Amostragem e tratamento prévio de esmalte do dente carbonato de carbono estável e análise de isótopos de oxigênio

Análises de isótopo carbono e oxigênio estáveis de carbonato de esmalte do dente tem sido usada para estudar o passado humano de ingestão, desmame e mobilidade, bem como dependência da fauna de vegetação, o movimento de animais e pecuária foddering. Esses aplicativos foram exaustivamente discutidos e revisados para uma variedade de condições ambientais, indicando os efeitos da aridez local, temperatura, fontes de água e vegetação composições^{1,2, 3,4,5,6}. A diversidade de aplicações potenciais em arqueologia e paleontologia, bem como a boa preservação do carbonato de esmalte do dente, fêz um material atrativo para o isótopo estável de trabalho³. Métodos de amostragem, pré-tratamento e rastreio de diagénese são brevemente descritos em algumas das anteriores Publicações^1,7. No entanto, completa manifestações verbais e visuais permanecem em grande parte indisponíveis, particularmente para pessoas fora de laboratórios de ciência arqueológica e entre grupos de laboratório com financiamento limitado, onde está a aumentar o interesse no uso desta técnica ⁵.

Esmalte do dente é principalmente composta de hidroxiapatita (bioapatite) cristalitos⁸ maior do que aqueles no osso, tornando-os mais resistentes para post-mortem LGMA iônico substituições e contaminação³. Estudos modernos têm demonstrado que medições de isótopos (δ¹³C) carbono estável do dente da fauna esmalte confiantemente registro animal dieta e comportamento^9,10. O valor de isótopo (δ¹⁸O) oxigênio estável do esmalte do dente é determinado pela composição isotópica do oxigênio da água ingerida, que inclui a água na planta e alimentos de origem animal, água potável, respiração, bem como vários impactos ambientais sobre a água que pode levar a ainda mais o fracionamento isotópico (EG., aridez, temperatura, altitude, quantidade de precipitação, localização continental)¹¹. Isso a tornou um método popular para reconstrução dietético e ambiental na pesquisa arqueológica, paleoecológica e paleontológica.

O período de formação do esmalte de dente é relativamente curto (anos) e difere dependendo do dente a ser amostrado. Para os seres humanos, primeiro molar esmalte mineralizes entre o nascimento e os 3 anos de idade, pré-molares mineralize entre 1,5 e 7 anos de idade, segundo molares mineralize entre 2,5 e 8 anos de idade e terceiros molares mineralize durante a adolescência, entre 7 e 16 anos,¹² . Tendo em conta que formas de esmalte do dente incrementalmente ao longo de seu período de formação, pode ser amostrado em massa ao longo do eixo de crescimento inteira ou amostrado sequencialmente, a fim de investigar as mudanças na dieta e ambiente que ocorreram durante o período de formação¹³ . Mudanças dietéticas ordenadas cronologicamente dentro de um determinado dente são observável para seres humanos e outros animais^1,14, fornecendo informações sobre inter-anual variação sazonal e dietética.

Enquanto o esmalte é geralmente resistente a diagénese, isotópicas modificações resultantes do ambiente enterro são possíveis e foram observadas^15,16, fazendo verificações experimentais e pré-tratamento escolhas útil. Enquanto não é o método só está disponível, Fourier transform espectroscopia de infravermelho (FTIR), particularmente no modo de transmissão atenuadas, surgiu como uma forma rápida, barata e relativamente acessível método para avaliar grafismos alteração no esmalte do dente, particularmente em contextos paleontológica^17,18,19,20. No entanto, detalhada de protocolos e padrões de gravação permanecem relativamente inacessíveis para muitas pessoas, fora os campos da ciência geoquímica ou material.

Tempos de reação e os produtos químicos empregados por pesquisadores no pré-tratamento do esmalte do dente também variam consideravelmente na literatura, muitas vezes com limitada consideração sobre o que esta variabilidade pode fazer ao carbono estável e valores de isótopos de oxigênio da amostra^{21 ,22}. Aqui, nós relatamos uma abordagem que usa diluir o ácido acético (0,1 M) para o pré-tratamento das amostras de pó de esmalte. No entanto, dado que as diferenças nas medições isotópicas resultantes de pré-tratamento são relativamente menores para o esmalte do dente, é melhor para os pesquisadores a seguir os protocolos para conjuntos de dados com os quais desejam comparar seus dados para¹¹. Além disso, onde pequenas amostras sequenciais são tomadas, particularmente em amostras do Holoceno, sem pré-tratamento pode ser escolhido (sequência de testes-piloto LGMA) para evitar o desperdício de amostra.

Embora os métodos que nós relatamos aqui não são de modo novos, para o nosso conhecimento, esta é a primeira vez que uma completa documentação escrita e visual de granel e amostragem sequencial, pré-tratamento escolhas e métodos de seleção LGMA (sob a forma de FTIR) para dente esmalte se tornaram amplamente disponíveis para um público variado e acadêmico. Enquanto esperamos que nossos esforços fará com que esta abordagem mais facilmente acessível a um número maior de indivíduos e laboratórios, pesquisadores que deseja aplicar e publicar esta técnica devem estar cientes do mínimo relatórios padrões, considerações LGMA, e requisitos de apresentação visualizadosm em outro lugar²⁰, bem como o potenciais interpretativas complexidades que serão exclusivo para sua região de estudo, táxons analisadas e tempo de período⁵.