Una nueva investigación explora el misterio sin resolver de la extinción de la antigua megafauna de América del Norte, destacando una nueva investigación que utiliza ZooMS para analizar huesos fragmentarios de las colecciones del Smithsonian. Destaca la importancia de preservar las colecciones arqueológicas para revelar detalles de vidas pasadas y extinciones.

La Dra. María Antonossian, arqueóloga molecular del Instituto Max Planck de Geoantropología, el Dr. Torben Reck, curador del Museo Nacional Smithsonian de Historia Natural, y la profesora Nicole Boivin, también del Instituto Max Planck, colaboraron en un artículo reciente. Publicado en Fronteras en la ciencia de los mamíferos. Utilizando métodos innovadores, analizaron fragmentos de huesos fósiles alojados en el Museo Nacional de Historia Natural del Instituto Smithsonian. Su investigación proporciona nuevos conocimientos que podrían mejorar nuestra comprensión de los factores e impactos asociados con la extinción de los grandes mamíferos.

Hace 50.000 años, América del Norte estaba gobernada por una megafauna. Mamuts pesados ​​deambulaban por la tundra, mientras que los bosques eran el hogar de imponentes mastodontes, feroces tigres con dientes de sable y enormes lobos. Bisontes y camellos extraordinariamente altos se movían en manadas por todo el continente, mientras los castores gigantes invadían sus lagos y estanques. En muchas zonas al este de las Montañas Rocosas se encuentran perezosos terrestres gigantes que pesan más de 1.000 kg.

Luego, en algún momento al final de la última edad de hielo, la mayor parte de la megafauna de América del Norte desapareció. Cómo y por qué todavía se discute acaloradamente. Algunos investigadores creen que la llegada de los humanos fue fundamental. Es posible que se hayan cazado y comido animales, o que los humanos hayan cambiado su entorno o hayan competido por fuentes vitales de alimentos. Pero otros investigadores afirman que el culpable es el cambio climático, ya que la Tierra se derrite después de varios miles de años de temperaturas glaciales, lo que hace que los entornos cambien más rápido de lo que la megafauna puede adaptarse. La disputa entre estas dos escuelas fue feroz y las discusiones controvertidas.

A pesar de décadas de estudio, este misterio de la Edad del Hielo sigue sin resolverse. Simplemente no tenemos suficiente evidencia en este momento para descartar un escenario u otro –o incluso otras explicaciones que se han propuesto (por ejemplo, enfermedad, impacto cometario o una combinación de factores). Una razón es que muchos de los huesos a partir de los cuales rastreamos la presencia de megafauna son fragmentarios y difíciles de identificar. Si bien algunos sitios conservan bien los restos de megafauna, las condiciones en otros sitios fueron duras para los huesos de animales, lo que provocó que se descompusieran en fragmentos más pequeños que estaban demasiado alterados hasta el punto de ser irreconocibles. Estos procesos de descomposición incluyen exposición, corrosión, rotura y degradación biomolecular.

Estos problemas nos dejan sin información importante sobre el paradero de la megafauna. Clasificar Su distribución, cuándo desaparecieron exactamente y cómo respondieron a la llegada del hombre o al cambio climático en ambientes a finales del Pleistoceno.

Aplicando tecnología moderna a huesos antiguos

Nuestro trabajo ha comenzado a abordar esta falta de información. Para ello, centramos nuestra atención en las colecciones excepcionales del Museo Nacional de Historia Natural del Smithsonian en Washington, DC. El museo alberga los resultados de numerosas excavaciones arqueológicas realizadas durante los últimos 100 años y es una reserva excepcional de huesos de animales que están estrechamente relacionados con la cuestión de cómo se extinguió la megafauna norteamericana. Sin embargo, muchos de estos restos son en gran medida fragmentarios e irreconocibles, lo que significa que su capacidad para arrojar luz sobre esta cuestión, al menos hasta ahora, ha sido limitada.

Prepare una placa de muestra para el análisis de ZooMS. Las pequeñas gotas depositadas con la pipeta contienen pequeñas cantidades de colágeno molido que se analizará en un espectrómetro de masas. Crédito: Samantha Brown

Afortunadamente, en los últimos años se han desarrollado nuevos métodos biomoleculares para la exploración arqueológica. En lugar de salir a excavar nuevos sitios, los arqueólogos están dirigiendo cada vez más su atención al laboratorio científico, utilizando nuevas técnicas para examinar los materiales existentes. Una de estas nuevas tecnologías se llama ZooMS, abreviatura de Zooarqueología por espectrometría de masas. Este método se basa en que aunque la mayoría de sus proteínas se degradan rápidamente tras la muerte del animal, algunas, como el colágeno óseo, pueden conservarse durante largos periodos de tiempo. Dado que las proteínas del colágeno a menudo varían de manera pequeña y sutil entre diferentes grupos taxonómicos de animales, e incluso entre especies individuales, las secuencias de colágeno podrían proporcionar una especie de código de barras molecular para ayudar a identificar fragmentos óseos que de otro modo serían irreconocibles. Por lo tanto, los fragmentos de proteína de colágeno extraídos de cantidades diminutas de hueso se pueden separar y analizar mediante espectrometría de masas para identificar restos óseos que los zooarqueólogos tradicionales no pueden identificar.

Selección de materiales arqueológicos para su estudio.

Decidimos utilizar este método para revisar materiales archivados en el Museo Smithsonian. Nuestro estudio fue un estudio piloto que planteó la pregunta clave: ¿Los huesos del Museo Smithsonian retendrían suficiente colágeno para que pudiéramos aprender más sobre el material óseo fragmentario en sus almacenes? La respuesta no estaba clara, porque muchas de las excavaciones tuvieron lugar hace décadas. Si bien el material se ha almacenado durante la última década en una instalación moderna con clima controlado, la historia temprana de los fósiles significa que no necesariamente se aplicaron estándares modernos a su manipulación, procesamiento y almacenamiento en el sitio. Todas las etapas.

Examinamos material óseo de cinco sitios arqueológicos. Todos los sitios datan del Pleistoceno tardío/Holoceno temprano (aproximadamente entre 13.000 y 10.000 años calendario antes de Cristo) o antes, y estaban ubicados en Colorado, en el oeste de los Estados Unidos. El más antiguo fue excavado en 1934 y el último en 1981.

Aunque parte del material encontrado en los sitios era reconocible, gran parte de él era muy fragmentario y no conservaba características de diagnóstico que pudieran permitir la identificación de rastros faunísticos de una especie, género o incluso familia. Algunos de los fragmentos de hueso parecían poco prometedores: estaban blanqueados y erosionados, o tenían bordes redondeados, lo que sugiere que habían sido transportados por agua o sedimentos antes de ser enterrados en el lugar.

Excavación de 1961 en Lamb Spring, que muestra a Ed Lewis (de pie a la izquierda) y Waldo Fidel, junto con dos trabajadores de campo. Se puede ver a Glen Scott en el pozo de excavación junto con algunos huesos de mamut envueltos en envolturas de yeso para su conservación. Crédito: USGS

Descubra la excelente conservación de las biomoléculas

Lo que encontramos nos sorprendió. A pesar de la antigüedad de muchas de las colecciones, la apariencia poco prometedora de gran parte del material y los orígenes antiguos de los propios huesos, ZooMS ha arrojado excelentes resultados. De hecho, el 80% de los huesos muestreados produjeron suficiente colágeno para la identificación de ZooMS. El 73% de ellos pueden identificarse a nivel de género.

Se incluyen los taxones que identificamos utilizando ZooMS. el toro, Mamuthus (el género al que pertenecen los mamuts), los camellos (familia de camellos), y tal vez mamut (El género al que pertenece el mastodonte). En algunos casos, sólo pudimos asignar especímenes a grupos taxonómicos amplios porque muchos animales norteamericanos todavía carecen de bibliotecas de referencia de ZooMS. Estas bases de datos, que están relativamente bien desarrolladas para Eurasia pero no para otras regiones, son esenciales para identificar los espectros que produce una muestra cuando la analizamos en un espectrómetro de masas.

Nuestros hallazgos tienen importantes implicaciones para las colecciones de los museos. El material que hemos examinado es, en cualquier caso, un primo pobre del glamoroso material que se exhibe en los museos de historia natural. Mirar estos huesos de animales tan fragmentados, pequeños y no identificables es aburrido y aparentemente inútil. Pero al igual que otras herramientas biomoleculares, ZooMS revela rica información preservada en especímenes desechados que no han llamado la atención de los investigadores ni de los visitantes durante décadas.

Nuestros resultados también resaltan el potencial de tales colecciones para abordar los debates en curso sobre cuándo, dónde y cómo se extinguió la megafauna. Al abrir el análisis de material óseo fragmentario que constituye gran parte del registro de megafauna, ZooMS tiene el potencial de ayudar a proporcionar una gran cantidad de nuevos datos de investigación para abordar preguntas de larga data sobre la extinción de la megafauna. ZooMS proporciona una forma fácil, rápida y relativamente económica de extraer nueva información de sitios excavados durante mucho tiempo.

Nuestra investigación también destaca la importancia de preservar las colecciones arqueológicas. Cuando los investigadores y las instituciones no cuentan con fondos suficientes, los artefactos y huesos que no son glamorosos o de beneficio inmediato obvio pueden ser descuidados o incluso descartados. Es vital que los museos reciban financiación adecuada para el cuidado y alojamiento a largo plazo de los restos arqueológicos. Como muestra nuestro análisis, estos materiales antiguos pueden encontrar nueva vida de maneras inesperadas; en este caso, permitiéndonos usar pequeños fragmentos de hueso para ayudarnos a acercarnos un poco más a resolver el misterio de por qué algunos de los animales más grandes jamás desaparecieron del paisaje de la Tierra. América del Norte antigua.

Referencia: “Un nuevo legado: el potencial de la zooarqueología mediante espectrometría de masas en el análisis de restos de megafauna de América del Norte” por Maria Antonossian, Eden Hill, Margaret Gaudry, Noelle Amano, Samantha Brown, Torben Rick y Nicole Boivin, 24 de abril de 2024, Fronteras en la ciencia de los mamíferos.
doi: 10.3389/fmamm.2024.1399358

Se ha encontrado en colágeno óseo antiguo evidencia de la misteriosa desaparición de los grandes mamíferos norteamericanos hace 50.000 años.