7/23/2019 Bone Trace Element Pattern

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9 1998 by Hu ma na Press Inc.

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0163-4984/98/6501-0045 $09.75

B o n e T r a c e E l e m e n t P a t t e r n

in an 18 th Ce ntur y Popula t ion

S a m p l e o f T e n e rife C a n a r y I s la n d s )

o m p a r i s o n w i t h a P r e h i s t o r i c O n e

M.

A R N A Y - D E - L A - R O S A , 1

E.

G O N Z A L E Z - R E I M E R S , 2 *

J.

V E L A S C O - V A Z Q U E Z , 1

N. BARROS-LOPEZ 2

A N D

L.

G A L I N D O - /V ~ R T I N 3

~Dpt. de Prehistoria An trop olo gia e Historia A nti gu a

U niversid ad de La La gun a Teneri fe 2Dpt. de Med icina lnterna.

H ospital Universitario de Canarias Tenerife 3Dpt. de Q uim ica

Ana li tica U nive rsida d de La Lag una Teneri fe

R e c e i v e d S e p t e m b e r 6 , 1 9 9 7; R e v i se d D e c e m b e r 6 , 1 9 9 7;

A c c e p t e d D e c e m b e r 12 , 1 9 9 7

B S T R C T

We h av e d e t e r m i n ed b o n e s t r o n ti u m ( S r) , b a r i u m ( B a ), c a l c iu m

(Ca) , and z inc (Zn) con ten t i n 24 samples be lon g ing to adu l t i nd iv id -

u a l s w h o d i ed t o w ar d t h e en d o f t h e 1 8 th cen t u r y an d w er e i n t e r r ed

in a ch urch s f loor on the i s land of Teneri fe , co m pa r ing the resul t s

wi th t hose ob ta ined in 14 p reh i s to r i c samples o f t he same i s l and and

a ls o w i t h t h o s e o f 7 mo d e m co n tr o ls . N o d if fe r en ces w e r e o b s e r v ed

b e t w een t h e t w o an c i en t g r o u p s , w h i ch s h o w ed h i g h e r b o n e s t r o n -

t i u m an d b a r i u m t h an t h e m o d e r n s amp l e , an d a s li g h tl y l o w er B a / S r

ra t io , t hus po in t ing to consumpt ion o f mar ine sources .

Index Entr i e s Bone; s t ront ium; bar ium; calcium; zinc.

I N T R O D U C T I O N

T h e T e n e r i fe is th e l a r g e s t i s l a n d o f t h e C a n a r y A r c h i p e l a g o . A c c o r d -

i n g to c h r o n i c l e rs r e p o r t s , it w a s p o p u l a t e d b y n e a r l y 25 ,0 00 p e o p l e o f

N o r t h A f r i c a n o r i g i n

1 ) ,

w h o r e si s t e d t h e S p a n i sh c o n q u e s t - - t o w a r d t he

* A u t h o r t o w h o m a l l c o r r e s p o n d e n c e a n d r e p r i n t r e q u e s t s s h o u l d b e a d d r e s s e d .

B i o l o g i c a l T r a c e E l e m e n t R e s e a r c h 4 5 Vol . 65 199 8

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4 6 A r n a y - d e - l a - R o s a e t a l.

e n d o f t h e 1 5 t h c e n t u r y 2 ) . T h e n e w c o n q u e r o r s f o u n d e d c i ti e s i n l a n d

a n d s e v e r a l h a r b o r s , S a n t a C r u z d e T e n e ri fe b e i n g t h e m o s t i m p o r t a n t . I n

t h e s e p la c e s , a n e w l if e s ty l e w a s i m p o s e d , i n c o n t r a s t w i t h t h e r u r a l

a r e a s , t h e a r i d s o u t h e r n p a r t o f t h e i s l a n d , a n d t h e c e n t r a l m o u n t a i n s ,

w h e r e m a n y p r e h i s p a n i c p e o p l e t o o k r e fu g e a n d b e c a m e s l o w l y i n te -

g r a t e d i n t h e n e w s o c i e ty o v e r t h e f o l l o w i n g c e n tu r i e s.

The c i t y o f S an t a C ruz , cap i t a l o f t he i s l and and o f t he W es t e rn

C a n a r y I s l a n d s , r a p i d l y g r e w a s a n e c o n o m i c a l ly a c ti v e h a r b o r. W h e n t h e

c i ty w a s f o u n d e d , t h e c o n q u e r o r s b u i l t t h e c h u r c h La Concepci6n 3) . Fol-

l o w i n g t h e C a t h o l i c h a b it , d e a d w e r e i n t e r r e d u n d e r t h e c h u r c h s flo or, a

c u s t o m t h a t p e r s i s t e d u n t i l t h e l a te 1 7 00 s . B u t p o p u l a t i o n g r o w t h a n d t h e

e p i d e m i c s 4) t h a t e n t e r e d b y t h e h a r b o r q u i c k l y m a d e t h e s p a c e o f

t h e c h u r c h s f lo o r i n s u f fi c ie n t , s o t o m b s w e r e r e u s e d , r e m o v i n g t h e

r e m a i n s o f th e p r e v i o u s d e a d t o in t e r t h e n e w b o d i e s. R e c e n t l y w e h a v e

b e e n e x c a v a t i n g a n i m p o r t a n t p a r t o f t h e f lo o r of th i s c h u r c h , h a v i n g d u g

u p 4 0 t o m b s c o n t a i n i n g 4 0 , g e n e r a l l y p o o r l y p r e s e r v e d , s k e l e to n s .

T a k i n g i n t o a c c o u n t t h e p r o f o u n d s o c i a l c h a n g e s p r o d u c e d b y t h e

S p a n i s h c o n q u e s t , t h e e c o n o m y s h o u l d h a v e v a r i e d m a r k e d l y , a n d s o

s h o u l d t h e d ie t c o n s u m e d b y t h o s e w h o w e r e i n t e rr e d u n d e r t h e c h u rc h s

f lo o r t o w a r d t h e e n d o f t h e 1 8 th c e n t u r y a n d t h a t c o n s u m e d i n p r e h i s -

pan i c t imes .

C e r t a in t ra c e e le m e n t s m a y a c c u m u l a te i n b o n e d e p e n d i n g o n

t h e a m o u n t i n g e s t e d a n d / o r a b s o r b e d . T h i s i s t h e ca s e o f S r a n d B a.

T h e s e e l e m e n t s a r e n o r m a l l y n o t i n v o l v e d i n t h e m e t a b o l i c p a t h w a y s o f

h u m a n b e i n g s , s o b o n e d e p o s i t s a r e n o t u s e d i n m e t a b o l i c r e a c t i o n s .

T h e r e f o r e , b o n e c o n t e n t m a y i n d i c a t e t h e a m o u n t i n g e s t e d , t h e r e f o r e ,

b o t h e l e m e n t s h a v e b e e n w i d e l y u s e d a s p a l e o d i e t a r y i n d i c a t o r s 5-8 ) .

M a m m a l s d i s c r i m i n a t e b e t w e e n S r a n d C a a b s o r p t i o n , f a v o r i n g t h e l a t -

te r. S o, Sr con t en t i s h igher i n p l an t s , l ow er i n he rb ivo res , an d eve n l ow er

in ca rn ivo res 9-11) . B a r iu m b e c om e s p o o r l y a bs o rb e d i n d u o d e n u m a n d

a c c u m u l a t e s i n b o n e . L o w b o n e B a w o u l d i n d i c a t e c o n s u m p t i o n o f

m a r i n e p r o d u c t s , t h e r a t i o o f B a t o S r h a v i n g b e e n c o n s i d e r e d a n i n d i c a -

t o r o f c o n s u m p t i o n o f m a r i n e r e s o u r c e s 12). T h e v a l u e o f o t h e r e l e m e n t s ,

s u c h a s z in c , c o p p e r, i r o n o r m a n g a n e s e , a s p a l e o d i e t a r y i n d i c a t o r s i s, a t

l east , con t rov er s i a l

13).

B a s e d o n t h e s e f a c t s , t h e a i m o f t h i s s t u d y i s t o d e t e r m i n e b o n e

c o n t e n t o f t h e u s u a l l y m e a s u r e d d i e t - r e l a t e d t r a c e e l e m e n t s i n t h e 2 4

1 8 t h - c e n t u r y s k e l e t o n s b u r i e d i n La Concepci6n c o m p a r i n g t h e r e s u l t s

w i t h t h o s e o b t a i n e d i n 1 4 p r e h i s p a n i c s a m p l e s a n d i n 7 m o d e r n c o n tr o ls .

M T E RI L S ND M E T HOD S

F o u r t e e n r i g h t t i b ia e o f p r e h i s p a n i c i n h a b i t a n t s o f T e n e ri fe b e l o n g i n g

t o a d u l t i n d i v i d u a l s b u r i e d i n a c a v e i n B a r r a n c o d e A g u a d e D i o s w e r e

Biological Trace El em en t Re sea rch Vol. 65 1998

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3/7

A n c i e n t B o n e T ra ce E l e m e n t P a t te r n 4 7

i n c l u d e d i n th i s st u d y . S e x i n g o f b o n e s w a s p e r f o r m e d a c c o r d i n g t o Is c a n

a n d M i l l e r - S h a i v i t z

14) ;

u s i n g t h i s m e t h o d , s e v e n t ib i a e b e l o n g e d t o

m a l e s a n d s e v e n t o f e m a l e s .

B o n e s a m p l e s o f e a c h o f 2 4 i n d i v i d u a l s b u r i e d i n La Concepci6n w e r e

a l s o a n a l y z e d . T h e p r e s e r v a t i o n o f t h e s k e l e t o n s w a s n o t g o o d , s o s a m -

p l e s w e r e o b t a i n e d f r o m t h o s e s i t e s w i t h i n t a c t c o r t i c a l b o n e ; s a m p l e s

i n c l u d e b o t h c o r t i c a l a n d c a n c e l l o u s b o n e . E s t i m a t i o n s o f s e x a n d a g e -

a t -dea th were d i f f i cu l t . F o l l owing F erembach e t a l . 15), 5 w e r e m a l e s

a n d 1 3 w e r e f e m a l e s, a n d i n 6 c a s e s se x w a s u n d e t e r m i n e d . A l l w e r e n o n -

sen i l e adu l t s .

M o d e r n s a m p l e s b e l o n g t o s e v e n m a l e i n d i v i d u a l s , a g e d 2 2 - 2 9 y r ,

w h o w e r e s u b j e c te d t o s u r g i c a l p r o c e d u r e s a f f e ct in g t h e p r o x i m a l e p i-

phys i s o f t he r i gh t t i b i a ; t hese s amples a l so i nc lude bo th co r t i ca l and

c a n c e l lo u s b o n e .

B o n e s a m p l e s w e r e d e h y d r a t e d a t 1 00 ~ d u r i n g 2 4 h o u r s . D r y

w e i g h t a f t e r t h i s p r o c e d u r e r a n g e d f r o m 5 4 t o 1 2 4 m g f o r t h e c o n t r o l s

a n d f r o m 2 2 9 u p t o 2 0 0 0 m g f o r t h e a n c i e n t s a m p l e s . S a m p l e s w e r e

t h e n i m m e r s e d i n 6 5 n i tr i c a c i d ( M e r c k p .a .) a n d 10 h y d r o g e n

p e r o x i d e ( M e r c k p . a . ) , i n o r d e r t o d i g e s t t h e m ; s o l u t i o n s w e r e q u a n t i t a -

t i v e l y t r a n s f e r r e d t o v o l u m e t r i c f l a s ks , a n d d i l u t e d t o 10 m L w i t h u l t r a -

p u r e w a t e r ( M i ll i- Q O M - 1 40 d e i o n i z a t i o n s y s te m ) . A p a r t o f t h i s

s o l u ti o n d e s t i n e d f o r b o n e c a l c iu m d e t e r m i n a t i o n w a s f u r th e r d i l u t e d to

1 : 1 0 0 0 . Z i n c c o n c e n t r a t i o n w a s a l s o m e a s u r e d . I n o r d e r t o a v o i d i n t e r -

f e r e n c e d u e t o o t h e r i o n s , B a , S r , a n d C a w e r e d e t e r m i n e d u s i n g a

n i t r o u s o x i d e - a c e t y l e n e f l a m e , a n d i n o r d e r t o a v o i d i o n i z a t i o n , a s o l u -

t i o n c o n t a i n i n g 2 00 0 p p m o f K C1 w a s a d d e d t o th e p r i m i t i v e s o l u t i o n o f

t h e b o n e s a m p l e s , f o l lo w i n g s t a n d a r d r e c o m m e n d a t i o n s 16) . T h e B a / S r

r a t io w a s c a l c u la t e d .

A l l t h e m e a s u r e m e n t s w e r e p e r f o r m e d w i t h t h e a id o f a V a r i a n S p e c-

t r a A A s p e c t r o p h o t o m e t e r ( V i c t o r i a , A u s t r a l i a ) b y f l a m e a t o m i c a b s o r p -

t i o n s p e c t r o p h o t o m e t r y .

De t ec t i on l im i t s fo r these e l em en t s a re 0 .042 pp m (~ tg /mL) fo r S r,

0 .009 p p m fo r Zn , 0 .05 pp m fo r C a , and 0 .16 pp m fo r B a (1 pp m = ~ tg /mL) .

R S UL T S

The resu l t s a re shown in Tab l e 1 and F igs . 1 and 2 . B o th S r and B a

c o n t en t s w e r e s i g n if i c an t l y l o w e r i n t h e m o d e r n p o p u l a t i o n t h a n i n t h e

h i s t o r i c a n d p r e h i s t o r i c s a m p l e s . W h e n t h e s e t w o l a s t g r o u p s w e r e c o m -

p a r e d , n o d i f f e r e n c e s w e r e f o u n d r e g a r d i n g b o n e C a , S r , B a , a n d Z n .

A l so , n o d if fe r e nc e s w e r e o b s e r v e d b e t w e e n m e n a n d w o m e n o f t h e h is -

t o r ic o r t he p reh i s t o r i c s am ples . B one ca l c ium w as s l i gh t l y , non -s ign i f i -

c a n t l y l o w e r b o t h i n t h e 1 8 t h c e n t u r y a n d p r e h i s to r i c s a m p l e s t h a n i n t h e

m o d e r n c o n t r o l s .

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4 8

A r n a y d e l a R o s a e t al.

Table 1

Bone Trace Elem ents in ~t /g D ry Tissue) in the Prehis tor ic Sam ple

an d C o n t r o l G r o u p

C o n c e p t i o n P r e h i ~ f o r i c M < ; d e r n

S r o n s i u m

2 3 3 8 z

6 9 . 4 2 2 6 , 7 z 1 3 6 . 7 4 3 . 3 : 1 3 . 9

B a r i u m 2 8 1 . 2 Z 1 8 4 . 7 1 9 6 . 3 ~ 1 4 2 . 7 6 3 . 9 z 1 6 . 9

C a l c l u m ( ) 2 5 3 . 4 = 4 9 . 1 2 4 5 . 2 m 4 3 . 7 2 6 3 . 7 r i 3 . 6

Z i n c 2 3 7 . 8 1 4 7 . 7 1 7 4 . 3 ~ 1 3 4 . 3 9 i] ._ = 2 0 . 6

x~

Ba/ Sr i . 0 8 ~ = 0 . 8 8 9 1 . 0 3 6 ~ 0 . 4 . 3 1 1 . 4 0 6 -_ ~ 3 . 4 8 7

= r a g / g ; * ** = p < 0 . 0 0 0 1 ; * * = p < 0 . 0 0 2 .

Fig. 1.

76

72

68O

e o i

6 ~

5 8 O

5 2 O

4 8 0

4 4 O

4OO

3 2 O

8O

24O

t4

12

8

4

S T R O N T I U M ( p p m )

9 F = I 7 , p = 0 . 0 0 0 1

C O N C E P C I O N C P I N T O C T R L

Bone s t ron t ium in t he p reh i s to r i c , hi s to r ic , an d con t ro l g roups .

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A n c i e n t B o n e T ra ce E l e m e n t P a t te r n 4 9

Fig. 2.

45

425

4

375

35

325

3

275

-

25O

225

2

175

15

125

1

75

C A L C I U M m g / g)

A A

A A

C O N C E P C P I N T O C T R L

Bone calcium in the prehistoric, historic, and control groups.

D I S U S S I O N

V e g e t al f o o d c o n t a i n s r e l a t iv e l y h i g h a m o u n t s o f S r a n d B a, w h e r e a s

m a r i n e p r o d u c t s , a l t h o u g h r i c h i n s t r o n t i u m , h a v e a v e r y l o w B a c o n -

t e n t. S in c e t h e y a c c u m u l a t e i n b o n e , b o t h e l e m e n t s a n d t h e B a / S r a l l o w

o n e t o i n f e r t h e k i n d o f d i e t a n d t h e r e l a t i v e a m o u n t o f m a r i n e r e s o u r c e s

t h a t w e r e p r e s e n t i n t h e s e d i e t s 12,17). A l t h o u g h t h e v a l u e o f b o n e

B a a n d S r a s p a l e o d i e t a r y i n d i c a t o r s i s f i r m l y e s t a b l is h e d

18),

t h a t

o f b o n e Z n i s c o n t r o v e r s i a l 13,19), a l t h o u g h i t h a s b e e n n o t e d t h a t b o n e

Z n d e p o s i t s a r e r e l a t i v e l y i n e r t a n d t h u s i n d i c a t e t h e a m o u n t o f Z n

i n g e s t e d .

T h e p r e h i s t o r i c p o p u l a t i o n o f T e n e r i f e a r r i v e d o n t h e i s l a n d a t l e a s t

2 0 0 0 y e a r s a g o , a n d t h e S p a n i s h c o n q u e r e d t h e i s l a n d t o w a r d t h e e n d o f

t h e 1 5 t h c e n t u r y . L a c k i n g r a d i o c a r b o n d a t i n g , t h e p r e h i s t o r i c r e m a i n s

a n a l y z e d i n t h i s s t u d y b e l o n g t o p e o p l e w h o d i e d a t l e a s t 5 0 0 y r a g o .

H o w e v e r , i n p r e h i s t o r i c t i m e s , d e a d p e o p l e w e r e n o t i n t e r r e d , b u t

dep os i t ed on s t one o r, som et imes , vege t a l ) l aye r s i n caves , so p rese rva-

t i o n o f s k e l e t a l r e m a i n s i s u s u a l l y e x c e l l e n t , a s w e r e t h e s a m p l e s a n a -

l y z e d h e r e . I n c o n t r a s t , p r e s e r v a t i o n w a s n o t g o o d i n t h e h i s t o r i c

Biological Trace Element Research Vol. 65 1998

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5 A r n a y d e l a R o s a e t a l .

i n d i v i d u a l s b u r i e d u n d e r L a C oncepci6n s l o o r , a l t h o u g h t h e y o f f e r t h e

a d v a n t a g e t h a t o n l y 2 0 0 y e a r s h a v e p a s s e d s in c e t h e y w e r e b u r i e d . D i a -

g e n e s i s m a y h a v e o c c u r r e d , p a r t i c u l a r l y i n s o m e h i s t o r i c a n d p r e h i s t o r i c

s a m p l e s w i t h a b n o r m a l ly l o w o r h i g h b o n e c a l c iu m v a l u e s F ig . 2 ),

a l t h o u g h b o n e S r a n d B a o f t h e s e s a m p l e s d i d n o t d if fe r fr o m t h o s e o f

t h e o t h e r s w i t h h i g h e r b o n e C a l e v e l s .

B o n e S r a n d B a v a l u e s a r e s l ig h t l y h i g h e r i n b o t h p r e h i st o r ic a n d

h i s t o r i c s a m p l e s w h e n c o m p a r e d w i t h t h e c o n t r o l s , p e r h a p s i n d i c a t i n g

a h i g h e r c o n s u m p t i o n o f v e g e t a l p r o d u c t s . H o w e v e r , i t is r e m a r k a b l e

t h a t S r v a l u e s a r e m u c h l o w e r t h a n t h o s e o b t a i n e d f r o m p r e h is t o ri c s a m -

p l e s o f G r a n C a n a r i a ( 20 ) a n d E 1 H i e r r o ( 21 ) - - a l s o i n t h e C a n a r y A r c h i -

p e l a g o . T h e B a / S r r a t i o i s s i m i l a r i n p r e h i s t o r i c a n d h i s t o r i c p o p u l a t i o n

g r o u p s , a n d s l i g h t l y l o w e r i n t h e s e g r o u p s t h a n i n t h e c o n t r o l g r o u p ,

p e r h a p s p o i n t in g t o a m o r e i m p o r t a n t c o n s u m p t i o n o f m a r i n e p r o d u c t s

i n t h e p a s t . A r c h a e o l o g i c a l r e m a i n s o f t h e p r e h i s t o r i c t i m e p o i n t t o a

l a r g e c o n s u m p t i o n o f f i s h - - a l t h o u g h a c c o r d i n g t o c h r o n i c l e r s , t h e d i e t

w a s b a s e d o n d a i r y a n d v e g e t a l p r o d u c t s . H i s t o r i c d a t a a l s o s h o w t h a t

i n t h e 1 8 t h c e n t u r y , c o n s u m p t i o n o f s a l t e d f i s h w a s w i d e s p r e a d i n S a n t a

C r u z ; t h u s , o u r r e s u l t s a r e i n a g r e e m e n t w i t h o t h e r h i s t o r i c a l a n d

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