas, no se conservan fácilmente.

En regiones tropicales o húmedas, esenciales para el estudio de la evolución humana, como son África y Asia, las proteínas pierden sus propiedades reduciendo, en consecuencia, el plazo de estudio a unos pocos miles de años, lo que dificulta la investigación en estas zonas de particular interés para la ciencia. En cambio, el zinc es un mineral que se ingiere con los alimentos y es almacenado como un oligoelemento esencial en la biopatita - la fase mineral del esmalte dental - por lo que tiene mayor oportunidad de ser retenido durante un tiempo más largo que el nitrógeno unido al colágeno.

Un lugar idóneo para probar esta técnica

Los investigadores analizaron la proporción de dos isótopos de zinc en el esmalte dental de los diferentes mamíferos fósiles que se habían descubierto en la cueva Tam Hay Marklot, al noroeste de Laos, un país localizado en el Sudeste asiático. Entre los hallazgos encontraron fósiles de varios mamíferos, como búfalos de agua, rinocerontes, jabalíes, ciervos, osos, orangutanes y leopardos, que datan del Pleistoceno tardío, hace aproximadamente entre 13.500 y 38.000 años.

"La cueva se encuentra en una región tropical donde los materiales orgánicos como el colágeno generalmente se conservan deficientemente. Esto lo convierte en un lugar ideal para que podamos probar si podemos determinar las diferencias entre herbívoros y carnívoros utilizando isótopos de zinc", ha explicado el líder del estudio Thomas Tütken, profesor del Instituto de Geociencias de la Johannes Gutenberg-University (JGU).

El análisis se sustenta en la diferencia de proporción entre los isótopos de zinc-66 a zinc-64 en los fósiles estudiados. El principio de esta técnica se basa en determinar que cantidad de isótopo de zinc predomina más en el esmalte dental de estos fósiles, ya que la carne magra contiene mayor cantidad de zinc-64 que los alimentos vegetales, por tanto, aquellos mamíferos que sean carnívoros, como el tigre, tendrán una proporción mayor de zinc-64 que de zinc-66, que por el contrario se encontrará en mayor proporción en los hervívoros, como el búfalo de agua.

“"Podemos determinar qué animales son herbívoros, carnívoros u omnívoros"“

El primer autor del estudio del Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva y estudiante de doctorado en el grupo de investigación de Tütken, Nicolas Bourgon, ha añadido que "sobre la base de esta proporción podemos determinar qué animales son herbívoros, carnívoros u omnívoros. Esto significa que entre los fósiles que analizamos podemos identificar y distinguir claramente entre carnívoros y herbívoros, mientras que se espera que los omnívoros se encuentren en el medio".

Un estudio completo

Los fósiles también han sido examinados por el equipo de Klaus Peter Jochum en el Instituto Max Planck de Química para excluir la alteración de fuentes externas. Este estudio ha determinado que no se han encontrado cambios al comparar la concentración y distribución del y otros oligoelementos del esmalte de los dientes fósiles con los de los animales modernos usando la espectrometría de masas ICP de ablación láser.

El isótopo de zinc se ha aplicado por primera vez con éxito en fósiles y según los autores de esta investigación "las proporciones de isótopos de zinc en el esmalte fósil de la cueva Tam Hay Marklot sugieren un excelente potencial de conservación a largo plazo en el esmalte, incluso en condiciones tropicales".

Este nuevo método podrá servir como indicador para determinar el tipo de alimento consumido y comienza a abrir nuevas perspectivas de investigación, como para reconstruir los comportamientos dietéticos humanos. Una nueva puerta al estudio de los períodos prehistóricos y geológicos de hace más de 100.000 años, que probablemente permitirá retroceder en el tiempo y aplicar esta técnica en fósiles de mamíferos y dinosaurios extintos que tienen millones de años.