Elevándose por encima del paisaje circundante, los Cahokia Mounds en Illinois se erigen como el asentamiento precolombino más grande construido al norte del Río Grande. Los arqueólogos han debatido durante mucho tiempo el número exacto de personas que llamaron a Cahokia su hogar, pero las estimaciones sugieren que hasta 20, 000 pudieron haber vivido entre los cientos de casas y enormes plazas (incluido uno del tamaño de 45 campos de fútbol) que superaron los montículos de la ciudad alrededor de 1000 AD Luego, por razones no entendidas del todo, la civilización que construyó estructuras de tierra tan masivas desapareció. Para 1350 dC, la región estaba abandonada en su mayoría.
La ciudad que desapareció hace unos 700 años presenta una pregunta cautivadora para los arqueólogos: ¿Qué pasó con el pueblo de Mississippi que construyó Cahokia? La clave para resolver ese misterio es la pregunta menos obvia pero igualmente importante de cómo la población de la gran ciudad de montículo cambió con el tiempo.
"Llegar a la historia de la población en arqueología siempre ha sido un poco difícil e indirecto", dice AJ White, un estudiante graduado de antropología en UC Berkeley. Los investigadores pueden estudiar la arquitectura doméstica y estimar la cantidad de personas que viven en casas, o observar la densidad de los artefactos como fragmentos de cerámica, o incluso contar entierros en cementerios (cuando existen). Pero estos métodos son mediciones proxy que dependen de la estimación. Lo que los científicos realmente necesitan es un compuesto dejado por los humanos que viven en el paisaje, algo que podría reflejar el tamaño de la población a medida que subía y bajaba.
Algo así como una molécula especial que se encuentra en la caca humana.
Monks Mound, la estructura de tierra más grande de Cahokia. (Sitio histórico estatal de los montes Cahokia) Tal biomarcador es el tema de un artículo reciente escrito por White y sus colegas y publicado en el Journal of Archaeological Science . Los investigadores analizaron la efectividad de medir el coprostanol, una molécula de colesterol parcialmente digerido producido en el intestino humano, como una forma de medir la población cambiante de Cahokia. Para su deleite, la cantidad de coprostanol extraído de los núcleos de sedimentos tomados del cercano lago Horseshoe siguió de cerca las tendencias poblacionales indicadas por el registro arqueológico.
"Los resultados de Cahokia son realmente prometedores", dice Elizabeth Arkush, arqueóloga de la Universidad de Pittsburgh. Es una buena señal para la propia investigación de Arkush; Ella es una de las principales investigadoras en un proyecto en curso para usar los mismos marcadores fecales para estudiar los cambios de población en Perú.
Cahokia fue un lugar ideal para comenzar, en parte porque ha sido muy estudiado. Los arqueólogos ya tienen una idea de cómo la población fluctúa con el tiempo gracias a los restos de arquitectura y artefactos, incluso si no pueden determinar el número exacto de personas que viven allí. Además, la gente de Cahokia no tenía cerdos ni ovejas domesticados, que también producen coprostanol y podrían sesgar las mediciones de los científicos de la población humana.
El grupo de White tomó muestras de los núcleos de sedimentos lacustres y coprostanol aislado, así como de un compuesto en el que se degrada, llamado epi-coprostanol. "En humanos, el coprostanol es un componente algo significativo de las heces", dice White. "Se trata de un punto decimal de un porcentaje de la composición total de las heces".
Teniendo en cuenta que la caca humana es aproximadamente 75 por ciento de agua, incluso una fracción de porcentaje hace que el coprostanol sea un componente bastante significativo. (También es uno de los compuestos que le da a las heces su olor acre). Luego, el equipo comparó los dos subproductos del colesterol con una tercera molécula que también existe en los desechos humanos, pero que se degrada a un ritmo diferente. La combinación de estas mediciones reflejó los cambios en la población de Cahokia durante varios siglos, y el examen de múltiples moléculas ayudó a reducir las incertidumbres que resultan de los compuestos degradantes.
El estudio sirve como prueba de concepto para probar el método fecal en una región templada como Cahokia. La medición del coprotanol es una técnica bastante nueva para estimar el tamaño de la población, y los primeros esfuerzos para usar biomarcadores fecales humanos para estudiar asentamientos antiguos se realizaron en lugares como Noruega, donde las bajas temperaturas ayudan a preservar los compuestos. White y sus colegas se complacieron al descubrir que las moléculas de Cahokia, donde las temperaturas aumentan mucho, se conservaron lo suficientemente bien como para estimar la cantidad de personas que viven en la ciudad hace cientos de años.
"No veo esto como algo que reemplace los métodos anteriores de estimación de la población, sino que puede complementar nuestro conocimiento de una nueva manera donde los métodos tradicionales no pueden", dice White.
La técnica todavía tiene muchos problemas para resolver. Por un lado, el coprostanol no se degrada a un ritmo constante por lo que los científicos pueden decir. Por otro lado, la cantidad de coprostanol que produce un humano individual depende de su dieta, aunque White dice que la influencia de la dieta de una persona no está del todo clara.
"Si alguien quisiera comer carne solo durante un mes y luego hacer algunas cosas brutas de laboratorio, y luego comer tofu durante un mes y hacer algunas cosas más pesadas de laboratorio, sería muy productivo", dice. "Pero no sé si el gerente del laboratorio estaría muy contento si lo propusiera".
Esquema que representa la formación, deposición y degradación de los estanoles fecales humanos. (AJ White y col.) Los elementos del medio ambiente y la cultura humana también pueden cambiar la cantidad de heces que terminan en los cuerpos de agua, donde las moléculas se conservan en los sedimentos. Si una comunidad estuviera ubicada cerca del lago y rodeada de colinas, eso podría significar más escorrentía en el agua y niveles más altos de biomarcadores fecales. Por otro lado, si la comunidad usara estiércol humano como fertilizante, es probable que se muestren menos moléculas de coprostanol en el registro del lago.
Estas consideraciones son particularmente importantes para Arkush y su equipo, quienes han estado trabajando para lograr resultados similares en los Andes alrededor de la cuenca del lago Titicaca, donde la presencia humana se remonta a alrededor del año 5000 AC. La historia de la población de la región es mucho más complicada que el de Cahokia, que representa numerosas civilizaciones y ciudades. La ciudad de Tiwanaku fue la principal potencia de la región en el año 400 DC, seguida por la llegada de los incas alrededor de 1450 DC y luego los conquistadores españoles en aproximadamente 1500 DC
El proyecto en Perú comenzó en 2015 y aún se encuentra en la fase de análisis de laboratorio, pero el equipo identificó con éxito el coprostanol en los núcleos de los lagos. El trabajo presenta una forma de complementar las mediciones basadas en arqueología anteriores, como una tarea larga y ardua conocida como una encuesta de cobertura completa. En estas encuestas, grupos de personas caminan en línea recta con los ojos pegados al suelo en busca de artefactos, luego registran la ubicación y la densidad de esos artefactos para construir un mapa de asentamientos antiguos.
"Si te gusta caminar y caminar, es una forma increíble de pasar tus días", dice Arkush, pero puede ser extremadamente difícil medir las poblaciones nómadas que vivieron en la región solo brevemente. "Si resulta que los estanoles rastrean a la población a lo largo del tiempo, entonces se abren muchas oportunidades maravillosas para comprender los niveles de población humana en áreas donde es difícil hacer eso arqueológicamente", lugares como los campamentos de cazadores-recolectores.
Los biomarcadores fecales también podrían ayudar a los arqueólogos a comprender cuán intensamente estos grupos estaban usando animales domesticados como llamas, ya que también se pueden identificar biomarcadores únicos en excrementos de animales. Pero extraer pequeñas moléculas de todo ese excremento antiguo es un proceso largo.
"Tomar una muestra desde sedimento fresco hasta poder analizarla llevaría una semana", dice Josef Werne, un biogeoquímico que también trabaja en el proyecto de Perú. El equipo tiene alrededor de 30 muestras de cada uno de los tres lagos de la región (Umayo, Arapa y Orurillo), lo que se traduce en muchas horas colocando sedimentos en varias máquinas y analizando los resultados.
Incluso después de todo ese trabajo, numerosas variables pueden complicar la imagen al estudiar biomarcadores fecales. Con suerte, los resultados finales en Perú ofrecerán una nueva herramienta para estudiar el flujo de personas en la región, en lugar de un recuento absoluto de cualquier acuerdo específico. Pero a medida que crezca el catálogo de restos fecales, quizás los subproductos de los desechos humanos nos dirán tanto sobre las poblaciones históricas como las casas enterradas y los tiestos.
"Soy cautelosamente optimista", dice Werne sobre su trabajo. Todavía hay mucho por hacer antes de que el equipo de Perú esté listo para publicar cualquier resultado, pero si los hallazgos son tan prometedores como el estudio de Cahokia, podría haber una gran cantidad de excrementos antiguos en el futuro de la arqueología.
