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PALEOAMBIENTES Y ARQUEOLOGIA: LA PERSPECTIVA MICROPALEONTOLOGICA.

Paleoenvironments and Archaeology: the Micropaleontological Perspective

Paleoambientes et Archeologie: le point de vue de la micropaleontologie

Paleoambientes e Arqueologia: a perspectiva micropaleontologica

Introduccion

En el mundo de la ciencia arqueologica es imprescindible considerar la relacion que las distintas culturas -desde clanes nomadas hasta las grandes civilizaciones-, han tenido con su ambiente. Ello abre la puerta a la ecologia que es la ciencia encargada de establecer estas relaciones entre las especies y su entorno (Hardesty, 1977: 290). Hoy en dia, la palabra 'ecologia' esta en boca de todos y es objeto de multiples aplicaciones que en ocasiones difieren de su definicion original, resumida lineas arriba. Su relacion con el ambiente implica comprender lo que este significa. En la actualidad, entendemos por 'ambiente' los componentes fisicos y biologicos que interactuan en un lugar y momento preciso y como se impactan o regulan entre si. Los requerimientos ecologicos de las especies enfatizan las variables que afectan a las mismas durante su ciclo vital.

Varios grupos biologicos son de gran importancia para las reconstrucciones ambientales continentales. Entre ellos destacan los ostracodos, moluscos, diatomeas, polen y restos vegetales que se discuten mas adelante. El progreso tecnologico nos ha abierto, a su vez, nuevas alternativas para entender y reconstruir las relaciones pasadas entre grupos humanos y el ambiente fisico donde se desenvolvieron. Hoy contamos con instrumentacion especifica para medir la composicion isotopica de materiales e individuos que nos arrojan informacion sobre condiciones de vida como son la espectrometria de masas. Con ellos podemos medir elementos traza (e.g., Mg, Sr, Ba, entre otros) o isotopos estables (18O, 13C) que son absorbidos en vida por los organismos y que reflejan las condiciones ambientales en que sucedio su incorporacion al esqueleto, exoesqueleto, o tejido de los mismos. Ademas, es posible estimar la edad del sitio a traves de tecnicas radiogenicas como el 14C, espectrometria optica luminica (OSL por sus siglas en ingles) y, para eventos historicos, por el isotopo de plomo 210 (210Pb) menos conocido en la arqueologia.

Las investigaciones geoarqueologicas y reconstrucciones paleoambientales son numerosas alrededor del mundo -magnificamente resumidas en Dincauze (2000), Rapp and Hill (1998), y Waters (1992), entre otros- y nos han aproximado paulatinamente al mejor entendimiento de como sociedades previas enfrentaron su entorno. La aplicacion de estudios multidisciplinarios se ha convertido en las ultimas decadas en una de las herramientas mas poderosas para descifrar mas claramente esta relacion. A continuacion, hago una sintesis de los grupos mas relevantes en la micropaleontologia y su uso en la geoarqueologia, asi como la aplicacion de metodos geoquimicos utiles a este proposito.

Algunas herramientas importantes

Ostracoda (Crustacea)

Los ostracodos son crustaceos microscopicos que oscilan entre 0.5 y 2 mm de talla, algunos pueden alcanzar los 8 mm. Contrario a otros crustaceos, estan provistos de un caparazon bivalvo de calcita (carbonato de calcio). Su cuerpo consiste en un tronco segmentado con 5-8 pares de apendices (extremidades) que utilizan para desplazarse, atrapar alimentos de su medio, y para reproducirse -si son anfigonicos: hembra/macho; algunas especies son partenogeneticas: reproduccion somatica asexuada). Dado que en el contexto geoarqueologico los ostracodos son considerados fosiles o subfosiles, solo sus partes duras (el caparazon) se preservan al registro geologico y son, por ende, las mas importantes para quienes estudiamos microfosiles.

Son uno de los grupos mas antiguos en el registro geologico -presentes desde el Ordovicico (500 millones de anos)-, y diversos con mas de 65 000 especies fosiles y vivientes (mas de 20 000 vivientes y mas de 8 000 descritas) (Horne et al., 2002). Como otros artropodos, crecen por ecdisis (nueve mudas), desarrollan ornamentacion especifica (lisa, reticulada, estriada, puntuada, con o sin canales visibles a veces cribados) con frecuencia modificada por el ambiente y tienen formas variadas: arrinonada, subrectangular, subtrapezoidal o triangular. Secretan su caparazon a partir de la epidermis, por lo que atrapan gran cantidad de elementos traza utiles en analisis bioquimicos (Bodergat, 1985).

Los ostracodos de aguas continentales (no marinos) son sensibles a las caracteristicas del agua -temperatura, salinidad, composicion quimica, oxigeno disuelto, entre otras. Se les encuentra en aguas dulces, salobres e hipersalinas; tanto en lagos como en humedales, manantiales y corrientes, incluyendo canales de irrigacion, presas y represas (Palacios-Fest, 2002). Su distribucion geografica esta regulada por la altitud, latitud y barreras naturales, entre otros factores, por lo que sus requerimientos ecologicos son de gran importancia en la reconstruccion de paleoambientes y para entender la relacion del ser humano con su entorno. Para conocer mas sobre este grupo, vease Horne et al. (2002).

Cladocera (Crustacea)

El grupo de los cladoceros incluye cuatro infraordenes: Anomopoda, Ctenopoda, Onychopoda, y Haplopoda. (1) En la actualidad se conocen cerca de 620 especies en el grupo. Existentes desde el Paleozoico, su registro geologico, sin embargo, es mejor conocido a partir del Mesozoico medio hasta el presente (Kittel et al., 2014).

Los cladoceros son microcrustaceos que oscilan en tallas entre 0.6 y 2 mm -algunos exceden los 18 mm- (Fryer, 1993). El cuerpo esta encapsulado en una membrana quitinosa secretada por el caparazon bivalvo, plegado en si mismo y constituido por lipidos, fluidos corporales, quitina y pigmentos que pueden atrapar ciertos minerales como fosforo, calcio, estroncio, sodio y hierro (Punt, 2014). Como otros artropodos crece por ecdisis (aproximadamente siete estadios; excepto los quirodidos que solo requieren dos estadios). Aunque puede existir la reproduccion sexual, la mayoria son partenogeneticos. Ocasionalmente dan paso a la primera para renovar su carga genetica, a esto se le conoce como partenogenesis ciclica (Dodson y Frey, 2001).

Los parametros ambientales regulan la distribucion y abundancia de las especies. Algunas son euritopicas (amplio rango de condiciones ecologicas), mientras que otras son estenotopicas (ambitos restringidos). A este grupo se le encuentra en lagos, estanques (naturales y artificiales) en los que prevalecen condiciones lenticas (aguas calmas de flujo lento) o loticas (corrientes) (Kittel et al., 2014). Son un componente importante en la cadena trofica. Ademas, son sensibles a la presencia de fitoplancton y de depredadores mas que a la composicion quimica del agua, salinidad o temperatura (aunque esta ultima puede influir en su reproduccion). Los cambios en el microhabitat, debidos a las fluctuaciones en el nivel del cuerpo de agua, afecta la estructura poblacional y diversidad de los cladoceros. La mayoria de las especies forman parte del zooplancton en aguas abiertas (libres nadadoras). Algunas de ellas viven entre la vegetacion subacuatica, es decir, son nectonicas (Kohrola y Rautio, 2006). Para mas informacion vease a Dodson y Frey (2001).

Mollusca

Los moluscos incluyen mas de 85 000 especies vivientes y otras 70 000 fosiles (Ponder y Lindberg, 2008). Habitan ambientes marinos, aguas continentales y terrestres, lo que favorece su amplia diversidad. De las nueve clases conocidas, dos son importantes para la geoarqueologia, los bivalvos (Bivalvia) compuesto por almejas y mejillones; y los gasteropodos univalvos (Gastropoda: caracoles y lapas).

Compuestos por un cuerpo blando no segmentado, poseen un pie muscular, region cefalica, masa visceral y un manto carnoso que secreta el exoesqueleto proteinico y aragonita (carbonato de calcio). Los grupos mas comunes en ambientes continentales incluyen representantes de las dos subclases de gasteropodos: Prosobranchia y Pulmonata. Entre los bivalvos (exclusivamente acuaticos) destacan las Superfamilias Unionacea y Sphaeriacea dentro del Orden Eulamellibranchia de la Clase Pelecypoda (Dillon, 2000).

Las asociaciones de moluscos en los sedimentos reflejan las propiedades fisicas y quimicas del agua, velocidad de corriente, turbidez, entre otros (Rutherford, 2000; Dillon y Stewart, 2003). Por ejemplo, la presencia de formas juveniles en una muestra es interpretada como el resultado de su arribo durante la estacion calida o conforme aumentan las temperaturas (Rutherford, 2000). Cuando la poblacion encuentra condiciones estables y alcanzan la madurez, se presume que el sistema la sostuvo por un periodo prolongado. Algunas especies como Pisidium sp. y Ferrissia hendersoni requieren aguas loticas, bien oxigenadas y con pH de neutro a alcalino, libres de contaminacion. Por el contrario, otras especies como Planorbella scalaris y Physella virgata pueden tolerar condiciones lenticas, de baja oxigenacion -pero no disoxicas-, eutroficas y con cierto grado de contaminacion organica (Dillon y Stewart, 2003). En Dillon (2000) el lector encontrara informacion mas detallada.

Charales (Charophyta)

Parte del reino vegetal, las algas calcareas o carofitas son comunes en sistemas acuaticos asociados a sitios arqueologicos. Estas son algas pequenas (de 30 a 120 cm), ramificadas que habitan aguas dulces enriquecidas en carbonatos. Characeae o Charophyta son un grupo extrano que se caracterizan por tener gametos femenino (arquegonio) y masculino (anteridio) que al reproducirse producen un cigoto (girogonito) que se calcifica y preserva al registro geologico (Garcia, 1994). Existen desde el periodo Silurico superior (Grambast, 1974) y se conocen 400 especies vivientes.

Viven en aguas someras a menos de 60 cm de profundidad (raramente mas profundas) en lagos, estanques y corrientes lenticas, relativamente alcalinas. Una propiedad importante es que se les considera colonizadores primarios, es decir, estan entre las primeras formas en asentarse en un ambiente (Allen, 1950). Ecologicamente, las carofitas promueven la claridad del agua, atraen a los peces y estabilizan el sustrato sedimentario. Habitualmente, tienen un ciclo de vida corto entre la primavera y finales del verano, durante periodos calidos, especialmente en habitats efimeros (Allen, 1950). Las condiciones eutroficas son una limitante importante para su desarrollo (John et al., 2002). Su valor en los estudios geoarqueologicos radica en la posibilidad de la preservacion de los girogonitos como fosiles y que ocasionalmente partes de la pared de la oospora se conservan, tambien, particularmente en sedimentos cuaternarios. Suelen ser abundantes en sistemas lacustres, en represas y canales de irrigacion. Son excelentes indicadores bioestratigraficos y pa leoa mbienta les, lo que los hace utiles en la reconstruccion de condiciones paleolimnologicas y paleoclimaticas (Garcia, 1994). El lector puede consultar a Garcia (1994) para mas informacion.

Diatomeas (Bacillariophyta)

Las diatomeas son algas siliceas microscopicas de la Division Bacillariophyta. La pared de silice bivalva (frustulas) recubre la celula. La frustula consiste de dos valvas altamente ornamentadas de diversas formas -Centrales y Pennales- (Round et al., 1990). La compleja morfologia de las frustulas refleja el habitat al cual cada especie se ha adaptado. Estos organismos tienen tallas que oscilan entre los 2 y 500 [micron]m (0.5 mm). Se les encuentra donde el agua y la luz sean suficientes; y son un componente importante de la cadena alimentaria (Starrat, 2011). Sensibles a la hidroquimica, las diatomeas son valiosas en el estudio de ambientes modernos y pasados. Muchas especies tienen rangos de pH y salinidad restringidos, asi como otros parametros (e.g., concentracion de nutrientes, sedimentos en suspension, flujo, elevacion, o perturbacion humana) (Stoermer y Smol, 1999).

En el registro geologico, las frustulas fosilizadas son el unico elemento que nos queda para reconstruir los ambientes. Condiciones de baja energia favorecen su rapido enterramiento y preservacion (Mannon, 1987). Asimismo, su alta diversidad las hace invaluables para hacer reconstrucciones de alta resolucion inclusive para reconocer subambientes (o microambientes) (Starrat, 2011). Sin embargo, este mismo factor nos impone limitaciones dado que consume mucho tiempo identificar apropiadamente a las especies. Reconocer sus requerimientos ecologicos tambien es valioso pero complicado (Battarbee, 1986). Las frustulas son facilmente retrabajadas y bioturbadas, por lo que identificar las caracteristicas tafonomicas de la asociacion floral es crucial para lograr un analisis certero (Starrat, 2011). Para detalles sobre este grupo el lector puede consultar Stoermer y Smol (1999).

Palinologia

El estudio de los palinomorfos (polen y esporas) es una de las herramientas mas importantes en paleoecologia. El analisis estratigrafico del polen contribuye al entendimiento de la biocronoestratigrafia de ambientes en un contexto local y regional. Debido a la gran diversidad de formas y especies, el lector es referido a los trabajos de Punt y Clarke (1976), y Traverse (2007), entre otros. En cuanto a los metodos, el lector puede consultar Faegri e Iversen (1964, 1975), Moore y Webb (1978) y Birks y Birks (1980).

Pequenos y abundantes, los palinomorfos ocurren en todos los ambitos de los sistemas geografico y climatico. Por su composicion quimica (esporopolenina) y ubicuidad, persisten en el registro geologico mejor que otros grupos aqui descritos. Debido a su diversidad morfologica y distribucion geografica son uno de los grupos predilectos de los especialistas.

Al igual que otras herramientas paleoecologicas, la palinologia es de mucha importancia en la geoarqueologia porque contribuye a resolver problemas del entorno y habitos de consumo de los habitantes del sitio en cuestion. Ello ha propiciado que a partir de mediados del siglo xx veamos un amplio desarrollo de metodos cuantitativos para medir la presencia y diversidad de palinomorfos asociados a la actividad humana (Berglund y Ralska-Jasiewiczowa, 1986). Con frecuencia, la compleja relacion antropica con el ambiente queda de manifiesto en los conjuntos de polen donde las especies introducidas pueden enmascarar a las nativas (en las paginas siguientes se documentan algunos ejemplos).

Los palinomorfos se dispersan pasivamente, ya sea por el viento o el agua, y pueden aparecer a una gran distancia de su origen. Otras pueden ser transportadas por la fauna permitiendo la expansion local o regional de la especie. Los organismos polinizadores juegan un papel crucial en la dispersion de algunas especies, por ejemplo, las especies arboreas se dispersan a grandes distancias mediante el viento, en tanto que las especies arbustivas o pastizales son transportadas por animales y polinizadores a distancias mas cortas. Dado que las especies se caracterizan por mecanismos especializados de dispersion, la proporcion representativa varia de un sitio a otro (Faegri e Iversen, 1989).

Asi, tenemos que en una gran cuenca lacustre el polen arboreo llega de las regiones montanosas circundantes en grandes cantidades, ya sea transportadas por aire o por agua, y se mezcla con las formas arbustivas riberenas o acuaticas. Su permanencia estable puede ser alterada por los organismos excavadores que destruyen la estratificacion. Por otra parte, una cienaga recibe el polen principalmente dentro de sus inmediaciones, con menor influencia externa (Dincauze, 2000).

Para estudios del Cuaternario es importante determinar las tasas de colonizacion y dispersion de las especies, su dinamica de competitividad, las variaciones climaticas y de suelos, la presencia de parasitos y la interferencia antropica con el paisaje, para interpretar el espectro en un diagrama polinico (Berglund y Ralska-Jasiewiczowa, 1986). En sitios arqueologicos, por ejemplo, los canales de irrigacion y represas se colectan una gran cantidad de palinomorfos agricolas que permiten establecer las fuentes de sustento de las comunidades. No obstante, con frecuencia la identificacion de los granos solo es posible a nivel generico y si existe mas de una forma dentro de un genero, por lo que es dificil hacer la identificacion. La inclusion de estudios de polen moderno demostro que las lluvias de polen actuales no coinciden con las pasadas, dando pie al problema de falta de modelos analogicos para hacer comparaciones palinologicas. Por lo tanto, es menester ser cauteloso en la interpretacion de diagramas polinicos (Faegri e Iversen, 1989).

Fitolitos

Los fitolitos son residuos siliceos producidos por las plantas cuando absorben silice soluble del agua a traves de la raiz y lo transporta al sistema vascular. Son producto de la evaporacion y metabolismo que favorece su adhesion a las paredes celulares. Los fitolitos de opalo son resistentes al intemperismo y son depositados en los suelos al morir la planta. Sin embargo, se fragmentan facilmente por erosion o alto pH. Comunmente se preservan in situ donde la planta muere, pero pueden ser transportados por animales, en su tracto digestivo, por erosion u otros mecanismos naturales (e.g., viento, agua, hielo) (Yost, 2012).

Existen tres tipos de fitolitos gramineos: los festucoides, cloridoides y panicoides. Las formas lisas y alargadas no son utiles en paleoecologia, en su lugar, las formas tabuladas representan "fitolitos totales" y junto con aquellos de origen arboreo y arbustivo son mas valiosos (Yost, 2012). Los festucoides (subfamilia Pooideae) se desarrollan en ambientes frios de climas humedos. Los cloridoideos (subfamilia Chloridoideae), prefieren los climas calidos y secos. En los Estados Unidos de America son mas comunes en la region sudoeste (Gould y Shaw 1983: 120), mientras que los panicoideos (subfamilia Panicoideae) son caracteristicos de climas calido-humedos (Twiss 1987: 181). El estudio de estos residuos esta rapidamente ganando preferencia en las investigaciones paleoambientales. El lector puede recurrir a Twiss (1987) para mayor informacion.

Geoquimica (elementos traza, isotopos estables)

A partir de los primeros estudios sobre elementos traza en las valvas de ostracodos (Chivas et al., 1983) numerosos estudios se han enfocado en el potencial uso de ciertos metales que son incorporados en sus exoesqueletos durante el proceso de calcificacion. Entre los metales mas utilizados se encuentran el magnesio y el estroncio. Las relaciones Mg/Ca y Sr/Ca en las valvas se atribuye a los efectos metabolicos de incorporacion estimulados por factores externos como la temperatura y la salinidad del cuerpo de agua, aunado a su presencia en el agua (Palacios-Fest y Dettman, 2001). Mucha discusion existe sobre si esta relacion es biocinetica o termodinamica y sobre la validez de estos metales como indicadores ambientales, pero los investigadores continuan explorando las posibilidades (Dettman y Dwyer, 2012).

Por su parte, los registros de isotopos estables en las valvas de ostracodos u otros medios han permitido a los especialistas establecer los patrones y momentos de cambio climatico en el tiempo y el espacio. Lister (1988), por ejemplo, examino la desglaciacion alpina durante el Holoceno; en tanto que Wrozyna et al. (2010) utilizaron isotopos estables para identificar las variaciones de nivel de lago Nam Co, en el Tibet. Mediante las relaciones de [[delta].sup.18]O y [[delta].sup.13]C en las valvas de estos crustaceos, los autores establecieron la evolucion climatica de sus respectivas localidades durante el Cuaternario.

Como hemos utilizado estas herramientas

"Contaminacion sedimentaria en el lago Tanganyika, Africa Oriental y su impacto en las pesquerias: evidencia palinologica y micropaleontologica" (Cohen et al., 2005; Msaky et al., 2005; Palacios-Fest et al., 2005).

A finales del siglo pasado un equipo de geologos de la Universidad de Arizona, liderados por los doctores Andrew S. Cohen y Manuel R. Palacios-Fest, condujeron investigaciones de corte paleontologico/paleoecologico en ambitos modernos en la costa nororiental del lago Tanganyika, Africa Oriental. Su objetivo fue explicar el impacto que la deforestacion en las areas de drenaje de los rios Ruzizi, Nyamuseni, Karonge/Kirasa, Mwangongo, Nyasanga, Kahoma, Malagarazi, lugufu, Kabesi y lubulungu (de norte a sur) tenian sobre los recursos bioticos de la region y su huella en la sociedad (Figura 1). Si bien este es un estudio actual, las tecnicas cientificas empleadas incluyeron palinologia y micropaleontologia entre otras metodologias. Para alcanzar este objetivo, los autores obtuvieron los fechamientos de varios nucleos mediante analisis de radiocarbono e isotopos de [sup.210]Pb, para eventos menores de 150 anos.

El analisis de microinvertebrados y palinomorfos proporciono a Msaky et al. (2005) y Palacios-Fest et al. (2005) un banco de datos de gran valor para determinar los cambios ecologicos sufridos en la cuenca oriental del lago durante el Holoceno tardio. Se compararon los perfiles paleoecologicos de microinvertebrados, principalmente de ostracodos, pero tambien de moluscos y espiculas de esponja entre nucleos relativamente pristinos en los rios Nyasanga/Kahama en Tanzania, con aquellos con evidencia de perturbacion frente al Rio Kabesi en Tanzania y los mas perturbados en el norte de Burundi (rios Nyamuseni/Karonge/Kirasa).

Los ostracodos y las espiculas de esponja, por ejemplo, tuvieron comportamientos opuestos. Cuando los primeros dominaron durante los largos episodios de estabilidad lacustre, los segundos lo hicieron bajo dos circunstancias diferentes. En el primer caso, aumentaron cuando bajo el nivel del lago (dos veces durante el Holoceno tardio) y en los ultimos 50 anos producto del impacto humano. Es durante este periodo que los ostracodos muestran los cambios faunisticos mas drasticos en respuesta a los cambios en los patrones de uso de suelo.

Las variaciones palinologicas, a su vez, reflejaron los cambios vegetativos en las laderas del lago transitando de areas forestales pre-500 d.C. a pastizales con vegetacion arborea desde 500 d.C. al presente y de zonas forestales a helechos de norte a sur para los mismos periodos. Es decir, los cambios de vegetacion en tierra parecen haber estado asociados a las modificaciones antropicas tanto de mayores nucleos de poblacion al norte y la tala de los bosques de miombo e introduccion de cultivos que producen poco polen acompanados de pastizales que producen mucho polen.

Estos estudios de microinvertebrados y palinomorfos indicaron a los autores que los cambios ecologicos registrados en la region subacuatica oriental del lago Tanganyika fueron el resultado de la contaminacion sedimentaria producto de la perturbacion humana causada durante los ultimos 500 anos y mas especificamente, en los ultimos 50 anos. En las zonas subacuaticas los microinvertebrados mostraron el paulatino, y a veces abrupto, asolvamiento de los sustratos antes rocosos y ahora lodosos que dieron lugar al reemplazo ecologico de especies. Este proceso se dio en dos etapas. La primera consistio en el cambio sedimentario debido a la erosion de las zonas forestales, y la segunda en el reemplazo ecologico antes dicho. Si bien se trata de un estudio moderno, el mismo nos sirve, con las debidas precauciones, de modelo analogico para interpretar el impacto humano en el pasado.

"Evidencias de la Anomalia Climatica Medieval en las Planicies Altas de Texas y sus efectos en las poblaciones humanas: moluscos, ostracodos, algas calcareas e isotopos estables" (Palacios-Fest, 2010).

En las planicies altas (High Plains) de Texas, en el llamado Texas Panhandle, se localiza el sitio arqueologico 41PT185/C dentro de un pequeno canon que corta la Formacion Ogallala (Ouigg et al., 2008). De esta, emana un manantial alimentado por el acuifero de las planicies altas hacia el Upper West Amarillo Creek en las cercanias de Amarillo, Texas (Figura 2). La reconstruccion de ambientes acuaticos antiguos ha permitido a los especialistas reconocer su asociacion con asentamientos humanos. Desde el Pleistoceno tardio (ca. 11,500 a.P.) el Texas Panhandle ha sido la residencia de grupos humanos que se movilizaban entre las partes altas y bajas de la region (Johnson y Holliday, 2004). Las evidencias paleontologicas y paleobotanicas nos han permitido entender esta relacion en el tiempo. El Upper Amarillo Creek Valley alberga numerosos sitios arqueologicos que muestran uno o mas periodos de ocupacion antropica. El ambiente fisico contiene diversos grupos biologicos entre los que se encuentran ostracodos, moluscos y algas calcareas. El estudio integral de estos grupos y la incorporacion del analisis de isotopos estables ([[delta].sup.18]O y [[delta].sup.13]C) de las valvas de ostracodos (Cypridopsis sp.) y girogonitos (Chara globularis y Nitella flexilis) contribuyeron a la reconstruccion ambiental del sitio arqueologico entre 1890 [+ o -] 40 a.P. y 750 [+ o -] 40 a.P.

El control geocronologico lo obtuvo Frederick (2008) de cuatro muestras en orden estratigrafico del perfil expuesto en la pared oriental del arroyo mediante el cual se calcularon tasas de sedimentacion que oscilaron de 0.32 cm [yr.sup.- 1] al inicio de la formacion del humedal (Early Marsh Phase) a 0.07 cm [yr.sup.-1] durante el estadio intermedio (Intermediate Marsh Phase) y nuevamente a 0.33 cm [yr.sup.-1] durante la ultima etapa del sistema (Late Marsh Phase).

La diversidad faunistica fue alta tanto en ostracodos como en moluscos, no asi en algas calcareas. Los ostracodos incluyeron 15 especies: Physocypria globula, Physocypria pustulosa, Candona patzcuaro, Fabaeformiscandona caudata, Cypridopsis okeechobei, Cypridopsis vidua, Ilyocypris bradyi, Herpetocypris brevicaudata, Potamocypris smaragdina, Pseudocandona stagnalis, Darwinula stevensoni, Eucypris meadensis, limnocythere floridensis, Cypria ophthalmica y Cavernocypris wardi. Veinte especies de moluscos fueron identificadas: Physella virgata, Physella gyrina aurea, Stagnicola elodes, Gyraulus parvus, Planorbella scalaris, Planorbella trivolvis intertexta, Planorbella trivolvis lenta, Menetus brogniartianus, Fossaria cubensis, Pseudosuccinea columella, Ferrissia hendersoni, Somatogyrus walkerianus, Pisidium sp., Musculium transversum, Pupoides sp. (1 y 2), Gastrocopta procera, Gastrocopta tappaniana, Columella simplex y Polygyra sp. En tanto que tres especies de algas calcareas fueron identificadas: Chara globularis, Chara filiformis y Nitella flexilis (Palacios-Fest, 2010).

Los isotopos estables, por su parte, mostraron variaciones importantes durante las fases intermedia y tardia, ya que en la temprana el registro fosil fue muy pobre. Durante la fase intermedia los isotopos de carbono y oxigeno covariaron sugiriendo un sistema somero y cerrado (sin drenaje de salida), reflejando la Anomalia Climatica Medieval. En tanto que la etapa tardia se caracteriza por senales independientes, consistente con un sistema abierto, mas profundo y abierto en concordancia con la Pequena Edad del Hielo.

El registro micropaleontologico e isotopico de los humedales del Upper West Amarillo Creek durante los ultimos 2 000 anos coincide con los hallazgos en otras regiones de los Estados Unidos (Petersen, 1988; Stine, 1990; Jones et al., 1999) y marcan la transicion de la Anomalia Climatica Medieval a la Pequena Edad del Hielo. Desde el punto de vista arqueologico, este estudio contribuye a comprender los movimientos de las poblaciones humanas en el area en su busca de agua. Mientras el recurso hidrico fue permanente, las poblaciones fueron permanentes y crecientes como lo indican la cantidad de artefactos asociados a ellas. Al declinar el nivel freatico y desaparecer el agua superficial, las poblaciones se mudaron a sitios mas propicios y asi queda demostrado en el contenido arqueologico obtenido del sitio 41PT185/C. Si bien los fosiles e isotopos no muestran impacto antropico al ambiente, sus variaciones si demuestran como el ambiente afecto a los humanos.

"El registro paleoecologico de Cladocera (Crustacea, Latreille), Polen y Geo Bioquimica como indicadores de cambio ambiental e impacto humano en Polonia" (Pawlowski et al., 2015).

La identificacion y distincion entre cambio climatico e impacto humano es dificil de reconocer. Desde el Neolitico la presion antropica sobre el ambiente ha ido en aumento (Kalicki, 2006; Hoffmann et al., 2008) pero distinguirlo de los procesos naturales contemporaneos es complicado (Zolitschka et al., 2003; Thorndycraft y Benito, 2006, Kittel, 2014). Las zonas pantanosas de Polonia central reunen caracteristicas propicias para estudiar e intentar reconocer el uno del otro (Pawlowski et al., 2015). El registro se expande por mas de 9 000 anos como lo indican los analisis de alta resolucion de Cladocera, polen y geo bioquimica de un barreno fechado por radiocarbono de los suelos en el valle del Rio Grabia (Pawlowski et al., 2015) (Figura 3). Aunque fragmentario por las constantes fluctuaciones en el nivel freatico, el registro es util en la reconstruccion ambiental del valle y la identificacion de impacto antropico.

En su investigacion Pawlowski et al. (2015) encontraron seis biozonas de Cladocera con base en la presencia de varias especies pertenecientes a tres familias (Bosminidae, Daphnidae, y Chydoridae). Por su parte, el polen proyecto cinco biozonas locales caracterizadas por especies de habitats humedos del genero Alnus que existen desde hace 8 500 anos. Helechos (esporas monoletes) y pastizales (del tipo Carex, Cyperaceae), pinos y bosques deciduos (Quercus, Tilia, Ulmus, Fraxinus, Corylus) les acompanan. A partir de 1750 d.C. la region ha sido deforestada y Betula (fotofila) y Poaceae les reemplazan a partir de entonces. El analisis geobioquimico basado en silice biogeno (%), concentracion de potasio (K, mg [kg.sup.-1]), y carbon organico total (TOC, at./at.) emitio siete quimiozonas para el mismo intervalo.

De acuerdo con estos conjuntos, las variaciones en el nivel del agua estuvieron asociadas a cambio climatico, pero tambien influenciadas por las actividades humanas en el area. El Rio Grabia desplaza grandes volumenes de agua anualmente y mas aun durante los periodos humedos del Holoceno cuando la precipitacion efectiva incremento notablemente. Al mismo tiempo incrementaba la deforestacion y erosion de suelos por causas antropicas forzando a los cladoceros a retroceder o avanzar en el ecosistema de conformidad con las variaciones hidricas y sedimentarias que marcaron el cambio ambiental. La distribucion cronoestratigrafica de estos organismos permitio a los autores proponer cuatro fases de alternancia climatica en el Pantano iercz na: 5800-5500 a.C.; 4500-4300 a.C.; 4200-3800 a.C.; y 400 d.C. Por su parte, La actividad humana dejo una huella clara en, por lo menos, tres fases: 1300 d.C.; 150 d.C.; 1650 d.C.; y el siglo pasado) en combinacion con cambio climatico. Durante la Edad Media y el siglo XX el efecto antropico fue mas notorio.

De igual manera, el polen responde a los procesos inducidos por los humanos con el incremento de plantas sinantropicas (por intensificacion de la agricultura) y el incremento de minerales en las turbas. La interaccion entre los factores bioticos y abioticos (componentes geobioquimicos) son indicadores de inundaciones, influencia del clima o de impacto humano en el ambiente.

"Los fitolitos del sitio arqueologico las Capas durante el periodo Agricola temprano en Tucson, Arizona" (Yost 2012).

El sitio arqueologico las Capas (AZ AA:12:111 [ASM]) en Tucson, Arizona, ha sido objeto de intensas investigaciones geoarqueologicas incluyendo microinvertebrados, geoquimica (Pala cios-Fest et al., en revision), polen y fitolitos. Los resultados de Yost (2012) sobre el analisis de fitolitos en los canales de irrigacion y suelos agricolas de la Fase San Pedro del periodo Agricola temprano (950-800 a.C.) demostro que estos residuos fueron abundantes y en excelente estado de preservacion (Figura 4). Los fitolitos fueron acarreados por limo en suspension tanto por los canales de irrigacion como por las inundaciones que afectaron el area periodicamente, depositandolos en los campos agricolas.

Si bien, buena parte de estos cristales siliceos proceden de aguas arriba del Rio Santa Cruz, las especies de importancia economica como el maiz (Zea mays) y la calabaza (lagenaria siceraria) fueron recuperadas de los sedimentos junto con los de plantas C3 (gramineas), como la cebada (Hordeum sp.), lo que sugiere condiciones de bajas temperaturas. Fitolitos de otros miembros de la famila Cucurbitaceae aparecieron en algunas localidades dentro del sitio, pero en general fueron raros.

La presencia de plantas C3 sugiere que su cultivo fue intencional durante el invierno tardio y primavera temprana; cosechados durante el verano en las Capas. La cebada silvestre (Hordeum pusillum) fue domesticada y esta ultima version se encuentra en cultivos hechos por los Hohokam, pero no en los del periodo Agricola temprano. La forma silvestre se ha identificado en sitios contemporaneos al que representa este estudio en el sitio los Morteros (periodo Arcaico tardio) aproximadamente 5 km al norte de las Capas (Miksicek, 1989). Algunos fitolitos diagnosticos del genero Phragmites (juncos) presentes en algunas areas de este sitio arqueologico concuerdan con la proximidad del sitio con el Rio Santa Cruz, ya que indican suelos humedos.

El autor concluye, certeramente, que ningun estudio por si mismo ofrece todas las respuestas, pero cada herramienta cientifica nos da la oportunidad de enriquecer el acervo de conocimiento sobre los sitios arqueologicos que investigamos. Ademas, mediante estudios multidisciplinarios es posible integrar un modelo realista de las condiciones ambientales que prevalecieron durante el periodo de ocupacion del sitio y, contrariamente, como la actividad humana afecto o ha afectado el ambiente.

Importancia de los estudios paleoambientales

Una de las contribuciones mas notables de la paleoecologia a la arqueologia es la posibilidad de reconocer los efectos de la actividad humana sobre el ambiente. Para entender esta relacion es indispensable identificar el papel que nuestra especie ha jugado prehistorica e historicamente. La relacion de la especie humana con otras especies (en especial la fauna) es vital por la presion que la primera ejerce sobre la segunda continuamente. Esta, a su vez, tiene un impacto sobre la vegetacion y otras especies como lo ejemplifica el estudio neoecologico del lago Tanganyika que, extrapolado al pasado, puede darnos indicios de este tipo de impactos en el tiempo geologico.

En sitios antiguos, como los ejemplificados en esta sintesis, queda de manifiesto la interaccion antropico-ambiental como es el caso del estudio en el Pantano iercz na en Polonia central o el de los fitolitos agricolas en las Capas, Tucson, Arizona. Por otra parte, el estudio en el Upper West Amarillo Creek Valley de Texas, refleja las condiciones que propiciaron las migraciones de poblaciones flotantes en la region durante los ultimos 2 000 anos. En conclusion, la paleoecologia de microfosiles es una herramienta indispensable en el entendimiento de nuestra relacion con el ambiente.

Agradecimientos

Mi mas sincero agradecimiento al doctor Mario A. Rivera por la invitacion a colaborar con esta investigacion. Las figuras que ilustran este trabajo han sido modificadas de los trabajos originales citados en cada caso, por lo que agradezco a dichos autores y sus casas editoriales la autorizacion para duplicar y combinar sus figuras.

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Recibido el 10 de marzo de 2017; aceptado el 13 de septiembre de 2018

Manuel R. Palacios-Fest *

* Terra Nostra Earth Sciences Research, LLC, P.O. Box 37195, Tucson, Arizona, 85740-7195, USA, e-mail: mrpalacios@tnesr.com

(1) <www.itis.gov>, consultado el 19 de octubre de 2016.

Leyenda: Figura 1. Historia de contaminacion sedimentaria en el Lago Tanganyika, Africa Oriental (Tanzania, Burundi). a) Mapa de localizacion y ubicacion del barreno LT-98-37M discutido en este trabajo. b) Diagramas de microinvertebrados y polen que muestran la historia de reemplazo ecologico en funcion de la contaminacion sedimentaria causada por deforestacion (impacto humano) identificada por Cohen et al. (2005); Msaky et al. (2005) y Palacios-Fest et al. (2005). Los diagramas muestran las edades obtenidas por radiocarbono y plomo 210 a ambos extremos de las graficas. Modificado de Cohen et al. (2005); Msaky et al. (2005); y PalaciosFest et al. (2005).

History of sedimentary pollution at Lake Tanganyika, East Africa (Tanzania, Burundi). a) General map and location of core LT-98-37M discussed in this paper; (b) microinvertebrates and pollen diagrams showing the ecological replacement in response to sedimentary pollution generated by deforestation (human impact) as identified by Cohen et al. (2005), Msaky et al. (2005), and Palacios-Fest et al. (2005). Diagrams show age control (radiocarbon and lead 210) at each side of the biostratigraphic diagrams. Modified from Cohen et al. (2005), Msaky et al. (2005), and Palacios-Fest (2005).

Leyenda: Figura 2. Registro de la Anomalia Climatica Medieval y la Pequena Edad del Hielo en el sitio arqueologico 41PT185/C en el Upper West Amarillo Creek Valley cerca de Amarillo, Texas, Estados Unidos. a) Mapa de localizacion y ubicacion del sitio arqueologico 41PT185/C; b) Diagrama y fotografia de campo de la estratigrafia del sitio; c) Reconstruccion paleoecologica utilizando moluscos, ostracodos, algas calcareas e isotopos estables. La biocronoestratigrafia muestra tres fases de evolucion ambiental identificadas como Humedal temprano, Humedal intermedio y Humedal tardio en los ultimos 2 000 anos. Modificado de Palacios-Fest (2010).

Medieval Climatic Anomaly and Little Ice Age record at the archaeological site 41PT185/C in the Upper West Amarillo Creek Valley, near Amarillo, Texas, USA. a) General map and site 41PT185/C location; b) Schematic and field photography showing the site's stratigraphy; c) paleoecological reconstruction using mollusks, ostracodes, calcareous algae, and stable isotopes. The biostratigraphic diagram displays three phases of environmental evolution over the past 2 000 years. Modified from PalaciosFest (2010).

Leyenda: Figura 3. Paleoecologia de Cladocera en el valle del Rio Grabia, Polonia central. a) Mapa de localizacion del Pantano iercz na. b) Esquema de Daphnia sp. (Cladocera). c) Biocronoestratigrafia del sitio incluyendo Cladocera, polen y geoquimica. De izquierda a derecha se muestran tres intervalos geocronologicos y fechamientos, polen, Cladocera, geoquimica, composicion de la turba y las biofacies identificadas por Pawlowsky et al. (2015). Modificado de Pawlowski et al. (2015).

Cladocera paleoecology of Grabia River, central Poland. a) General map and location of Swierczyna Mire. b) Schematic of Daphnia sp. (Cladocera). c) Biochronostratigraphic history including Cladocera, pollen, and geochemistry. From left to right three geochronologic intervals and age control, pollen, Cladocera, geochemistry, peat composition, and biofacies identified by Pawlowsky et al. (2015). Modified from Pawlowsky et al. (2015).

Leyenda: Figura 4. Reconstruccion paleoambiental del sitio arqueologico Las Capas (AZ AA:12:111 [ASM]), Tucson, Arizona, Estados Unidos, utilizando fitolitos. a) Imagen compuesta de vista aerea del sitio, mapa de localizacion dentro de la cuenca del Rio Santa Cruz, imagen aerea de un area agricola dentro del sitio durante el periodo Agricola temprano, e imagenes de microscopia compuesta de fitolitos presentes. b) Distribucion cronoestratigrafica de los fitolitos identificados por Yost (2012). Modificado de Yost (2012). Imagenes aereas y mapa cortesia de Henry Wallace y Desert Archaeology, Inc. Fotografias de microscopias y diagrama bioestratigrafico, cortesia de Chad Yost.

Paleoenvironmental reconstruction of Las Capas archaeological site (AZ AA:12:111 [ASM]), Tucson, Arizona, USA using phytoliths. a) Composite images of site's aerial photograph, location map within the Santa Cruz River basin, aerial photograph of an agricultural fields of the Early Agricultural Period, and microscope photographs of some of the phytoliths identified by Yost (2012). Modified from Yost (2012). Aerial photographs and location map courtesy of Henry Wallace and Desert Archaeology, Inc. Microscope photographs and biostratigraphic diagram courtesy of Chad Yost.
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Author:Palacios-Fest, Manuel R.
Publication:Revista de Arqueologia Americana
Date:Jan 1, 2017
Words:7752
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