Cadernos Do Laboratorio Xeolóxico De Laxe 39

CADERNOS DO LABORATORIO XEOLÓXICO DE LAXE 39

ISIDRO PARGA PONDAL ISSN: 0213-4497 Depósito Legal: C 1054-1984 Imprime: Tórculo Artes Gráficas S.A. Portada: Retrato de Elba realizado por M. Sanín Matías (2016) Editor científico: Juan Ramón Vidal Romaní

Esta publicación se ha realizado con papel procedente de una fuente gestionada responsablemente CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017) ISSN: 0213-4497

ÍNDICE Pág. 1. EL MUNDO DE UNA MUJER LLAMADA ELBA HACE 9300 AÑOS

Vidal Romaní J.R.; Grandal d’Anglade A. y Vaqueiro Rodríguez M...... 11

2. CARACTERÍSTICAS MORFOLÓGICAS DE LA SIMA DEL URO (NO, ESPAÑA)

Vaqueiro-Rodríguez, M., Costas-Vázquez, R., Costas-Suárez, D. y Vidal-Ro- maní, J. R...... 23

3. FORENSIC ANTHROPOLOGICAL REPORT OF ELBA

Serrulla Rech F. y Sanin Matías, M...... 35

4. INFORME ANTROPOLÓGICO FORENSE: APROXIMACIÓN FACIAL. PROCESO DE APROXIMACIÓN FACIAL FORENSE

Sanin Matías, M. y Serrulla F...... 73

5. CARACTERIZACIÓN ISOTÓPICA DE ELBA, LA MUJER MESOLÍ- TICA DE CHAN DO LINDEIRO (PEDRAFITA, LUGO, PENÍNSULA IBÉRICA)

Grandal-d’Anglade, A. y Vidal Gorosquieta, A...... 89

6. ANÁLISIS GENÉTICO DEL INDIVIDUO DE CHAN DO LINDEIRO: CARACTERIZACIÓN DE SU MITOGENOMA Y SITUACIÓN DE LA MUESTRA EN EL CONTEXTO PALEOGENÉTICO EUROPEO

Gonzalez Fortes, G., Grandal d’Anglade, A., Vidal Romaní, J.R. y Hofreiter, M...... 111 8012096-XEOLOXIA N 33.qxd:maquet. 1 7/1/09 19:47 Página 5

CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017) Director de la publicación

J.R. VIDAL ROMANÍ 7. PRESERVAC I ÓN DE ADN EN MUESTRAS DE ÚRSIDOS PLEISTOCE- NOS Y HOLOCENOS DEL NW DE LA PENÍNSULA IBÉRICA Comité Científico González-Fortes, G, García-Vázquez, A., Pinto-Llona, A. C. y Grandal-d’Anglade, A...... 129 A. Marcos (Oviedo); L.G. Corretgé (Oviedo); R. Vegas (Madrid); J. R. Martínez Catalán (Salamanca); F. Noronha (Porto); H. Chaminé (Aveiro); H. Granja (Braga); G. Sores de 8. SUSTAINABILITY OF STONE MATERIALS IN THE BUILT ENVI- Carvalho (Braga); A. Varela (Cervo); R. Rodríguez (Madrid); R. Arenas (Madrid); C. R. RONMENT OF RURAL REGIONS: A REVIEW Twidale (Adelaide); J. R. Vidal Romaní (A Coruña); Díaz Fierros, F. (Santiago)

Sanjurjo-Sánchez, J. and Alves, C...... 141 Editores

9. ON THE MEANING AND USE OF THE TERMS, ‘EROSION’AND Seminario de Estudos Galegos. Área de Xeoloxía e Minería. Universidade da Coruña. ‘EXHUMATION’ Instituto Universitario de Xeoloxía.

Twidale, C. R. and Bourne, J. A...... 165 Objetivos de la revista 10. JENNIFER ANNE BOURNE (1946-2015): AN APPRECIATION Revista dedicada a la geología de Galicia en general y a la del Hercínico en particular. En Twidale, C. R...... 177 consecuencia no está restringida a ningún tema de geología, o relacionado, en tanto que se refiera a temas gallegos, si bien recoge todos los que se refieren al hercínico peninsular ibé- rico. Se considerarán casos especiales cuando a juicio del Comité Científico de la revista sea conveniente.

Periodicidad

Anual con números extraordinarios dedicados a temas monográficos intercalados.

Suscripción

El precio es variable para cada volumen en función del número de trabajos incluidos en cada uno de ellos. Para suscripciones dirigirse a la Secretaría del Instituto Universitario de Xeoloxía, Edificio Servicios Centrales de Investigación, Campus de Elviña s/n 15071 Coruña, Spain. Teléfono (+34) 981 167000, extensión 2910.

Información general

Los trabajos se presentarán en CD o por correo electrónico con el texto preparado en Word 2000 o versiones más modernas para Apple Macintosh o PC.

Los dibujos, gráficos o fotografías en blanco y negro deben ser adjuntadas por separado e indicar en el ejemplar mecanografiado en qué lugar del texto recomienda su inserción.

Aquellas personas que no puedan enviar el texto en soporte informático, deberán hacerse cargo de los gastos que suponga para la revista realizar ese trabajo. 8012096-XEOLOXIA N 33.qxd:maquet. 1 7/1/09 19:47 Página 5

Director de la publicación

J.R. VIDAL ROMANÍ

Comité Científico

A. Marcos (Oviedo); L.G. Corretgé (Oviedo); R. Vegas (Madrid); J. R. Martínez Catalán (Salamanca); F. Noronha (Porto); H. Chaminé (Aveiro); H. Granja (Braga); G. Sores de Carvalho (Braga); A. Varela (Cervo); R. Rodríguez (Madrid); R. Arenas (Madrid); C. R. Twidale (Adelaide); J. R. Vidal Romaní (A Coruña); Díaz Fierros, F. (Santiago)

Editores

Seminario de Estudos Galegos. Área de Xeoloxía e Minería. Universidade da Coruña. Instituto Universitario de Xeoloxía.

Objetivos de la revista

Revista dedicada a la geología de Galicia en general y a la del Hercínico en particular. En consecuencia no está restringida a ningún tema de geología, o relacionado, en tanto que se refiera a temas gallegos, si bien recoge todos los que se refieren al hercínico peninsular ibé- rico. Se considerarán casos especiales cuando a juicio del Comité Científico de la revista sea conveniente.

Periodicidad

Anual con números extraordinarios dedicados a temas monográficos intercalados.

Suscripción

Información general

Los trabajos se presentarán en CD o por correo electrónico con el texto preparado en Word 2000 o versiones más modernas para Apple Macintosh o PC.

Los dibujos, gráficos o fotografías en blanco y negro deben ser adjuntadas por separado e indicar en el ejemplar mecanografiado en qué lugar del texto recomienda su inserción.

Aquellas personas que no puedan enviar el texto en soporte informático, deberán hacerse cargo de los gastos que suponga para la revista realizar ese trabajo. 8012096-XEOLOXIA8012096-XEOLOXIA N 33.qxd:maquet. N 33.qxd:maquet. 1 7/1/09 119:47 7/1/09 Página 19:47 6 Página 6 8012096-XEOLOXIA8012096-XEOLOXIA N 33.qxd:maquet. N 33.qxd:maquet. 1 7/1/09 119:47 7/1/09 Página 19:47 7 Página 7

El trabajo deberáEl trabajo incluir deberá TÍTULO: incluir Español TÍTULO: e Inglés Español en minúsculas, e Inglés en palabrasminúsculas, clave palabras en Inglés clave en Inglés Director of theDirector publication of the publication y Abstract eny Inglés.Abstract en Inglés. J.R. VIDALJ.R. ROMANÍ VIDAL ROMANÍ Las citas bibliográficasLas citas bibliográficas dentro del texto dentro se pondrándel texto en se mayúsculapondrán en y mayúscula la abreviatura y la paraabreviatura los para los siguientes autoressiguientes será: autores"et al.". será: "et al.". Scientific committeeScientific committee

Los textos enviadosLos textos serán enviados sometidos serán a lasometidos crítica de a losla crítica Censores de los Científicos Censores designados Científicos por designados por A. Marcos (Oviedo);A. Marcos L.G. (Oviedo); Corretgé L.G. (Oviedo); Corretgé R. (Oviedo); Vegas (Madrid); R. Vegas J. (Madrid);R. Martínez J. R.Catalán Martínez Catalán la Revista. la Revista. (Salamanca);(Salamanca); F. Noronha (Porto); F. Noronha H. Chaminé (Porto); H. (Aveiro); Chaminé H. (Aveiro); Granja (Braga); H. Granja G. (Braga);Sores de G. Sores de Carvalho (Braga);Carvalho A. Varela(Braga); (Cervo); A. Varela R. Rodríguez(Cervo); R. (Madrid); Rodríguez R. (Madrid); Arenas (Madrid); R. Arenas C. (Madrid); R. C. R. Bibliografía:Bibliografía: Autores en mayúsculas Autores en ymayúsculas las revistas y o las textos revistas citados o textos en cursiva. citados en cursiva. Twidale (Adelaide);Twidale J.(Adelaide); R. Vidal Romaní J. R. Vidal (A Coruña);Romaní (ADíaz Coruña); Fierros, Díaz F. (Santiago) Fierros, F. (Santiago) Los autores deLos los autores trabajos de deberánlos trabajos incluir deberán su dirección incluir sucompleta, dirección incluido completa, código incluido postal. código postal. Editors Editors

Separatas Separatas Seminario deSeminario Estudos Galegos.de Estudos Área Galegos. de Xeoloxía Área de e Minería.Xeoloxía Universidade e Minería. Universidade da Coruña. da Coruña. Se enviará a Secada enviará autor aun cada PDF autor con unel artículoPDF con en el la artículo versión en final. la versión final. Instituto UniversitarioInstituto Universitario de Xeoloxía. de Xeoloxía.

Envío de manuscritosEnvío de manuscritos Objectives of Objectivesthe journal of the journal

- Los trabajos- Losoriginales trabajos se originalesenviarán a:se enviarán a: Journal devotedJournal to the devoted geology to theof Galiciangeology inof generalGalician and in generalto the Hercynian and to the in Hercynian particular. in particular. Therefore, it Therefore,is not restricted it is not to anyrestricted subject to ofany geology, subject or of related geology, subject, or related if it issubject, referred if itto is referred to Instituto UniversitarioInstituto Universitario de Xeoloxia de Xeoloxia Galician subjects,Galician though subjects, it includes though all it referred includes to all the referred Iberian to peninsular the Iberian Hercynian. peninsular Special Hercynian. Special Edificio ServiciosEdificio Centrales Servicios de CentralesInvestigación de Investigación cases will becases taken will into be account taken intowhen account the Scientific when the Committee Scientific ofCommittee the journal of considersthe journal considers Campus de ElviñaCampus s/n de Elviña s/n them convenient.them convenient. Telephone: (+34)Telephone: 981 167000 (+34) Ext.981 1670002910 Ext. 2910 Fax: (+34) 981Fax: 167172 (+34) 981 167172 Periodicity Periodicity [email protected]@udc.es Annual with Annualextraordinary with extraordinary issues devoted issues to intercalated devoted to monographicintercalated monographic subjects. subjects. 15071 A Coruña15071 (Spain) A Coruña (Spain)

Incluyendo direcciónIncluyendo habitual dirección y teléfono. habitual y teléfono. Subscription Subscription

— Una vez —terminada Una vez la terminada impresión, la los impresión, originales los serán originales devueltos serán a sudevueltos autor/es, a sisu asíautor/es, lo si así lo The price variesThe forprice each varies volume for each according volume to accordingthe number to ofthe papers number included of papers therein. included For therein. For desean y expresan.desean y expresan. subscription subscription contact the Secretariatcontact the of Secretariat the Instituto of the Universitario Instituto Universitario de Xeoloxia, de Edificio Xeoloxia, Edificio — El número— máximo El número de hojasmáximo que de se hojas admitirá que porse admitirá trabajo serápor trabajoquince será(15) incluyendoquince (15) incluyendo Servicios CentralesServicios de Centrales Investigación, de Investigación, Campus de Campus Elviña s/n de 15071Elviña Coruña, s/n 15071 Spain. Coruña, Spain. figuras, fotografías,figuras, mapas,fotografías, etc.. Paramapas, trabajos etc.. Para de mayor trabajos extensión de mayor se extensiónruega consultar se ruega al edi-consultar al edi- Telephone (+34)Telephone 981 167000, (+34) 981extension 167000, 2910. extension 2910. tor científico.tor científico. — El Instituto— Universitario El Instituto Universitario de Geología dese reservaGeología el sederecho reserva de el devolver derecho alde autor/es devolver aque- al autor/es aque- General informationGeneral information llos que no sellos ajustan que no a estasse ajustan normas. a estas normas. Papers will bePapers submitted will be in submittedCD or by e-mailin CD orwith by thee-mail text within Word the text2000 in or Word later 2000 versions or later for versions for Apple MacintoshApple or Macintosh PC. or PC.

The drawings,The graphics drawings, or photographs graphics or photographsin white and inblack white must and be black attached must separately,be attached and separately, and indicate in theindicate typescript in the original typescript where original you recommend where you therecommend insertion thethereof. insertion thereof.

Those personsThose who personscannot sendwho thecannot text send in computing the text in support computing will supporthave to paywill thehave charges to pay the charges for this conversion.for this conversion. 8012096-XEOLOXIA8012096-XEOLOXIA N 33.qxd:maquet. N 33.qxd:maquet. 1 7/1/09 119:47 7/1/09 Página 19:47 6 Página 6 8012096-XEOLOXIA8012096-XEOLOXIA N 33.qxd:maquet. N 33.qxd:maquet. 1 7/1/09 119:47 7/1/09 Página 19:47 7 Página 7

El trabajo deberáEl trabajo incluir deberá TÍTULO: incluir Español TÍTULO: e Inglés Español en minúsculas, e Inglés en palabrasminúsculas, clave palabras en Inglés clave en Inglés Director of theDirector publication of the publication y Abstract eny Inglés.Abstract en Inglés. J.R. VIDAL J.R.ROMANÍ VIDAL ROMANÍ Las citas bibliográficasLas citas bibliográficas dentro del texto dentro se pondrándel texto en se mayúsculapondrán en y mayúscula la abreviatura y la paraabreviatura los para los siguientes autoressiguientes será: autores"et al.". será: "et al.". Scientific committeeScientific committee

Los textos enviadosLos textos serán enviados sometidos serán a lasometidos crítica de a losla crítica Censores de los Científicos Censores designados Científicos por designados por A. Marcos (Oviedo);A. Marcos L.G. (Oviedo); Corretgé L.G. (Oviedo); Corretgé R. (Oviedo); Vegas (Madrid); R. Vegas J. (Madrid);R. Martínez J. R.Catalán Martínez Catalán la Revista. la Revista. (Salamanca);(Salamanca); F. Noronha (Porto); F. Noronha H. Chaminé (Porto); H. (Aveiro); Chaminé H. (Aveiro); Granja (Braga); H. Granja G. (Braga);Sores de G. Sores de Carvalho (Braga);Carvalho A. Varela(Braga); (Cervo); A. Varela R. Rodríguez(Cervo); R. (Madrid); Rodríguez R. (Madrid); Arenas (Madrid); R. Arenas C. (Madrid); R. C. R. Bibliografía:Bibliografía: Autores en mayúsculas Autores en ymayúsculas las revistas y o las textos revistas citados o textos en cursiva. citados en cursiva. Twidale (Adelaide);Twidale J.(Adelaide); R. Vidal Romaní J. R. Vidal (A Coruña); Romaní (ADíaz Coruña); Fierros, Díaz F. (Santiago) Fierros, F. (Santiago) Los autores deLos los autores trabajos de deberánlos trabajos incluir deberán su dirección incluir sucompleta, dirección incluido completa, código incluido postal. código postal. Editors Editors

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The paper willThe have paper to will include have TITLE: to include Spanish TITLE: and Spanish English and in lowercase, English in key lowercase, words in key words in Director da publicaciónDirector da publicación English and AbstractEnglish andin English. Abstract in English. J.R. VIDAL J.R.ROMANÍ VIDAL ROMANÍ The bibliographyThe bibliography quotations within quotations the text within will thebe intext uppercase will be infor uppercase the first authorfor the and first the author and the abbreviation abbreviationfor the others for will the be others "et al.". will be "et al.". Comité CientíficoComité Científico

The sent textsThe will sent undergo texts will the undergoconsideration the consideration of the Scientific of the Censors Scientific appointed Censors by appointed the by the A. Marcos (Oviedo);A. Marcos L.G. (Oviedo); Corretgé L.G. (Oviedo); Corretgé R. (Oviedo); Vegas (Madrid); R. Vegas J. (Madrid);R. Martínez J. R.Catalán Martínez Catalán Journal. Journal. (Salamanca);(Salamanca); F. Noronha (Porto); F. Noronha H. Chaminé (Porto); H. (Aveiro); Chaminé H. (Aveiro); Granja (Braga); H. Granja G. (Braga);Sores de G. Sores de Carvalho (Braga);Carvalho A. Varela(Braga); (Cervo); A. Varela R. Rodríguez(Cervo); R. (Madrid); Rodríguez R. (Madrid); Arenas (Madrid); R. Arenas C. (Madrid); R. C. R. Bibliography:Bibliography: Authors in uppercase Authors inand uppercase cited journals and cited or texts journals in italics. or texts in italics. Twidale (Adelaide);Twidale J.(Adelaide); R. Vidal Romaní J. R. Vidal (A Coruña); Romaní (ADíaz Coruña); Fierros, Díaz F. (Santiago) Fierros, F. (Santiago) The authors ofThe the authors paper ofmust the include paper must their includecomplete their address, complete including address, postal including code. postal code. Editores Editores Offprint Offprint Seminario deSeminario Estudos Galegos.de Estudos Área Galegos. de Xeoloxía Área de e Minería.Xeoloxía Universidade e Minería. Universidade da Coruña. da Coruña. Each author Eachwill receive author awill PDF receive with thea PDF final with version the finalof the version papers. of the papers. Instituto UniversitarioInstituto Universitario de Xeoloxía. de Xeoloxía.

Remittance ofRemittance papers of papers Objectivos daObjectivos revista da revista

indicating habitualindicating address habitual and telephone.address and telephone. O prezo é variableO prezo para é variable cada volume para cada en función volume do en número función de do traballos número incluídosde traballos en incluídoscada en cada un deles. Paraun suscriciones deles. Para suscriciones dirixirse á Secretaría dirixirse á do Secretaría Instituto doUniversitario Instituto Universitario de Xeoloxía, de Xeoloxía, — Once the printing— Once ofthe the printing originals of theis finished, originals the is finished,originals thewill originals be returned will to be its returned author/s, to its author/s, Edificio ServiciosEdificio Centrales Servicios de CentralesInvestigación, de Investigación, Campus de ElviñaCampus s/n de 15071 Elviña Coruña, s/n 15071 Spain. Coruña, Spain. if they wish andif they indicate wish andso. indicate so. Teléfono (+34)Teléfono 981 167000, (+34) 981extensión 167000, 2910. extensión 2910. — The maximum— The number maximum of the number pages ofto thebe admittedpages to willbe admitted be 15 (fifteen) will be including 15 (fifteen) figures, including figures, photographs,photographs, maps, etc.. For maps, the papersetc.. For of the longer papers extension, of longer please extension, consult please the scientific consult theedi- scientific edi- Información Informaciónxeral xeral tor. tor. — The Instituto— The Universitario Instituto Universitario de Xeoloxia dereserves Xeoloxia its right reserves to return its right those to papersreturn thosewhich papers are which are Os traballos Ospresentaránse traballos presentaránse en CD ou por en correoCD ou electrónico por correo coelectrónico texto preparado co texto en preparado Word en Word not adjusted notto these adjusted rules. to these rules. 2000 o versións2000 máis o versións modernas máis para modernas Apple Maxintosh para Apple o MaxintoshPC. o PC. Os debuxos, Osgráficos debuxos, ou fotografías gráficos ou en fotografías blanco e negro en blanco deben e negroadxuntarse deben por adxuntarse separado por e indi- separado e indicar no exemplarcar nomecanografiado exemplar mecanografiado en que lugar endo quetexto lugar se recomenda do texto se a recomenda súa inserción. a súa inserción.

Aquelas persoasAquelas que nonpersoas podan que enviar non podan o texto enviar en soporte o texto informático, en soporte informático,deberán facerse deberán cargo facerse cargo dos gastos quedos supoña gastos paraque supoñaa revista para realizar a revista ese traballo.realizar ese traballo.

O traballo deberáO traballo incluir deberá TÍTULO: incluir Español TÍTULO: e Inglés Español en minúsculas, e Inglés en palabrasminúsculas, chave palabras en Inglés chave en Inglés e Abstract ene Inglés.Abstract en Inglés. 8012096-XEOLOXIA8012096-XEOLOXIA N 33.qxd:maquet. N 33.qxd:maquet. 1 7/1/09 119:47 7/1/09 Página 19:47 8 Página 8 8012096-XEOLOXIA8012096-XEOLOXIA N 33.qxd:maquet. N 33.qxd:maquet. 1 7/1/09 119:47 7/1/09 Página 19:47 9 Página 9

Remittance ofRemittance papers of papers Objectivos daObjectivos revista da revista

- The original- Thepapers original will be papers sent to:will be sent to: Revista dedicadaRevista á xeoloxía dedicada de á Galiciaxeoloxía en de xeral Galicia e á do en Hercínicoxeral e á do en Hercínicoparticular. en En particular. consecuen- En consecuencia, non está cia,restrinxida non está a restrinxidaningún tema a ningúnde xeoloxía, tema deou xeoloxía,relacionado, ou relacionado,en tanto que ense tantorefira quea se refira a Instituto UniversitarioInstituto Universitario de Xeoloxia de Xeoloxia temas galegos,temas si ben galegos, recolle si todos ben recolleos que todosse refiren os que ao sehercínico refiren peninsularao hercínico ibérico. peninsular Se consi- ibérico. Se consi- Edificio ServiciosEdificio Centrales Servicios de CentralesInvestigación de Investigación derarán casosderarán especiais casos cando especiais a xuizo cando do Comité a xuizo Científico do Comité da Científico revista sexa da conveniente.revista sexa conveniente. Campus de ElviñaCampus s/n de Elviña s/n Telephone: (+34)Telephone: 981 167000 (+34) Ext.981 1670002910 Ext. 2910 PeriodicidadePeriodicidade Fax: (+34) 981Fax: 167172 (+34) 981 167172 Anual con númerosAnual con extraordinarios números extraordinarios dedicados a temasdedicados monográficos a temas monográficos intercalados. intercalados. [email protected]@udc.es 15071 A Coruña15071 (Spain) A Coruña (Spain) Suscrición Suscrición indicating habitualindicating address habitual and telephone.address and telephone. O prezo é variableO prezo para é variable cada volume para cada en función volume do en número función de do traballos número incluídosde traballos en incluídoscada en cada un deles. Paraun suscriciones deles. Para suscriciones dirixirse á Secretaría dirixirse á do Secretaría Instituto doUniversitario Instituto Universitario de Xeoloxía, de Xeoloxía, — Once the printing— Once ofthe the printing originals of theis finished, originals the is finished,originals thewill originals be returned will to be its returned author/s, to its author/s, Edificio ServiciosEdificio Centrales Servicios de CentralesInvestigación, de Investigación, Campus de ElviñaCampus s/n de 15071 Elviña Coruña, s/n 15071 Spain. Coruña, Spain. if they wish andif they indicate wish andso. indicate so. Teléfono (+34)Teléfono 981 167000, (+34) 981extensión 167000, 2910. extensión 2910. — The maximum— The number maximum of the number pages ofto thebe admittedpages to willbe admitted be 15 (fifteen) will be including 15 (fifteen) figures, including figures, photographs,photographs, maps, etc.. For maps, the papersetc.. For of the longer papers extension, of longer please extension, consult please the scientific consult theedi- scientific edi- Información Informaciónxeral xeral tor. tor. — The Instituto— The Universitario Instituto Universitario de Xeoloxia dereserves Xeoloxia its right reserves to return its right those to papersreturn thosewhich papers are which are Os traballos Ospresentaránse traballos presentaránse en CD ou por en correoCD ou electrónico por correo coelectrónico texto preparado co texto en preparado Word en Word not adjusted notto these adjusted rules. to these rules. 2000 o versións2000 máis o versións modernas máis para modernas Apple Maxintosh para Apple o MaxintoshPC. o PC. Os debuxos, Osgráficos debuxos, ou fotografías gráficos ou en fotografías blanco e negro en blanco deben e negroadxuntarse deben por adxuntarse separado por e indi- separado e indicar no exemplarcar nomecanografiado exemplar mecanografiado en que lugar endo quetexto lugar se recomenda do texto se a recomenda súa inserción. a súa inserción.

As citas bibliográficas dentro do texto poránse en maxúscula e a abreviatura para os seguin- tes autores será: "et al.".

Os textos enviados serán sometidos á crítica dos Censores Científicos designados pola Revista.

Bibliografía: Autores en maxúsculas e as revistas ou textos citados en cursiva.

Os autores dos traballos deberán incluir a súa dirección completa, incluído código postal.

Separatas

Enviaráse a cada autor un PDF co artículo na versión final.

Envío de manuscritos

- Os traballos originais enviaránse a:

Instituto Universitario de Xeoloxía Edificio Servicios Centrales de Investigación Campus de Elviña s/n Telephone: (+34) 981 167000 Ext. 2910 Fax: (+34) 981 167172 [email protected] 15071 A Coruña (Spain)

incluindo dirección habitual e teléfono.

— Unha vez terminada a impresión, os originais serán devoltos ao seu autor/es, si así o des- exan e expresan. — O número máximo de follas que se admitirá por traballo será quince (15) incluindo figuras, fotografías, mapas, etc.. Para traballos de maior extensión rógase consultar ao editor científico. — O Instituto Universitario de Xeoloxía resérvase o dereito de devolver ao autor/es aque- les traballos que non se axusten a estas normas. Cadernos Lab. Xeolóxico de Laxe Coruña. 2017. Vol. 39, pp. 11 - 22 ISSN: 0213-4497

El Mundo de una mujer llamada Elba hace 9300 años

The world of a woman named Elba 9300 years ago

VIDAL ROMANÍ J.R., GRANDAL D’ANGLADE, A. y VAQUEIRO RODRÍGUEZ, M.1

(1) Instituto Universitario de Geología. Universidad de Coruña. Campus de Elviña, Edificio ESCI. Coruña, Galicia, España.

Resumen. Elba, la que viene de las montañas, ha sido el nombre celta elegido para los restos de una joven a la que sorprendió la muerte viajando con 3 uros hace 9300 años en un camino de montaña entre Courel y Ancares (Galicia, España). El volumen 39 de CLXL presenta los datos morfológicos y cronológicos de la cueva donde se encontró a Elba. También se publica el estudio genético, isotópico y forénsico de sus restos y una reproducción de su cara y cabeza, ambas obtenidas utilizando las técnicas de restauración habituales en la ciencia forense.

Abstract Elba, the woman that comes from the mountains is the english translation of the Celtic name that has been chosen for the remains found on an old path that goes from Courel to Ancares (Galice, Spain) and that correspond to a young woman who surprised the death traveling with 3 uros 9300 years ago. It presents the description of the cave where the remains were found, its genetic and isotopic study, a forensic study of its remains as well as a reproduction of its face obtained by the usual restoration techniques. 12 Vidal, J.R., Grandal, A. y Vaqueiro, M. CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017)

COUREL EN EL TIEMPO DE ELBA mujer gallega está desde siempre ocupando la primera línea de la lucha por la supervi- Se aportan datos para reconstruir un vencia, aun en ambientes extremos como hecho singular acaecido hace 9300 años debió ser Galicia en los tiempos de Elba. La durante un viaje a través de las Serras de O combinación de los datos forenses obteni- Courel y Ancares en Galicia. En contra de dos a partir de su esqueleto con los genéticos lo habitual en estos casos la tragedia quedó (González Fortes et. al, 2017), ha permitido registrada hasta el día de hoy en un tipo de además añadir a los deducidos de los huesos archivo muy específico que solo el nivel de otros como color del pelo, piel y ojos. Y a conocimiento del que disponemos en el si- partir de aquí utilizando un método clásico glo XXI ha permitido ahora interpretar. La de reconstrucción (Sanin y Serrulla (2017) se protagonista de nuestra historia era una jo- ha obtenido una réplica, a tamaño natural, ven gallega como lo indican los datos gené- de la cabeza de Elba. ticos (González Fortes et al. 2017) y forénsi- Lo que hemos llegado a conocer a par- cos (Serrulla Sanin 2017) que conveniente- tir del estudio de sus restos es que se trataba mente estudiados permiten asegurar que la de una mujer joven que cuando murió, tenía procedencia de Elba era cercana (González entre los 20 y los 40 años y que se despla- Fortes et al. 2017) al lugar donde se hallaron zaba, como debía hacerlo habitualmente, sus restos en Cova do Uro (Chan do Lindei- siguiendo un sendero, que aun hoy existe, ro). Genéticamente Elba no se relaciona con entre la actuales Serra do Courel y Serra de ninguna migración humana desde lugares Ancares en compañía de tres uros: uno de remotos, muy al contrario Elba era “gente de mayor edad y tamaño, siendo los otros dos aquí”. Incluso la reconstrucción del aspecto indivíduos mas jóvenes y de menor talla. Los de la protagonista de esta historia permite restos de la mujer y los 3 uros se encontra- afirmar que de poder verla ahora mismo tal ron todos juntos en el interior de una dolina como era se nos pasaría desapercibida (Sa- perteneciente al sistema cárstico de la Cova nin y Serrulla 2017), tal es la similaridad de do Uro. El origen de esta cavidad (Vaqueiro- su aspecto físico con las actuales mujeres de Rodríguez et al., 2017) como el de la mayor los pueblos de montaña en la Galicia inte- parte de las cuevas de O Courel es mixto al rior. Por lo demás del análisis forense (Se- haberse formado por neotectónica (princi- rrulla y Sanin 2017; Sanin y Serrulla (2017) palmente) y por disolución (secundariamen- de los restos de Elba, aun correspondiendo te) aunque la edad exacta para la formación solo a parte del esqueleto, se han obtenido de la cueva no es conocida (Cuaternario datos como estatura, tamaño y forma de su s.l.). Sin embargo sin duda que Cova do Uro cabeza, así como numerosos signos de estrés es mucho mas antigua que los restos óseos nutricional, huellas de traumatismos cráneo fósiles encontrados en ella. Otra cuestión encefálicos previos a su muerte que, todos es la de la edad de formación de la dolina ellos, hablan elocuentemente la dureza de donde se encontraron los restos de Elba y la vida en esas zonas interiores de montaña los 3 uros. La apertura de la dolina al exte- desde hace 10 milenios y que se han man- rior debió suceder posiblemente hace 9300 tenido prácticamente constantes hasta épo- años que es como podríamos interpretar el cas muy recientes. También nos dicen que la hecho de que Elba y los uros aparecieran en CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017) El Mundo de una mujer llamada Elba... 13

el fondo de la cavidad, es decir: no existía un mas bajas que la de la boca de la dolina. Por relleno de la dolina antes de la caída de Elba otra parte el estudio de la procedencia de los y los uros. También se explicaría así la coin- uros (Vidal-Gorosquieta et al. 2016), indica cidencia en la edad de apertura de la dolina que aunque son de la zona, proceden de en- y los restos fósiles el hecho de que el trazado tornos geológicos muy distintos,. Este dato del camino coincidiera con el hueco de la refuerza una vez mas la hipótesis del trán- dolina pues de lo contrario el camino se hu- sito y del pastoralismo por lo que la hipó- biera desviado antes impidiendo la caída de tesis de una muerte accidental por caída en Elba y los uros. Por su parte la cronología, la dolina parece la mas lógica. En algunos realizada con radiocarbono, de los restos casos en los mapas de países históricamente ha confirmado una misma edad para todos, antiguos se conserva aun la conexión histó- uros y Elba lo que sugiere que viajaban jun- rica entre el indicativo escrito en el mapa y tos (Grandal dAnglade y Vidal-Gorosquieta las viejas rutas seguidas por los antecesores 2017) ya que la relación isotópica del Sr86/ de la población actual. Es el caso de los ca- Sr87 detectado en Elba y los 3 uros indica minos guanches en Canarias y el camino del un lugar de procedencia ajeno al lugar don- Inca en Perú. El caso de Elba llega mucho de se encontraron los restos de todos ellos. mas allá de la memoria escrita o aun de la Es por ello que basándose en esta razón, se conservada en las leyendas transmitidas, a interpreta esta asociación en el tiempo y en veces solo oralmente. el espacio como una prueba de un caso inci- Otro hecho que se puede deducir del piente de pastoralismo pues es menos creíble hallazgo es que la, aparentemente, caída que la doble coincidencia sea fruto del azar. simultánea en la dolina de los 3 uros y la jo- La situación de la dolina a poco mas de un ven Elba indica un viaje al final del invierno metro de distancia de la traza del camino o tal vez al inicio de una primavera fría con actual nos inclina a pensar que muchas ve- el paisaje recubierto quizás por la última ces los senderos que aun funcionan en las nevada del año. Un episodio meteorológico montañas gallegas existen desde hace mas breve, aunque lo suficientemente frío, como tiempo del que imaginamos. Éste camino en para producir una nevada, no demasiado concreto aunque tiene casi 10.000 años de copiosa que la joven Elba con su pequeña antigüedad con las modificaciones actuales, estatura (entre 150 y 152 cm) no renuncia- continúa funcionando. Y esta afirmación la ra a cruzar la Sierra llevando los 3 uros. El fundamentamos en la caída de 4 seres vivos viaje se hizo siguiendo un sendero cuyo tra- en una dolina situada muy próxima al traza- zado discurre por la parte mas alta del valle, do del camino actual (Vaqueiro et al. 2017), lo que garantizaría también condiciones de que funcionó como trampa sedimentaria mayor seguridad: mayor visibilidad y con- para Elba y los uros y por ello lo más lógico trol del entorno y de los posibles enemigos es que los protagonistas de nuestra historia y un desplazamiento mas fácil en cualquier pasaran habitualmente por la zona. Descar- época del año, aunque especialmente du- tamos que, por ejemplo, estuvieran pastan- rante el invierno pues el espesor de la nieve do en la zona porque se trata de un monte en la parte superior del valle nunca sería tan rocoso, con escasa vegetación y porque las grande como en el fondo del valle. A pesar zonas de pastos actuales se sitúan a cotas de todo durante aquella primavera de hace 14 Vidal, J.R., Grandal, A. y Vaqueiro, M. CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017)

10 milenios la nevada fue lo suficiente esca- volver a salir hasta después de transcurridos sa como para no desanimar a Elba a cru- casi 10 milenios. zar la Sierra aunque si lo suficientemente En el resto de O Courel las cosas eran persistente como para disimular la boca de un poco diferentes a como las vemos en la la dolina que además estaría cubierta por actualidad. La laguna de A Lucenza, (Fig. la vegetación. Todo se confabuló para que 1), una antigua cubeta de sobreexcavación Elba y los uros cayeran a la dolina para no glacial que llegó a alcanzar mas de 10

Fig. 1. La laguna de A Lucenza metros de profundidad durante las fases reconstruir el tipo de vegetación que exis- mas frías de la última etapa glacial, estaba tía en la zona por donde se movían Elba y ya empezando a rellenarse de sedimentos sus uros hace 10 milenios: un área con un (el agua habría pasado de 10 al final de la desarrollo arbóreo evidente donde los abe- última fase glacial a 4.5 metros de profun- dules mostraban un breve máximo y el roble didad) (Santos et al. 2000; Railsback et al., comenzaba a expandirse. También estaban 2011). Y ha sido precisamente gracias a ese presentes avellanos, alisos, olmos y peque- registro sedimentario como se ha podido ños bosquetes de pinos así como un mon- CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017) El Mundo de una mujer llamada Elba... 15

te bajo formado por herbáceas, artemisia, do por incendios debidos a fenómenos na- ericáceas, rumex, etc., que también comen- turales (tormentas eléctricas) al no haberse zaban a disminuir pues desaparecen virtual- detectado polen de cereales, a la luz de los mente de la zona en el último tercio del Ho- nuevos datos aportados por la presencia de loceno (Santos et al. 2000). Por esta razón Elba y sus uros puede ser ahora entendi- el paisaje vegetal sería bastante parecido al do como debido, al igual que sucede en el actual con la excepción de las especies de re- momento actual, a la acción de los pasto- ciente introducción. Quizás lo mas notable res que buscaban así mediante esos fuegos de lo aportado por los datos paleobotánicos tempranos en el inicio de la primavera del es la identificación en los suelos de aquella rebrote de la vegetación. Mas de un milenio etapa de una gran abundancia de partículas después (Steelman et al., 2017) los ocupan- de carbón confirmando la existencia de fue- tes de Cova Eirós realizarían las insólitas gos forestales (Santos et al. 2000). Este dato pinturas descritas en ese punto tan cercano hasta hace poco interpretado como causa- a la dolina de la Cova do Uro.

Fig. 2. Paleogeografía de la Galicia de Elba 16 Vidal, J.R., Grandal, A. y Vaqueiro, M. CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017)

EL RESTO DE GALICIA EN EL TIEMPO comenzado ya (hacía 5000 años) aunque DE ELBA las rías aun eran valles fluviales (Vidal Ro- maní 2015) pues el mar estaba estaciona- Por lo que se refiere al resto de Galicia do en la boca de las rías como prueban los especialmente en la zona costera (Figura 2) frecuentes hallazgos de restos de bosques que es donde las cosas eran muy diferentes fósiles con la misma edad que Elba en zo- a la actualidad, el nivel del mar se situaba nas como Cíes, Patos (Pontevedra), Sese- unos 32 metros por debajo del actual in- lle, Ponzos (Coruña) y Arealonga (Lugo) dicando que la última deglaciación había (Figs. 3 y 4).

Fig. 3. Bosque de Arealonga CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017) El Mundo de una mujer llamada Elba... 17

Fig. 4. Bosque de Ponzos

En los últimos 10000 años asistimos a batido por el viento y las tormentas de are- una acelerada subida del nivel del mar con na durante los temporales (Figs. 5a,b,c). Se su cohorte de dunas costeras precediéndo- exceptúa la entrada de las rías donde des- la. Esta invasión de la costa por trenes de embocaban los cursos de agua mas cauda- dunas convirtieron la costa en un medio losos y que darían a esta parte de la costa cada vez mas hostil, afectado en las zonas un aspecto muy similar al actual de las Fra- de costa rocosa por las olas y en el resto gas del Eume. 18 Vidal, J.R., Grandal, A. y Vaqueiro, M. CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017) CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017) El Mundo de una mujer llamada Elba... 19

Fig. 5 a,b,c. Las dunas de Corrubedo es un buen ejemplo de como sería la costa gallega hace 9000 años.

Los últimos descubrimientos en especial geoquímico limitante (pH ácido) aunque si las espectaculares cuevas descubiertas en numerosos restos de cerámica cuya datación zonas graníticas de Galicia (Vaqueiro 2017), en los casos de mayor antigüedad coinciden han permitido expandir los posibles hábitats con los tiempos de Elba (Sanjurjo Sánchez cubiertos durante la Prehistoria. Esquemáti- et. al., 2013). Este hecho ha permitido ex- camente se pueden distinguir 3 tipos de cue- pandir el modelo de ocupación del territorio vas no calizas: de fisura, de bloques y cacho- a prácticamente la totalidad de Galicia y en las (tafone) (Vidal Romani y Vaqueiro 2007; especial a las zonas graníticas en las que has- Vaqueiro 2017). En ellas no se han encon- ta el momento (Fig. 6) existía una gran falta trado restos óseos fósiles debido al factor de información. Aparentemente la ocupa- 20 Vidal, J.R., Grandal, A. y Vaqueiro, M. CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017)

Fig. 6. Localización de cuevas habitadas en Galicia hace 10000 años. ción humana en la época de Elba era muy di- BIBLIOGRAFÍA ferente en las zonas montañosas costeras que en las interiores. Mientras en Boivão (Portu- GONZALEZ FORTES, G., GRANDAL gal), Serra do Galiñeiro, Cunchosa, Adeghas, D’ANGLADE, A., VIDAL ROMANÍ, Louro, y Pindo los sistemas de graníticos de J.R.. Y HOFREITER, M. (2017). Ge- cavidades estaban todos ellos ocupados, hay netic analysis of the individual of chan que suponer que estacionalmente, por los pri- do lindeiro: characterization of her mi- meros pastores al modo de Elba, en Courel la togenome and situation of the sample in ocupación humana (Eirós, A Ceza), pareció the european paleogenic context. Cader- verse limitada al perímetro de menor altitud nos do Laboratorio Xeolóxico de Laxe. de la zona montañosa quedando reservada la 39, pp. 111-128. zona mas interna y por tanto la que alcanza GRANDAL-D’ANGLADE, AURORA las cotas topográficas mas elevadas, a las po- Y VIDAL GOROSQUIETA, AMA- blaciones de oso pardo que por sus dimensio- LIA (2017). Isotopic characterization nes pudo ser el animal totémico en la zona. of Elba, the mesolithic woman of Chan No debería sorprendernos esta distribución do Lindeiro (Pedrafita, Lugo, Iberian pues en cierto modo es lo que continúa ocu- Peninsula). Cadernos do Laboratorio Xe- rriendo en la actualidad. olóxico de Laxe. 39, pp. 87-108. CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017) El Mundo de una mujer llamada Elba... 21

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Cadernos Lab. Xeolóxico de Laxe Coruña. 2017. Vol. 39, pp. 23 - 34 ISSN: 0213-4497

Características Morfológicas de la Sima del Uro (No, España)

Morphologic Map Of “Sima del Uro” (Nw, Spain)

VAQUEIRO-RODRÍGUEZ, D.1,2, COSTAS-VÁZQUEZ, R.2, COSTAS-SUÁREZ, D.2 y VIDAL-ROMANÍ, J. R.1,2

(1) Instituto Universitario de Xeoloxía “Isidro Parga Pondal”, University of A Coruña (2) Clube de Espeleoloxía A Trapa (CETRA), Vigo

Resumen La Sima del Uro (NW, España) es una cavidad que aunque desarrollada en calizas, tiene unas características morfológicas definidas por la actividad tectónica reciente en la zona. En ella se ha descubierto un cualitativamente importante yacimiento paleontológico finiholoceno que no corresponde, como es habitual en la zona, a una cueva de hibernación o de habitación sino que se forma por la caída de fauna del exterior en la trampa formada por una dolina de colapso. Este trabajo presenta la cartografía de la cavidad señalándose la situación de los restos paleontológicos encontrados.

Abstract Sima del Uro (NW, Spain) is a cave that although it has been developed in limestone, it has morphological characteristics defined by the recent tectonic activity in the area. Inside this cave it has been discovered a quality important paleontological fini-Holocene deposit that does not correspond, as is usual in the area, with a cave of hibernation or room but it was developed by the fauna fallen from the outside in the trap defined by a doline of collapse. This work presents the morphological cartography of the cavity that indicates the situation of the paleontological remains found. 24 Vaqueiro-Rodriguez, D. et al. CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017)

EXPLORACIÓN Y TOPOGRAFÍA Conjuntamente con el IUX, y como integrantes entonces del C.E. Maúxo, los La cavidad denominada Sumio do Chan autores de este trabajo re-equiparon parte do Lindeiro o Sima do Uro se localiza en UTM de los anclajes del pozo y realizaron una 29T 658215 4727123 (datum ED50), al final primera nivelación topográfica de la cue- del lapiaz de Valdeabraira, en las proximida- va, levantando un perfil longitudinal de la des de Fonteboa, tomando desviación a Casa sima con instrumentación analógica. Pos- de Roque en la carretera que une las aldeas de teriormente, en 2013, y ya como miembros Veiga de Forcas y Zanfoga (toponímia toma- del club de espeleología A Trapa (CETRA) da de sixpac.xunta.es). Según la hoja MAG- se elaboró una topografía completa de la NA50-125 “Os Nogais” (IGME, 1978) la cavidad utilizando un teodolito LaserACE cavidad se emplaza en calizas de Vegadeo, de 1000 RangeFinder de Trimble Navigation edad Cámbrica, y su ubicación estaría afecta- con diana de 200 mm y otros instrumentos da por fallas de dirección N65ºE-N70ºE. de telemetría digital. El uso de estos equi- Esta sima fue localizada en septiembre pos tenía por objeto el aproximar con pre- de 1981 por espeleólogos del G.E.S. Árta- cisión la disposición relativa de los espacios bros de A Coruña, quienes exploraron, equi- y elementos estructurales que conforman la paron (instalación de anclajes en el pozo) y cavidad y que configuran la morfología del realizaron un croquis de la cueva en octubre yacimiento. del mismo año. Sus rasgos más llamativos A partir de los datos topográficos, y son la presencia de restos óseos encostra- utilizando el programa Compass de Foun- dos en una colada, en la entrada de la sala tain Computer Software (www.fountainware. principal de la cavidad, y que sus explora- com/compass/) y el módulo Loch de Therion dores denominaron “Sala del Asta”. (DIAZ, (https://therion.speleo.sk), se diseñó un mo- 1995). Esta cueva se incluye en el catálogo delo digital 3D de la cavidad. El módulo de la Federación Galega de Espeleoloxía con estadístico del programa Compass muestra la identificación LU/Pi/013. que la sima tiene un desarrollo total de 173 Posteriormente en 1998 miembros del m con un desnivel relativo de -43 m. En los G.E.S. Brigantium, actualmente en el EC/ 173 m de desarrollo se incluyen dos poligo- DC (ecdc-fge.blogspot.com.es, 2010), loca- nales abiertas efectuadas en la Sala del Asta lizaron dentro de la sima fragmentos de un y que circunvalan la masa de bloques que “cráneo de niño”, identificando también divide este espacio subterráneo. restos de uro (Bos taurus primigenius) y de En una última fase del trabajo topográ- oso de las cavernas (Ursus spelaeus). fico en 2015 se elaboró la topografía mor- En 2007, el Instituto Universitario de fológica de la cavidad de acuerdo con los Xeoloxía “Isidro Parga Pondal” (IUX), criterios establecidos previamente en VA- promovió una expedición a esta sima como QUEIRO et al. (2012). La figura 1 muestra parte de un proyecto de reconstrucción pa- el alzado principal de la sima. La figura 2 leoclimática a partir de los registros preser- muestra una sección transversal, centrada vados en las cavidades de O Courel situadas en el yacimiento paleontológico principal, en la antigua cota glaciar y peri-glaciar du- compuesta por la proyección de 4 subsec- rante el Pleistoceno. ciones. CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017) Características morfológicas de la sima del uro... 25

DESCRIPCIÓN DE LA CAVIDAD formadas por arcillas, fragmentos de roca (incluyendo materiales alóctonos y autóc- La boca de la cavidad se localiza en la tonos) y restos óseos que asoman principal- parte baja de una pequeña dolina de colap- mente en los tramos derrumbados de estos so, para la que se estiman unos 12 m2 de su- depósitos (ver figura 4.d, 4.e, y 4.f). perficie, y que alcanza los -4 m de profundi- Por debajo de uno de los grandes blo- dad con respecto a la vertiente. Esta dolina ques de este colapso hay un pequeño paso se sitúa próxima a la carretera, elemento que que conduce a la llamada “Sala del Asta” se ha reflejado en la topografía como refe- (ver figura 3.a y 3.c). Este paso es relativa- rencia exokárstica de la superficie. mente angosto y peligroso pues los depósi- La sima en general y su galería princi- tos y fragmentos de roca suspendidos entre pal progresan siguiendo una gran fractura los grandes bloques se muestran inestables. vertical de dirección N75ºE-N85ºE. En el Se han observado derrumbes debido a las nivel de entrada existen pequeños conjuntos infiltraciones y goteos en períodos de lluvia de espeleotemas entre los que destaca una o nieve. Una vez se supera el paso, dentro ya pequeña columna rota transversalmente y de la “Sala del Asta”, hay un suelo estalag- cuyas dos partes presentan desplazamiento mítico que consolida los materiales caídos relativo tanto horizontal como vertical. Esta formando una nueva brecha. Incrustados en primera galería tiene un perfil longitudinal esta colada se aprecian diversos restos óseos irregular, con algunos escalonamientos es- de gran tamaño (vértebras, fragmentos de tructurales que marcan la subsidencia de los costillas, tibias, ...) e inclusive un cráneo en rellenos de este nivel. Aproximadamente a posición invertida (ver figura 4.a y 4.h). Al- los 12 m de recorrido (en proyección hori- gunos de los restos encostrados presentan zontal), la galería se desfonda formando un roturas “recientes” debido al impacto de pozo de -13 m de profundidad (referida al piedras que siguen cayendo. Superpuestos a primer anclaje). esta brecha hay acumulaciones de fragmen- La galería que se abre la base del pozo tos de roca de diverso tamaño y restos óseos progresa siguiendo el plano de fractura no encostrados, y que se asocian con caídas principal con un buzamiento medio de 35º recientes de de los depósitos colgados entre – N260ºE. Presenta algunos escalonamien- las cotas -18 y -22 m. tos producidos por bloques caídos. En las A partir de este punto la galería se abre paredes, a distintas alturas se aprecian nu- en una sala amplia y que originalmente lle- merosos entalladuras cuyo buzamiento es gó a alcanzar los 36 m de luz (ver fig 3.b). coherente con la inclinación media de la Su bóveda esta marcada por la diaclasa que galería. Topográficamente se han marcado define la sima y presenta un claro disloque como trazas de paleoniveles. de un labio de la fractura con respecto al Aproximadamente a -22 m de profundi- otro. Existe también una segunda familia dad, el avance por esta galería se ve impedi- de diaclasas subverticales y de dirección do por la caída de unos grandes bloques (ver normal a la primera que parece ser la causa figura 3.a y 3.c). Sobre y entre estos bloques de los colapsos observados en la mitad sur se aprecian diversos depósitos suspendidos, de la sala. Lajas y bloques de gran tamaño mayoritariamente brechas heterogéneas se acumulan formando un caos de bloques 26 Vaqueiro-Rodriguez, D. et al. CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017)

que configuran entre sus huecos varios “ni- • Las principales causas conocidas y que veles” aparentes. Sobre algunos de ellos se producen la ruptura o discontinuidad han observado restos fosilizados (ver figura en los espeleotemas (ŠEBELA,2008) 4.a). En las proximidades de este colapso son: de bóveda, y bajo las fracturas abiertas en • Inestabilidad del suelo debido a su el techo, se aprecian acumulaciones de ma- composición (arenas sueltas o arcillas). teriales menudos (ver figura 4.g), caídos al • Remoción del suelo debido a flujos de interior de la cavidad, entre los que destacan agua. pequeños fragmentos óseos y restos de mi- • Colapso del piso de la cavidad, por crofauna. ejemplo cuando existen niveles o pasa- En la parte más alta de esta sala, los te- jes subyacentes. chos presentan diversos conjuntos de espe- • Deformación gravitacional. leotemas, mientras que en su parte más baja • Cambios en el régimen de gotéo. la sala se cierra debido a la acumulación • Terremotos, movimientos o eventos grandes cantidades de arcillas que fosilizan neotectónicos (COLLINA-GIRAD, el caos de bloques. Se aprecian, parcialmen- 1996) te colmatados, tramos de algunos conductos • Impactos de origen antropogénico. que marcan un drenaje antiguo con el mis- • Impactos derivados de la fauna asocia- mo buzamiento medio que el resto de la ga- da a la caverna. lería. Destacar que a pesar de las abundan- tes infiltraciones que se producen a lo largo Con estas referencias se analizan las micro- de las grandes fracturas de los techos, no se formas presentes en esta sima, especialmen- ha evidenciado la acumulación de agua, por te aquellos espeleotemas que presentan una lo que se presume debe existir un drenaje ac- morfología un tanto inusual, con el objeto tivo en la parte baja de la sala, localizado de tratar de construir una secuencia relativa por debajo del caos de bloques. de eventos y generar algunas inferencias sobre la génesis del yacimiento. ESTUDIO DE LA CUEVA GRUPOS DE FORMAS EN LA GALERÍA Debido al número y complejidad de fac- ALTA tores que gobiernan el desarrollo del karst, las cuevas se convierten en registro natural En la galería de entrada destacan funda- de indicadores paleo-ambientales (GILLI, mentalmente tres elementos: La dolina de 2015). Es sabido que la configuración o colapso que da acceso a la cavidad; la sub- morfologia de algunos espeleotemas permi- sidencia de algunas zonas de la galería; y la ten determinar diferentes eventos estructu- columna rota localizada en la pared sur de rales sufridos por el territorio o la cavidad la galería de entrada en las proximiadades (BINI, et al. 1992; GILLI, 1986; GILLI, de la cabecera del pozo. 2015). Entre estas morfologías o configu- Las subsidencias se han asimilado con raciones cabe destacar las roturas, cambios falsos pisos suspendidos en la cota de ca- bruscos de sección, oscilaciones impresas en becera de pozo por lo que resultarían irre- su eje, deflexiones, etc... levantes. CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017) Características morfológicas de la sima del uro... 27

Una revisión de la topografía muestra gura 2), así como la colada que fosiliza los como la dolina de colapso está asociada restos paleontológicos en la sección S1-S1’, aproximadamente, por proyección geomé- cota -21 m (ver figura 2). trica, a la zona de hundimiento situada en- Destacan tambien las formas de goteo tre los -18 y los -22 m de profundidad, y por (estalactitas, estalagmitas y formas com- tanto a los depósitos y brechas con restos puestas flowstone-dripstone) localizadas en paleontológicos. la sección S2-S2’, entre la estación O2 y S2’. Destaca especialmente la columna rota Por un lado se han desarrollado estalactitas (ver figura 5a). Presenta separación en el en las bóvedas situadas sobre grandes lajas plano de rotura (según eje Z, coincidente de roca caídas (ver figura 5.b), por lo que se- con el axial de la forma) y desplazamiento rían formas posteriores al colapso de la sala. relativo de la sección de rotura según plano Entre estas estalactitas llama la atención la XY. Desde un punto de vista mecánico, el existencia de algunas formas de diámetro de- plano de rotura es normal al eje de la co- cimétrico con el apéndice roto, y que presen- lumna, y normal también a la dirección de tan regeneración de la forma con aparición la tensión principal. Esto nos muestra que de un macarrón de varios decímetros de lar- el espeleotema se rompió al estar someti- go, señalando la reactivación y continuidad do a un esfuerzo tractivo importante. El del proceso de concrecionamiento. GILLI movimiento relativo principal es en la ver- (2015) señala este tipo de formas como regis- tical, debido al descenso o giro del bloque tros potenciales de eventos sísmicos, aunque inferior. El desplazamiento en XY coincide también las roturas podrían estar asociadas con la dirección de buzamiento medio de la a impactos por la caída de otros materiales. estructura. Existe un segundo grupo de espeleotemas Según COLLINA-GIRAD (1996), compuestos flujo-goteo en la misma zona de cuando a nivel local se observan estalactitas la cavidad que además presentan una fuerte desplazadas o columnas rotas, cuyos despla- deflexión en dirección descendente, morfolo- zamientos parecen estar orientados o rela- gía producida típicamente cuando existe un cionados a un plano estructural principal flujo importante de aire mantenido al menos del sistema, la rotura de dichas microformas durante los períodos de crecimiento de la suele indicar movimientos o eventos neotec- microforma. Ver figura 5.c. Muchas de estas tónicos en la cavidad. microformas presentan tambien el apéndice truncado, con un macarrón/estalactatita cre- GRUPOS DE ESPELEOTEMAS EN LA ciendo verticalmente y sin deflexión, lo que SALA DEL ASTA rompe la continuidad del espeleotema inicial. Así, en estos espeleotemas se registran En esta sala destacan dos coladas (flows- dos etapas microclimáticas diferentes: Una tone, ver ejemplo en figura 5.d.) cuyos apor- marcada por la existencia de un importante tes de agua están asociadas a la intersección flujo de aire descendente, y la otra por la pre- de los planos de fracturas principales. Estas sente estaticidad del aire. coladas fosilizan los materiales caídos en La circulación del aire en el karst se pue- eventos previos. Destacan especialmente la de deber a diversos procesos. PFLITSCH colada marcada en la sección S2-S2’ (ve fi- & PIASECKI (2003) compilan y clasifican 28 Vaqueiro-Rodriguez, D. et al. CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017)

estos procesos en dos grupos, atendiendo a de cierta intensidad: Si asimilamos la actual que exista o no trasvase de aire (trasvase de sección de la Sala del Asta con un conducto masa y energía) con el exterior. Por un lado elíptico de diámetros 36 x 4 m, tendríamos estarían los procesos con trasvase o exogé- una sección de 113 m2. Flujos lentos en esta nicos y que serían debidos a: (1) Diferen- sala, con velocidades de 0.2 a 0.6 m/s, con- cias de presión entre el aire de la cueva y el llevaría flujos de 16.1 a 48.1 m/s en entre los aire del exterior (MOORE & SULLIVAN, bloques que colapsan el acceso a la sala. 1997); (2) Diferencias de presión genera- Además, y dado que estas estalactitas das por la diferente orientación de bocas o con deflexión se habrían desarrollado pre- entradas, comparada con la dirección del sumiblemente tras el gran evento estructural viento (BÖGLI, 1978); (3) Diferencias de que afectó a la sala, el cese en la circulación temperaturas y la consecuente diferencia del aire (por procesos exógenos) marca una de presiones entre la cueva y el aire exterior segunda etapa de colapso (rejuego de colap- cuando existen dos o más bocas a diferentes sos previos, hundimiento de otras zonas de cotas (BÖGLI, 1978). Este proceso también la cueva, derrumbes en vertiente o boca infe- es descrito en glaciokarst por ERASO & rior, colapso de la dolina superior ...) o el cie- PULINA (1994) y denominado termocircu- rre (por colmatación) del conducto a través lación en tubo de viento. del que se producía el flujo originalmente. Los procesos sin trasvase de masa o en- dogénicos serían procesos convectivos origi- INFERENCIAS SOBRE LA GÉNESIS nados por: (1) Diferencias de presión entre DEL YACIMIENTO zonas interiores de la cueva causadas por diferencias en la densidad del aire, y que son Las observaciones realizadas y la loca- debidas a su vez a diferencias de temperatu- lización del yacimiento, apuntan a que su ras, humedad o contenido de CO2 (BÖGLI, formación se relaciona directamente con un 1978); (2) Transferencia de energía (induc- movimiento estructural importante y que ción de movimiento) debido a un flujo tur- originó la apertura de al menos una gran bulento de agua (CIGNA, 1971; SCHUS- fractura que alcanzó la superficie del terre- TER & NOVAK, 1999); (3) Cambios en el no. Esto dió lugar a la formación de una volumen producidos por cambios en el nivel trampa natural, de dimensiones suficientes, de agua de la cueva (FORD & CULLIN- en la que cayeron tanto el ejemplar de Homo GFORD, 1976). sapiens como los de Bos primigeneus y Ur- En los procesos convectivos endógenos, sus speleaus. Las dataciones (VIDAL GO- por estratificación del propio aire, los flujos ROSQUIETA, et al. 2016) indican que to- descendentes tienden a situarse al nivel del dos estos restos paleontológicos principales suelo y los ascendentes (menor densidad) son relativamente coetáneos, aunque existen al nivel del techo, por lo que serían flujos restos orgánicos en el yacimiento 2000 años contrarios a los deducidos de la propia de- más modernos. flexión. Esto conlleva el considerar que estas Aparentemente habría existido un único microformas habrían sido generadas por un gran evento estructural. Posteriormente los proceso exogénico, aunque actualmente no procesos internos son de menor dimensión está activo. Habría sido además un proceso y los movimientos parecen asociarse con el CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017) Características morfológicas de la sima del uro... 29

colapso de los materiales que rellenaron las DIAZ, M. (1995). REVISTA FURADA Nº distintas fracturas y que alcanzaron la su- 9. Edita Federación Galega de Espeleo- perficie. loxía. A Coruña 1995. La falta de continuidad en las deposi- ERASO, A. & PULINA, M. (1994). Cuevas ciones indicaría que la trampa solamente en hielo y ríos bajo los glaciares. Mc- funcionó durante un tiempo, lo que podría GRAW HILL/INTERAMERICANA deberse al colapso, relleno y consolidación DE ESPAÑA, S.A. Madrid. Pp: 13-17, de la dolina, lo que a su vez justificaría la in- 67-72 terrupción de los procesos exógenos convec- FORD, T.D., & CULLINGFORD, C.H.D. tivos que habrían originado la deflexión en (1976). The science of speleology: Aca- parte de las microformas de la Sala del Asta. demic Press Inc., London, 593 p. Parte de los bloques caídos están cubier- GILLI, Ê. (1986). Neotectonique dnas les tos por arcillas, y que a su vez están par- massifs karstiques. Un example dans les cialmente fosilizadas por la formación de Préalpes de Nice: La Grotte des Deux costras y coladas en algunos sectores de la Gourdes. Karstología, nr 8: 50-52. sala. Estas costras y coladas no presentan GILLI, Ê. (2015). Karstology. Karst, Caves roturas, lo que indica la estabilidad de estos and Springs. Elements of Fundamental depósitos (ausencia de reactivaciones o des- and Applied Karstology. CRC Press – lizamientos de los materiales). Taylor & Francis Group, Oxon, UK. Pp: En la actualidad los cambios en los de- 190-210. pósitos están asociados a la progresiva caída IGME (1978). “Os Nogais”, MAGNA 50 de los materiales exógenos que han rellena- – 125. Instituto Geominero de España. do huecos y espacios entre bloques y discon- Madrid. tinuidades. MOORE, G.W., & SULLIVAN, N. (1997). Speleology - Caves and the cave environ- BIBLIOGRAFIA ment: St. Louis, Cave Books, 176 p. PFLITSCH, A. & PIASECKI, J. (2003). BINI, A.; QUINI, Y.; SULES, O. & UG- Detection of an Airflow System in Nied- GERI, A. (1992). Les movements tecto- zwiedzia (Bear) Cave, Kletno, Poland. niques récents dans les grottes du Monte Journal of Cave and Karst Studies 65(3): Campo dei Froi (Lombardie, Italie). 160-173. Karstologia 19, pp:23-30. SCHUSTER, R., & NOVAK G. (1999). BÖGLI, A. (1978). Karsthydrographie und Die Wetterführung der Salzgrabenhöhle physische Speläologie: Springer, Berlin, (1331/29) bei Berchtesgaden: Sonder- 292 p. veröffentlichung der Höhlenkundlichen CIGNA, A. (1971). An analytical study of Arbeitsgemeinschaft Rosenstein/Heu- air circulation in caves: International bach e.V. 42 p. Journal of Speleology, v. 3, p. 41–54. ŠEBELA, S. (2008). Broken speleothems COLLINA-GIRARD J. ( 1996). Prehis- as indicators of tetonic movements. tory and coastal karst area: Cosquer ACTA CARSTOLOGICA 37/1, 51-2, Cave and the “Calanques” of Marseille. POSTOJNA Karstologia, 27, 27-40. 30 Vaqueiro-Rodriguez, D. et al. CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017)

VIDAL GOROSQUIETA, A. & GRAN- 1st International Meeting of Early-stage DAL-D’ANGLADE, A. & VAQUEI- Researchers in Palaeontology. Libro de RO-RODRÍGUEZ, M. & VIDAL-RO- resúmenes. Alpuente, 13-16 septiembre, MANÍ, J.R. (2016). Galician aurochs: a 2016. morphologic, metric and isotopic study.

Fig. 1. Sección longitudinal de la Sima del Uro extraída de la cartografía morfológica de la cavidad. Topogra- fía morfológica M. Vaqueiro (2013) CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017) Características morfológicas de la sima del uro... 31

Fig. 2. Sección transversal compuesta de la Sima del Uro obtenida a partir de la cartografía morfológica de la cavidad. La sección se ha compuesto mediante la superposición de varias sub-secciones obtenidas con sucesivos cortes virtuales efectuados entre la dolina y la Sala del Asta, pasando por el yacimiento paleontológico. Se indican a grandes rasgos la disposición de los materiales observados. Topografía morfológica M. Vaqueiro (2013). 32 Vaqueiro-Rodriguez, D. et al. CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017)

Fig. 3. (a) Paso bajo los bloques caídos en la cota -21 m. Se puede apreciar la brecha fosilífera en la parte derecha de la fotografía, así como la abundancia de fragmentos de roca angulosos en el piso de la cavidad. (b) Sala del Asta, acumulación de bloques bajo la rotura de la bóveda de la sala. (c) Acumulación de restos en la cota -25 m. Al fondo se aprecian los bloques que separan la galería principal y la sala. CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017) Características morfológicas de la sima del uro... 33

Fig. 4. Microfauna fosilizada encima de uno de los bloques caídos del techo de la Sala del Asta. (b) Fragmentos de cráneo y otros huesos de uro encostrados en la Sala del Asta. (c) Vista parcial de uno de los depósitos colgados entre los bloques que cierran el acceso a la sala. Cota aproximada -21 m. (d) Fragmentos de cráneo en cota -19 m. (e) Restos de homo localizados colgados entre los bloques a -20 m aproximadamente. (f) Fragmentos de cráneo localizados en cota -22 m. (g) Restos óseos acumulados en cota -35 m, al pié de una colada, en la sección S3-S3’. (h) Cráneo de uro en posición invertida y encostrado aproximadamente a -27 m de profundidad. 34 Vaqueiro-Rodriguez, D. et al. CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017)

Fig. 5. (a) Fotografía de la columna rota a tracción, y localizada en la galería alta. Se han añadido marcas para facilitar la visualización los desplazamientos relativos (vertical y horizontal) entre las dos fragmentos del espeleotema. (b) Espeleotemas desarrollados en el techo sobre los bloques caídos. Son por tanto de edad posterior al colapso. Algunas de estas formas tienen el apéndice roto y regenerado con un nuevo macarrón. Sin embargo no se han desarrollado estalagmitas. (c) Formas compuestas de flujo-goteo con deflexión. Algunas de estas formas tienen el apéndice roto y regenerado con un nuevo macarrón. (d) Vista de una de la coladas desarrollada a favor de las diaclasas principales. Se ha señalizado también una de las discontinuidades subhorizontales importantes y que determina la disyunción del techo en bloques. Cadernos Lab. Xeolóxico de Laxe Coruña. 2017. Vol. 39, pp. 35 - 72 ISSN: 0213-4497

Forensic Anthropological Report of Elba

SERRULLA Rech, F. y SANIN MATÍAS, M.1

(1) Instituto de Medicina Legal de Galicia. Unidad de Antropología Forense. Hospital de Verín, 32600 Verin (Ourense).

Abstract This paper presents the results of the forensic anthropological study of human bone remains found in a cave in the area of Pedrafita do Cebreiro (Lugo, Galicia, Spain). The remains correspond to a young adult woman (20-40 years) and an estimated size between 150 and 152 centimeters that was killed by fall in a dolina about 10,000 years ago. The pathology of the bones is also analyzed, indicating, on the one hand, nutritional stress, some signs of osteoarthritis and other traumatic brain injury that did not cause the individual’s death.

Resumen Este trabajo presenta los resultados del estudio antropológico forense de los restos óseos humanos encontrados en una cueva de la zona de Pedrafita do Cebreiro (Lugo, Galicia, España). Los restos corresponden a una mujer adulta joven (20-40 años) y una talla estimada entre 150 a 152 centímetros que resultó muerta por caida en una dolina hace unos 10.000 años. Se analiza también la patología de los huesos que indicant por una parte estres nutricional, algunos signos de artrosis y por otra traumatismo craneoencefálico que no fue el causante de la muerte del indivíduo. 36 Serrulla Rech, F. y Sanin Matías, M. CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017)

A) MATERIAL: ceived. A small bag of soil obtained from the one adhered to the remains is received Two boxes and a document with a separately. Table with all the attached bones are re-

CL-01 Right Parietal. bone CL-02 Left Parietal bone CL-03 Right Frontal bone CL-04 Left Frontal bone CL-05 Left Temporal bone Petrous mtDNA CL-06 ? With condyles. Collagen C and N isotopes. Ua- CL-07 Occipital bone, basilar bone 13398. 7995±70BP CL-08 Occipital bone With concretions. Old nbr. CL-62 CL-11 Clavicle CL-12 Rib Isotopes (C and N in collagen, Sr in apatite) CL-13 Rib CL-14 Meta-carpal? Very pathologic CL-15 Vertebra (body) Cervical? CL-16 Vertebra (lumbar) CL-17 Vertebra (lumbar) CL-23 Left Tibia ½ prox. Dating: Ua-38115. 8326± BP CL-24 Right Femur CL-25 Right Ulna 1/3 prox. CL-26 Left Femur CL-27 ? Fibula CL-28 ? CL-77 Left Pelvis Wing of ilium, part of socket CL-1001 Molar (premolar?) decay

Table 1. Relation of bones given with the data of interest of each of them.

B) METHODS: ranges of 16-21 ºC and relative humidity lower to 70%. The bone remains were meas- The bone remains and the material at- ured with conventional calibration, thick- tached were kept away from heat sources, ness compasses, osteometric table, meas- with artificial ventilation, in temperature uring tape and goniometer. They were ob- CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017) Forensic anthropological report of Elba 37

served with natural, artificial and ultraviolet with slices of 0.625 mm. Also, some bone (Wood’s lamp) lights, under magnifier, and was subjected to a simple radiograph. The at the stereomicroscope at 45x. Photographs bones were grouped following the data of were taken with an Olympus E-330 camera. TABLE 2. All bones were scanned with helicoidal CT TIME EMPLOYED: 45 HOURS (STUDY);

BONES CT REFERENCE

CL 14 HVER000217351401

CL 11,13,15,18,25,27 HVER000217351801

CL 1,2,3,4,5,6,7,8 HVER000217351301

CL 16,17,23,24,26,27 HVER000217352001

RECONSTRUCTED SKULL HVER000020080605

Table 2. CT´S made to bones.

11 HOURS (REPORT WRITING) in later years showed the existence of earth movements inside appearing more bones CIRCUMSTANCES OF THE FINDING on clayish areas in the sediments. The tibia OF THE REMAINS: and the occipital bone found were dated by C14 in about 9000 years before the present, The first remains were found among specifically the occipital bone at 995±70 rocks, in a collapse area of the cave called BP (8847±119 calBP) and the Tibia at “Chan do Lindeiro” in Pedrafita do Ce- 8236±51BP (9212±83 calBP). breiro in 1996. New explorations of the cave 38 Serrulla Rech, F. y Sanin Matías, M. CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017)

Fig. 1. Sketch of “Chan do Lindeiro” cave according to the information given by Aurora Grandal.

Topografía actualizada: Updated topog- RESULTS: raphy Marrón oscuro: roca madre: Dark 1) MACROSCOPIC STUDY: brown: bedrock Gris: depósitos de derrubio, rocas, ar- The bones studied are described as fol- cilla Grey: deposits of scree, rocks, clay lows: Marrón claro: depósitos principalmente 1) CL-01: We identified it as RIGHT HU- arcillosos Light brown: mainly clayish de- MAN PARIETAL BONE. It does not posits have synostosis in the interparietal, Pozo por donde se baja: “Sinkhole” occipital and temporal zones. On the where to go down frontal edge, there is a lineal fracture Hundimiento: Collapse parallel to the coronal suture where an Situación original del cráneo: Original almost complete endo- and exocranial, location of the skull small fusion zone is seen. The patina Restos de los huesos recogidos aquí en colour is similar to the one of the endo- años sucesivos desde 2010: Remains of the and exocranial surfaces although a bones collected here during following years lighter colour is clearly observed on the since 2010 central area (area of the external table). CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017) Forensic anthropological report of Elba 39

On the endocranial zone, there is an im- to the calcareous concretions on the pression of the highly branched vascu- parietal edge of the occipital bone. On lar network (middle meningeal artery). the anterior part of the temporal edge, Several impressions of routes of small a saw cut is observed (sampling). AN- veins of the diploe are observed. On the THROPOMETRY: Possible measures: exocranial zone, moderate signs of po- MAXIMUM FRONT-OCCIPITAL rotic hyperostosis are observed on the CHORD: 120.6 mm; MAXIMUM parietal and occipital sides. The bone is TEMPORAL-SAGITTAL CHORD: totally consistent with CL-02 (left pari- 109.05 mm; FRONT-OCCIPITAL etal bone) and CL-03 (right part of the ARCH: 142 mm; TEMPORAL-SAG- frontal bone). It is also consistent with ITTAL ARCH: 126 mm; THICKNESS CL-08 (occipital bone), but it is not OF DIPLOE: between 3.34 and 6.86 likely to prove the total agreement due mm. See PHOTOS 1 and 2.

Photo 1. CL-01. Right parietal bone seen on its endocranial side. 40 Serrulla Rech, F. y Sanin Matías, M. CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017)

Photo 2. CL-01. Right parietal bone (exocranial side) showing signs of porotic hyperostosis.

2) CL-02: We identified it as a LEFT HU- the hyperostosis zone of about 3x1cm MAN PARIETAL BONE which has no that runs from front to back and from synostosis in sagittal, lambda and tem- the lateral to the medial towards the poral zones. On the frontal edge, a frac- lambda. On the endocranial zones, there ture line of patina is observed somewhat are about 10 impressions of veins of the different from the endo- and exocranial diploe, and the impression of the mid- surfaces, and it shows signs of incom- dle meningeal artery is highly branched. plete synostosis of the coronal suture ANTHROPOMETRY: MAXIMUM on the fracture edge. On the exocranial FRONT-OCCIPITAL CHORD: 120 side, moderate signs of porotic hyper- mm; MAXIMUM TEMPORAL-PA- ostosis are observed extended all over RIETAL CHORD: 111 mm; FRONT- the medial third of the bone from the OCCIPITAL ARCH: 135 mm; TEM- occipital edge to the frontal. On the ex- PORAL-PARITEAL ARCH: 125 mm; ocranial side (posteromedial quadrant), THICKNESS OF DIPLOE: between it is observed a canal-like depression of 3.05 and 6.56 mm. CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017) Forensic anthropological report of Elba 41

Photo 3. Endocranial side of the left parietal bone. Groove of the diploe (arrow).

Photo 4. Groove of the left parietal bone with grazing light. 42 Serrulla Rech, F. y Sanin Matías, M. CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017)

3) CL-03: Identified as a fragment of the diploe with aspect of apposition of new, right side of the HUMAN FRONTAL compact bone tissue similar to the one BONE consistent with the parietal bone found in the cases of internal frontal hy- of the same side as well as with the other perostosis. The veins of the diploe of the existing frontal bone fragment (CL-04). endocranial surface are marked and high- Advanced fusion of the coronal suture ly branched. Part of the lobullated and (exo- and endocranial) is observed, and septate frontal sinus is observed. On the there is no evidence of methopic suture. roof of the orbit preserved, there is a small Moderate signs of porotic hyperostosis zone of porosity compatible with minor on the parietal and supraorbital sides. grade of criba orbitalia. ANTHROPOM- Rounded orbital edge of type 4. Moder- ETRY: ORBITO-PARIETAL ARCH: ate supraorbitary prominence. The gla- 114 mm; FRONTALTRASVERSAL: 73 bella is not totally preserved, but strikes mm; ORBITO-PARIETAL CHORD: being of type 2-3. On the endocranial side 105 mm; FRONTAL TRANSVERSAL (supraorbital zone), it is observed a mod- CHORD: 81 mm; THICKNESS OF erate wrinkling of the internal table of the DIPLOE: Range: 11.31 mm-3.78 mm.

Photo 5. CL-03 (left) and CL-04 (right) exocranial aspect. CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017) Forensic anthropological report of Elba 43

Photo 6. Endocranial side of CL-03 with tangential light. Wrinkling of the supraorbital area, and marked and highly branched veins of the diploe are observed. On the roof of the orbit, moderate signs of criba orbitalia are observed.

4) CL-04: Identified as a HUMAN FRON- roof of the orbit has signs of criba or- TAL BONE fragment of the left side bitalia. The frontal sinus is deep in the consistent with CL-03 and CL-02. In- thickness of the frontal bone and on the complete fusion of the coronal suture is roof of the orbit. Rounded orbital edge observed, both endo- and exocranial. It of type 4. Moderate supraorbital promi- presents minor signs of porotic hyper- nence. ANTHROPOMETRY: ORBI- ostosis on exocranial face and multiple TO-PARIETAL ARCH: 86 MM; OR- endocranial, supraorbital wrinkles simi- BITO-PARIETAL CHORD: 90 mm; lar to the ones found in initial phases of FRONTAL TRANSVERSAL ARCH: the internal frontal hyperostosis. Mul- 63 mm; FRONTAL TRANSVERSAL tiple impressions of highly branched CHORD: 80 mm; THICKNESS OF veins of the diploe are observed. The DIPLOE: Range: 12.37 mm- mm. 44 Serrulla Rech, F. y Sanin Matías, M. CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017)

Photo 7. Endocranial side of CL-04 with tangential light to observe the marked impressions of the veins of the diploe, the supraorbital wrinkles and the criba orbitalia.

Photo 8. Aspect of the thickness of the frontal bone fragment CL-03 where a greater moderate thickness of the internal table is observed. CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017) Forensic anthropological report of Elba 45

5) CL-05: We identified the bone as a frag- orsuperior 4/5), lateral sinus canal and ment of HUMAN TEMPORAL BONE small part of the petrosal ridge (which of the left side and consistent with CL- is cut out). Temporo-parietal and tem- 02. It includes incomplete and much poro-occipital open suture is observed. rheumatised mastoid apophysis (without Mastoid of type 2. ANTHROPOME- caudal end), beginning of the zigomatic TRY: MAXIMUM DIMENSIONS OF apophysis of the temporal bone, part THE FRAGMENT: ANTERO-POS- of the squamous, temporo-mandibular TERIOR DIAMETER: 82 mm; SUPE- joint, external audiory meatus (posteri- RO-INFERIOR DIAMETER: 48 mm; MASTOID (estimation): 29 mm.

Photo 9a. Endocranial side of left temporal bone. 46 Serrulla Rech, F. y Sanin Matías, M. CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017)

Photo 9 b. Endocranial side of left temporal bone (CL-05).

6) CL-06: It is a fragment of the external which were removed using weak acid so- end of the greater wing of a LEFT hu- lution by dripping, washing with distilled man SPHENOID (right Pterion) which water by dripping, and mechanical trac- preserves not fused remains of the supe- tion. Only the necessary concretions were rior sphenotemporal and sphenofrontal removed to articulate the bones. After the sutures in some edge. It is consistent with removal of the concretions, we observe the temporal and frontal bones in some the articular edge with complete lack of small parts according to these remains both endo- and exocranial fusions. On of suture. ANTHROPOMETRY: Maxi- the exocranial side, there are moderately mum measures: 47x28 mm. marked nuchal lines and irregularities 7) CL-08: It is a human OCCIPITAL BONE (type 3) with a little developed, external consistent with the parietal bones and the occipital protuberance, but a marked in- left temporal bone and fragmented in 4 ion. There is a small zone of porotic hy- parts: a) OCCIPITAL SQUAMUS: in- perostosis on the left parietal area. As to cludes mostly all the squamus from the the internal side, we observe the presence lambda to a small part of the edge of the of an asymmetry of the cranial fossas occipital orifice with lose of fragments in (the left cranial fossa is bigger) existing a the horizontal area. It presents the edg- normal symmetry in the cerebellar fossas. es with rests of calcareous concretions ANTHROPOMETRY: Sagittal arch: 115 CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017) Forensic anthropological report of Elba 47

mm; Interparietal arch: 115 mm. Interior CONDYLES: Referenced as CL-07 does chord: 83 mm; Estimation of thickness of not show consistency with temporal and occipital orifice: 20 mm; b) FRAGMENT occipital bones due to missing bone, but 1 OF SCAMUS which is articulated with allows reconstructing the occipital orifice left temporal bone. MAXIMUM MEAS- (38 mm of AP diameter and 28 mm trans- URES: 30x23 mm; c) FRAGMENT 2 of versal diameter). Measures of condyles: SCAMUS which is consistent with a part 23x13 mm (left) and 24x13 mm (right). of fragment 1 and with the occipital sca- There is no pathology. The anterior edge mus. It contains a part of the edge of the corresponding to the basilar lamina is occipital orifice. MAXIMUM MEAS- sawed (See PHOTOS 10 and 11). URES: 29x14mm; d) OCCIPITAL 48 Serrulla Rech, F. y Sanin Matías, M. CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017)

Photo10-11: Occipital with the fragments 1 and 2 before cleaning the calcareous concretions. CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017) Forensic anthropological report of Elba 49

8) CL-11: It is the external half of a POMETRY: MAXIMUM LENGHT RIGHT HUMAN CLAVICLE whose OF FRAGMENT: 85 mm. Morpho- most external end has a small fixed frag- metric estimation of LENGTH OF ment. The edges of the fracture of the CLAVICULE: 120 mm; PERIMETER: diaphysis have a patina colour different 29.4 mm. MINIMUM DIAMETER OF from the surface of the bone. ANTHRO- DIAPHYSIS: 7.9 mm;

Photo12. Piece CL-11. Fragment of right human Clavicle.

9) CL-13: There are two bone fragments ARTICULAR LENGTH: 21 mm; with the acronym CL-13. One corre- MAXIMUM WIDTH OF ARTICU- sponds to the internal 2/3 of a LEFT LAR SURFACE: 15.3 mm (PHOTO HUMAN CLAVICULE whose edge 13). The second fragment named CL-13 of fracture contains rests of soil except corresponds to the sternum-clavicle aron some certain areas which have a dif- ticular end of a RIGHT HUMAN CLA- ferent colour from the one of the bone VICULE that shows a complete fusion patina. On the clavicle-sternum articular of the epiphysis. On the articular edges, surface, a complete fusion of the epiphy- some small fragments are missing, and sis is observed. ANTHROPOMETRY: the diaphysis edge is sawed. MAXIMUM LENGTH OF THE ANTHROPOMETRY: MAXIMUM FRAGMENT: 80.6 mm; Morphometric LENGTH OF FRAGMENT: 18.5 mm; estimation of the LENGTH OF THE MAXIMUM LENGTH OF ARTICU- CLAVICULE: 117 mm; PERIMETER: LAR SURFACE: 22.8 mm; MAXI- 26 mm; MINIMUM DIAMETER OF MUM WIDTH OF ARTICULAR DIAPHYSIS: 6.87 mm. MAXIMUM SURFACE: 15.3 mm. PHOTOS 14-15. 50 Serrulla Rech, F. y Sanin Matías, M. CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017)

Photo13. Fragment of left human clavicle.

Photo 14-15: Fragment of right human clavicle (medial articular end).

10) CL-14: It is a bone that presents a bone structure, without lines of conden- marked, proximal articular deformation sation or interior cavitations, although and whose morphology is compatible both in the AP and lateral radiographs with a LEFT HUMAN THIRD MET- it is observed a linear zone of spongy ATARSAL. It is complete except for a structure which in upper view goes from small part of the distal inferior articular the interior edge in the diaphysis up to end. The proximal deformation consists the upper zone of what it should be the of a marked varus deviation of the bone joint surface (sagittal zone); in lateral with moderate flexion angulation. The view, it goes from the lower zone of the proximal articular surfaces are not iden- diaphysis towards the upper zone of the tified (with the tarsus or the 2nd and 4th proximal epiphysis. ANTHROPOM- metatarsals) because there is a growth of ETRY: MAXIMUM LENGTH: 59.14 an irregular bone mass on all the proxi- mm; MINIMUM TRANSVERSAL mal third of the bone. Radiographically, DIAMETER: 6.72 mm; MINIMUM this mass is homogeneous with medullar PERIMETER OF DIAPHYSIS: 24 CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017) Forensic anthropological report of Elba 51

mm; MAXIMUM WIDTH OF PROX- EPIPHYSIS: 25.3 mm; MAXIMUM IMAL EPIPHYSIS: 17.68 mm; MAXI- WIDTH OF DISTAL EPIPHYSIS: 11.3 MUM HEIGHT OF PROXIMAL mm. See PHOTO 16. 52 Serrulla Rech, F. y Sanin Matías, M. CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017)

Photo16. Images of the bone CL-14. Bone compatible with a left third metatarsal. A: Image of the bone seen from medial side; B: Lateral side of the bone. Lines were drawn to show the estimated angulation on flexion (25º). C: Detail of the epiphysis lesion where the facet joints for the 4th metatarsal is not recognised. D: Detail of the epiphysis lesion where articular facets are not recognized for the 2nd metatarsal. E: Superior view of the bone in which a varus angulation of some 13º is observed. F: Articular facet for the third cuneiform bone in which the articular surface as such is not recognized. G: Lateral radiograph. H: AP radiograph. In both radiographs, the homogenous structure of epiphysis lesion is confirmed.

11) CL-15: HUMAN CERVICAL VERTE- endplate. ANTHROPOMETRY: AN- BRA body possibly C5 or C6. It does not TERIOR HEIGHT OF THE BODY: preserve any portion of the arch, and on 10.55 mm; POSTERIOR HEIGHT OF the edges of the fracture the patina col- THE BODY: 11.86 mm; AP DIAM- our is different from the one that forms ETER OF SUPERIOR ENDPLATE: the rest of the bone. Both vertebral end- 13.98 mm; AP DIAMETER OF INFE- plates show morphology of an adult in- RIOR ENDPLATE: 15.5 mm MAXI- dividual, and a minimum arthritic ridge MUM WIDTH OF INFERIOR END- is on the anterior edge of the inferior PLATE: 24.27 mm. (PHOTO 17)

Photo17. Cervical vertebra. On the right, in upper view and on the left, in lower view.

12) CL-17: HUMAN LUMBAR VERTE- of the vertebral body. Vertebral mor- BRA compatible with L3. The vertebra phology of an adult individual. On the shows absence of both transversal apoph- upper endplate, it is observed a marked ysis, right lower articular apophysis and arthrosic ridge of greater importance on two small fragments of the lower edge the right side. Behind this arthrosic ridge CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017) Forensic anthropological report of Elba 53

and on the surface of the vertebral body, ANTERIOR HEIGHT OF BODY: a groove of about 3 cm long, 3 mm thick 23.95 mm; POSTERIOR HEIGHT OF and less than 1 mm deep with impres- BODY: 24.5 mm; AP DIAMETER OF sion of herniation of nucleus pulposus SUPERIOR ENDPLATE: 38.36 mm; is observed. On the central area of the WIDTH OF SUPERIOR ENDPLATE: same upper endplate, another groove of 43.72 mm; INTERNAL WIDTH OF about 11 mm long, 3 mm wide and 1 mm SUPERIOR ARTICULAR APOPHY- deep is observed. ANTHROPOMETRY: SIS: 26.43 mm (PHOTO 18).

Photo18. Lumbar vertebra (L3). Upper view (left). Lower view (right). 54 Serrulla Rech, F. y Sanin Matías, M. CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017)

13) CL-16: HUMAN DORSAL VER- On the inferior endplate, a more marked TEBRA compatible with D-11. The flange of sclerosis, a porotic surface and transversal and spinous apophyses are a groove of 12 mm long, 5.7 mm of not preserved, and a small fragment is maximum width and about 2 mm deep missing in all the ends of the articular are observed. ANTHROPOMETRY: processes. The vertebra clearly shows a ANTERIOR HEIGHT OF BODY: costal articular surface on the right arch, 22.36 mm; POSTERIOR HEIGHT with not so clear articular morphol- OF BODY: 23.93 mm; MAXIMUM ogy on the left side. The upper endplate WIDHT OF SUPERIOR ENDPLATE: shows a central elevation on a surface 38.06 MM; AP DIAMETER OF SUPE- of porotic aspect where a small groove RIOR ENDPLATE: 27.91 mm; MAXI- of around 8 mm long, 2 mm wide and MUM WIDTH OF INFERIOR END- less than 1 mm deep is also observed. PLATE: 39.23 mm; AP DIAMETER Sclerosis of the edge is observed on the OF INFERIOR ENDPLATE: 28.5 mm. whole surface of the superior endplate. (PHOTO 19).

Photo19. Dorsal vertebra (D-11). Upper view (left). Lower view (right). CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017) Forensic anthropological report of Elba 55

14) CL-23: Proximal half of LEFT HU- is confirmed. No pathologic signs are MAN TIBIA which shows section of observed, though the radiograph of the saw on the distal end and loss of frag- bone shows Harris lines. ANTHRO- ments on the proximal epihpysis. Com- POMETRY: MAXIMUM LENGHT plete fusion of metaphysis. The whole OF THE FRAGMENT: 184 mm; AP bone is treated with a coating of trans- DIAMETER (in the nutritional cavity): parent varnish. The edge of the distal 31.21 mm; MINIMUM DIAMETER section was explored with Wood’s light, OF DIAPHYSIS (in the nutritional and the presence of soft greenish fluo- hole); 19.53 mm; PERIMETER (in the rescence on the medium cortical area nutritional hole): 82 mm. (PHOTO 20) 56 Serrulla Rech, F. y Sanin Matías, M. CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017)

Photo 20. Fragment of left human Tibia. A: macroscopic image in anterior view. B: Simple radiograph where rests of metaphysary Harris Lines are observed. C: Distal section of the tibia exposed to Wood’s light (ultraviolet light) in which a soft greenish fluorescence is observed on the medium area of the compact bone; D: Same image but with modified colour to show the greenish fluorescence area.

15) CL-24: LEFT HUMAN FEMUR several zones of the bone. After expo- which shows to be fixed in several frag- sure with Wood’s light for some minutes, ments in both epiphyses and in the mid- a soft and greenish diffuse superficial dle of the diaphysis. The edges of the fluorescence of the bone was observed. fixed fragments of the diaphysis show ANTHROPOMETRY: MAXIMUM different patina colour in some areas, LENGTH: 400 mm; PHYSIOLOGIC and the fracture line is irregular and LENGTH: 394 mm was observed; AP moderately transversal. The posterior DIAMETER OF DIAPHYSIS (nutri- part of the greater trochanter and part tional cavity): 25.1 mm; TRANSVER- of the external condyle of which there is SAL DIAMETER OF DIAPHYSIS only a fragment not consistent with the (nutritional cavity): 21.1 mm; PERIM- rest of the bone are not preserved. The ETER (nutritional cavity): 77 mm; areas of the bone next to the articular VERTICAL DIAMETER OF THE surfaces show moderate grade of poros- HEAD: 39.68 mm; TRANSVERSAL ity (and trabeculation in the neck of the DIAMETER OF THE HEAD: 40.14 femur). The preserved articular surfaces mm; WIDTH OF DISTAL EPIPHYSIS of the condyles do not show lesions. The (estimation): 74 mm; INCLINATION femoral head shows moderate grade of ANGLE OF THE FEMORAL NECK: sclerosis on the inferior articular edge. 130º; TORSION ANGLE OF THE Radiographically, Harris lines and ab- HEAD (ESTIMATION): 20º. (PHOTO sence of spongy tissue are observed in 21-22-23). CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017) Forensic anthropological report of Elba 57

Photo 21. Right femur.

Photo 22. Radiograph of right femur

Photo 23. Soft and temporal superficial fluorescence. Around the diaphysiary fracture 58 Serrulla Rech, F. y Sanin Matías, M. CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017)

16) CL-25: Proximal fragment of the served on the edges of the fracture as in RIGHT HUMAN ULNA which pre- the rest of the bone. ANTHROPOME- serves almost all the humeral articula- TRY: MAXIMUM LENGTH OF THE tion and part of the radial. The frag- FRAGMENT: 83.81 mm. MINIMUM ment is treated with a coating of var- ARTICULAR APERTURE: 16.96 nish and the same patina colour is ob- mm.

Photo 24. Fragment of right ulna.

17) CL-26: LEFT HUMAN FEMUR has PHYISIOLOGICAL LENGTH: 394 a fragment of the internal condyle fixed mm; AP DIAMETER OF DIAPHYSIS and no femoral head. Moderate signs (nutritional cavity): 26.14 mm TRANS- of porotic hyperostosis are observed on VERSAL DIAMETER OF THE DIA- the anterior side of the distal epiphysis PHYSIS (nutritional cavity): 20.66 mm; and marked trabeculation in the femo- PERIMETER (nutritional cavity): 77 ral neck. Radiographically, some Harris mm; WIDTH OF DISTAL EPIPHYSIS lines are preserved in the distal metaphy- (estimation): 73 mm; INCLINATION sis. ANTHROPOMETRY: ESTIMAT- ANGLE OF THE FEMORAL NECK: ED MAXIMUM LENGTH: 400 mm; 125º (PHOTOS 25 AND 26). CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017) Forensic anthropological report of Elba 59

Photo 25. Right femur.

Photo 26. Radiography of right femur.

18) CL-27: Bone compatible with fragment ANTHROPOMETRY: MAXIMUM of diaphpysis of LEFT HUMAN RA- LENGTH OF THE FRAGMENT: 98.2 DIUS BONE. It is the proximal fragment mm; AP DIAMETER (nutritional cavi- of the diaphysis in which the nutritional ty): 8.55 mm; TRANSVERSAL DIAM- cavity, the interosseous crest and part of ETER (nutritional hole):10.71 mm; PE- the oblique line are identified. According RIMETER (nutritional hole): 29.4 mm. to GALTES and MALGOSA (2007), MINIMUM DIAMETER OF MED- the insertion area of the long adductor ULLARY CANAL (proximal end): 4.99 muscle of the thumb has scarce develop- mm; MINIMUM DIAMETER OF ment and we classify it as grade G0. Both THE DIAPHYSIS (proximal end): 9.51; ends show different patina colour with MEDULLARY INDEX: 0.52. (PHO- respect to the rest of the bone surfaces. TOS 27 and 28). 60 Serrulla Rech, F. y Sanin Matías, M. CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017)

Photo 27. Compatible with fragment of the diaphysis of left radius (anterior face).

Photo 28. Compatible with fragment of the diaphysis of left radius (posterior face).

19) CL-27: Varnished long bone of NOT MAXIMUM LENGTH OF FRAG- HUMAN morphology and of SUB- MENT: 58 mm; MINIMUM DIAM- ADULT INDIVIDUAL. Section of ETER OF MEDULLARY CANAL: the diaphysis in tunnel (semicircle). It 3.37 mm; MINIMUM DIAMETER OF includes a metaphysiary surface without DIAPHYSIS: 7.88 mm; MEDULLARY epiphysiary fusion. MEASUREMENT: INDEX: 0.42. (PHOTOS 29 and 30). CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017) Forensic anthropological report of Elba 61

Photo 29 and 30. Not human bone.

20) CL-77: Fragment of LEFT HUMAN sciatic notch is of type 1-2 (hyperfeme- COXAL BONE which includes most of nine-femenine); there is no preauricular the socket, anterior iliac spines with a groove; the composite arch is double small portion of the iliac crest, part of and the acetabulum is lateralized. The the iliac wing, almost complete sacro- small fragment of the iliac crest which iliac joint and sciatic notch. No remains may be seen presents complete closing. of the ischium and the pubic bone are The socket ridge is not preserved com- preserved. It draws attention that the ar- pletely, but there are no signs of arthro- ticular cavity of the hip shows a marked sis, intraarticular lesions or lesions in the trabeculation inside and marked poros- sacroiliac joint. ANTHROPOMETRY: ity without hyperostosis outside. The DIAMETER OF COTYLOID CAV- 62 Serrulla Rech, F. y Sanin Matías, M. CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017)

ITY (estimation): 44 mm; MAXIMUM mm; MAXIMUM WIDTH OF THE LENGTH OF THE FRAGMENT: 140 FRAGMENT: 84.6 mm. (PHOTO 31).

Photo 31. Fragment of the left coxal bone. A: Interior view; B: External view; C: Detail of sacroiliac joint; D: Detail of cotyloid cavity.

21) CL-1001: Fragment of a human tooth is a unique root on the mesial side and compatible with a SECOND RIGHT a double-fusioned root on the distal UPPER MOLAR with fragmented side. All the roots under the stereomi- roots. It is a crown whose occlusal face croscopy show section due to the use of presents greater wear on the lingual area mechanical saw. The double fused root than on the buccal; the dentine is also presents two small pulpar chambers. The observed on the lingual half. On the buc- buccal face shows lots of cavities in the cal half, there is little wear of the apexes. enamel. ANTHROPOMETRY: ME- On the neck, the crown and the lingual SIODISTAL DIAMETER: 12.86 mm; edge, there is a broad decay with break- BUCOLINGUAL DIAMETER: 9 mm; up of enamel and dentin and communi- MAXIMUM HEIGHT OF THE DIS- cation with the pulpar chamber. There TOBUCCAL ENAMEL: 5.7 mm. CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017) Forensic anthropological report of Elba 63

Photo 32. Right second upper molar. A: Lingual side; B: Buccal side; C: Occlusal side; D: Roots; E: Macro image of holes on enamel (6,3x); F: Detail with stereomicroscopy (zoom 63x). 64 Serrulla Rech, F. y Sanin Matías, M. CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017)

2) STUDY OF THE RECONSTRUCTED ARCH: 345 mm; FRONTAL SAGITAL SKULL: ARCH 105 mm; SAGITTAL PARIETAL ARCH: 123 mm; SAGITTAL OCCIPITAL CL-01 and CL-08 were joined with ethyl ARCH: 120 mm; FRONTAL CORD: 100 acetate to form a mostly complete neuroskull mm; PARIETAL CORD: 108 mm; OCCIPI- without base. The orbitary arches of the face TAL CORD: 99 mm; HEIGHT OF LEFT are preserved partially. ESTIMATION OF MASTOID (estimation): 20 mm. CALCU- THE SEX ON THE SKULL: Woman. ESTI- LATIONS: CRANIAL CAPACITY: 1290 cc MATION OF THE AGE ON THE SKULL: (MICROCEPHALUS of Flower and Turner, Range of age: 19-44 years old (average 30.5 OLIGOENCEPHALUS of Sarasin); CE- years old). ANTHROPOMETRY: MAXI- PHALIC INDEX: 71.59 (DOLICHOCE- MUM LENGTH: 176 mm; MAXIMUM PHALUS of Broca). FRONTOPARIETAL WIDTH: 126 mm; MINIMUM FRON- INDEX: 70.63; SAGITTAL FRONTAL TAL WIDTH: 89 mm; HEIGHT OF THE INDEX: 105; SAGITTAL PARIETAL IN- SKULL: 115 mm; CRANIAL CIRCUM- DEX: 87.8; SAGITTAL OCCIPITAL IN- FERENCE: 490 mm; TOTAL SAGITTAL DEX: 82.5.

Photo 33. Skull in different views. A: Right lateral view; B: Upper view; C: Lower view; D: Left lateral view. CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017) Forensic anthropological report of Elba 65

STUDY OF FACIAL APPROXIMA- of the articular surface of the left temporal TION: The skull is photographed in Frank- condyle. We have no evaluation elements for furt plane in order to carry out the corre- the nasal area except for a small portion of sponding anthropological sketch which the frontal nasal prominence. Based on all will be the base for the portrait by facial this, we elaborate the following Anthropo- approximation. We approximate the orbits logical Sketch (PHOTO 34). The approxi- taking into account the morphology of the mation work shows a woman with protrud- preserved orbital edges. We approximate ing cheekbones who would have been thin, the malars according to the rest of the left with broad nose and small cephalic size. We zigomatic apophysis we have. We approxi- hypothesize dark hair colour and Caucasian mate the maxillars in accordance with the skin. We sent the information to Marga Sa- general morphology of the face (estimated nin for the artistic study. facial oval) as well as the size and position

Photo 34. Anthropological sketch of facial approximation. 66 Serrulla Rech, F. y Sanin Matías, M. CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017)

Photo 35. Portrait by facial approximation. CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017) Forensic anthropological report of Elba 67

3) GRAPHIC INVENTORY: D. HARRIS LINES: In the radiographs of both femurs and in the tibia, meta- The remains studied would complete the physiary structures are recognized, be- following graphic inventory: ing compatible with areas of condensa- tion of bony spongy tissue. Although 4) PATHOLOGY: most of the tissue is not preserved in the metaphysiary zones, these lines are A. POROTIC HYPEROSTOSIS: The observed being considered as environ- presence of this lesion was detected in a mental stress indicators by different moderate grade in both parietal bones authors [29]. If during some phases of and in the occipital bone. Moreover, the growth there are deficiency periods, there are signs of porosity and trabecu- deceases or some form of nutritional lation in the epiphyses of both femurs. deficiency able to affect the bony tis- Several authors [22-29] state that these sue, condensations of tissue are pro- and other signs like the Criba Orbitalia duced as radiolucent radiological lines and the Harris lines indicate nutritional in these metaphysiary zones as may be stress (PHOTOS 2 AND 33). observed in PHOTOS 20, 22 and 26. B. CRIBA ORBITALIA: In both roofs of E. HYPOPLASIA OF THE ENAMEL: the orbits there are pores and small ca- The presence of multiple cavities in the nals compatible with the initial phases of enamel of the molar studied is compat- the so-called Criba Orbitalia. The pores ible with the diagnosis of Hypoplasia and canals do not perforate the roof of of the Enamel of type 3 established by the orbit although the thickness of the the International Dental Federation frontal bone in this area is greater than (IDH). See PHOTO 32 (E and F). The the normal one, which is usually a thin formation of the enamel of the upper osseous plate. This lesion is considered a second molar is completed around nutritional stress indicator (PHOTO 34). 7-8 years old (Nelson and Ash, 2010). C. FRONTAL THICKENING: The Trancho and Robledo (2000) affirm thickening of the frontal bone (PHO- that the causes of the hypoplasia are TO 8) that largely surpasses the centi- many: chromosomal anomalies, con- metre is noteworthy. Both the external genital and metabolism defects, altera- and the internal tables seem to be of tions during the neonatal period, infec- normal thickness for the increase of tious deceases, intoxications, nutrition- thickness of the bone seems to be relat- al deficiencies, etc. Studies on present ed to the increase of size of the spongy human populations show that the prev- bone. The structure of the spongy bone alence of dental hypoplasia is greater in is apparently normal from both the geographical areas with nutritional and macroscopic and radiological points of sanitary deficiencies than in the more view. It is not a pathology per se, but we advanced industrialized countries. The note its presence because of the possi- scientific community seems to accept ble paleontological implications it may that the dental hypoplasia is related to have and which we then analyse. the health status and nutritional level. 68 Serrulla Rech, F. y Sanin Matías, M. CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017)

Trancho GJ and Robledo (2000) af- left parietal zone is compatible with the firm that, following Murray and Mur- existence of a CET some years before ray (1989), it will be possible to calcu- the death. It is possible that the asym- late the age at which the hypoplasia is metry found on the occipital crests as produced if we measure the distance well as the high number of grooves between the cemento-enamel junction existing on the veins of the diploe and (CEJ) and the beginning of the signs their depths are related to this CET. We of the hypoplasia on the crown. In our cannot specify the date of the trauma- case, it is of 1.2 mm and the signs ex- tism but, taking into account the grade tend to 3.5 mm of the CEJ. Trancho of the existing bony reshaping as well makes reference to a mathematical as its possible effects inside the skull, it formula whose application in our case is likely that the CET was produced in allows knowing that the hypoplasia of the childhood. The limitation of the le- the enamel of the molar we study start- sion to just some centimetres suggests ed when the individual was 6.75 years that, although it could be a cranial old. Therefore, it is possible that after fracture, the CET could be of moder- the weaning and during these first years ate intensity. See PHOTO 4. of growth, the individual we study un- H. SPONDYLOARTHROSIS: Both the derwent a long period of nutritional or dorsal and the lumbar vertebrae found pathological stress that conditioned the show signs of spondyloarthrosis and appearance of this lesion. Schmörl’s herniations. It is surpris- F. DENTAL DECAY: In PHOTO 32-A, ing to see this pathology in a so young we observe a decay that affects a great individual, although the deficient nu- part of the crown and broadly com- tritional state and carrying loads may municates with the pulpar chamber. also explain the presence of these signs. From the clinical point of view, this is See PHOTOS 28 and 19. translated into a severe affectation of I. OSTTRAUMATIC ARTHROSIS the tooth, with formation and develop- OF THE THIRD METATARSAL: ment of apical infectious cyst, with the The metatarsal found has a marked associate ache and inflammation. Due articular destruction on its proximal to the fact that we do not have maxil- epiphysis with proliferation of homog- lary remains, we cannot know whether enous bony tissue. In PHOTO 16, it is a fistulisation and/or focus of osteomy- observed that the bone in its diaphysis elitis existed. Anyway, this advanced presents, in relation to the proximal grade of dental deterioration due to epihpysis, a flexion angulation of some the decay indicates a deficient dental 25º and a varus angulation of about hygiene and the existence of aching 10º.The whole articular surface, epiph- symptoms in this tooth in the months ysis and metaphysiary zone are affect- previous to the death. ed by these deviations and deformed G. CRANIOENCEPHALIC TRAUMA by an homogeneous proliferation of (CET): The presence of the collapse of bony tissue with radiologically homo- the external table of the diploe on the geneous, thin and spongy cortical sur- CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017) Forensic anthropological report of Elba 69

face. Several diagnosed hypothesis are anism of deficiency and fatigue, and posed: 1) Sarcomatous tumoral pro- possibly during childhood or youth cess: it may be this lesion due to both periods (affecting the metaphysis). In the localization and the age (young) women, the proximal metaphysis of and the marked proliferation of tissue. the metatarsals are closed at about 16 However, we think this is unlikely be- years old, for in this individual studied cause the morphology of the bone is a fracture of stress could be produced very homogeneous and without lithic before that age, consolidating with a zones. 2) Arthrosis secondary to neu- big fracture callus and deviations both ropathic Arthritis: with respect to a on the sagittal and horizontal planes. possible nutritional deficit although The fracture callus shows an advanced without appropriate explanation to reshaping, thus this would back up the why the arthritis is focussed on this hypothesis. Under these conditions, articulation while this disease is not in it is likely that the individual stud- the others. 3) Posttraumatic arthrosis ied suffered some form of nutritional secondary to a fracture by stress. In deficit or general disease (chronically our opinion, this is best the diagnosed infectious process) that could start at hypothesis. These lesions are typically around 7 years old and affected her located on the third metatarsal and are bones weakening them. So, the con- produced as consequence of fatigue in stant walk favoured the production of the bone (e.g. intense walk without ad- the stress fracture in the third meta- equate foot protection) and deficiency tarsal due to this mixed mechanism of mechanisms if there is some bony min- deficiency and fatigue before 16 years eralization deficit (Anguita, 2011). In old. This hypothesis explains – in our our case, we think that the facture of opinion – the presence of all features stress was produced by a mixed mech- found in the bone. 70 Serrulla Rech, F. y Sanin Matías, M. CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017)

PARAMETER SAMPLE SENT

pH 7,68 26,84

27,0779

ORGANIC MATTER 27,0691

27,0617

3.11

0,268

0,0074 Phosphorous / mg/kg 0,7049

500

184.85

Potassium (mg/Kg) 81

Calcium mg/kg 15666.70

% 1.57

CIC effective (meq/100g) 24.53

Calcium/Magnesium 11.59

K/Mg 0.11

Ca/Mg/K 93/5/2

Magnesium mg/kg 566.70

% 0.06

Potassium mg/kg 81.02

% 0.01

Sodium mg/kg 105.23

% 0.01

Table 3. Results obtained. CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017) Forensic anthropological report of Elba 71

RESULTS OF ANALYSES REQUESTED: also in this paragraph the presence of signs of an old CET. It is possible that CHEMICAL ANALYSES OF SOIL: we are in the presence of some individual with neuropsychological limita- The results of the analyses made by the tions who did not know and/or could Instituto do Campo are in TABLE 3. feed adequately in a really difficult pe- ANALYSIS OF THE RESULTS: riod to live in the world. We also think it is necessary to consider here that the 1. DATA OF PALEONTOLOGICAL approximate dating we make of the be- INTEREST: From the morphological ginning of the hypoplasia may coincide point of view, the anatomic structures with the production of this stress frac- observed are very similar to the ones ture in the foot making the feeding even of the current man (Homo sapiens). It more difficult in this case. Considering is noteworthy the masculine morphol- these circumstances and facts, it is rea- ogy of the orbitary edge, thickness of sonable to think that this individual’s the frontal bone and the estimation we death was related to some form of nu- make of the cheekbones thinking that tritional deficit due to both personal they are prominent. Anyway, it is not and environmental limitations to feed different from what is found in crani- appropriately. ofacial structures of present women. 3. IDENTIFICATION: The study of We discard that these facial structures Reconstructive Identification allows us correspond to species of previous hom- to infer that we are in the presence of inids. (Bruner et al. 2013, Ahtereya, human remains of a YOUNG ADULT 2009 and 2012). WOMAN (20-40 years old) OF AN 2. CAUSES AND CIRCUMSTANCES ESTIMATED HEIGHT BETWEEN OF THE DEATH: We have very few 150 AND 152 CMS. The study of remains to speak about the causes of facial approximation does not have death. On the one hand, the circum- enough precision to be used as identifi- stances of the finding, the lack of pho- cation technique, though it allows us to tos and protocol in the exhumation make a general idea of how this young of the remains as well as the previous woman looked like. treatment of the bones do not allow us 4. DATE OF DEATH. The anthropo- to speak about the existence of peri- logical studies of the death date study mortal traumatic fracture. Anyway, the are not liable enough. We measured examination of the edges of the frac- the density of the bone so as not to ture of the bones indicates that possi- fragment it more, but we are really bly there are not perimortal lesions. On surprised that it preserves grade of the other hand, we found the presence fluorescence on the compact bone tis- of multiple signs of nutritional signs: sue. The studies related to this matter criba orbitalia, cranial porotic hyper- (Ramsthaler, 2009) considers that the ostosis, Harris lines and hypoplasia of fluorescence on the bone may be visible the enamel. It is convenient to consider after 800 years after death, but we do 72 Serrulla Rech, F. y Sanin Matías, M. CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017)

not have evidence that rests of ultravio- CONCLUSIONS: let fluorescence are preserved 10,000 years after death. Anyway, we have First.-The set of bone remains studied experience with the fluorescence of belongs to a minimum number of an indi- bones preserved in caves which are able vidual. to preserve high levels of fluorescence Second.- The bone remains studied be- compared to bones of the same date long to a YOUNG ADULT WOMAN OF preserved in the soil or on the surface. ABOUT 20-40 YEARS OLD WITH AN ES- It is likely that the minerals the bones TIMATED HEIGHT OF ABOUT 150 CM. may obtain in gypsum caves as well as Third.- On the skeleton remains, there the absence of light favour the appear- are multiple signs of nutritional stress which ance of this phenomenon. may be considered as hypothetical cause of 5. ANAYLISIS OF SOILS: death. The results obtained confirm that we Fourth.- There are data that indicate the are in the presence of a soil that may presence of an old cranioencephalic trauma be described as neutral or somewhat al- as well as the existence of a stress fracture kaline and with very high levels of cal- on a bone of the foot which might have con- cium. These parameters match – along tributed to the nutritional deficit. with our experience – with a good Fifth.- The face generated based on the preservation state of the bone remains. skull is only a general approximation of the All this is consistent with the data of facial identity but not an exact portrait of the circumstances of the finding in a her physiognomy. karstic cave. Cadernos Lab. Xeolóxico de Laxe Coruña. 2017. Vol. 39, pp. 73 - 88 ISSN: 0213-4497

Informe antropológico forense: aproximación facial. Proceso de aproximación facial forense

Forensic anthropological report: facial approach. Forensic facial approximation process.

SANIN MATÍAS, M. y SERRULLA, F. 1

(1) Instituto de Medicina Legal de Galicia. Unidad de antropología forense. Hospital de Verín, 32600 Verin (Ourense)

Resumen Este informe completa el estudio antropológico de los restos humanos de la cueva de Chan do Lindeiro (Ancares, Lugo). En el se intenta realizar una aproximación facial al rostro del individuo estudiado una joven mujer. Aunque en el estudio antropológico se había realizado ya el estudio preliminar de aproximación facial mediante un retrato que se había incorporado al trabajo, en esta nueva propuesta incluimos los datos para realizar una escultura del individuo estudiado.

Abstract This report completes the anthropological study of the human remains of the cave of Chan do Lindeiro (Ancares, Lugo). In the attempt is made to make a facial approach to the face of the individual studied a young woman. Although the preliminary study of facial approximation had already been carried out in the anthropological study by means of a portrait that had been incorporated into the work, in this new proposal we included the data to make a sculpture of the individual studied. 74 Sanin M. y Serrulla F. CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017)

METODOLOGÍA DE TRABAJO: matismo cráneo-encefálico años antes de su muerte así como una fractura de Aplicamos al caso la metodología apli- estrés de un hueso del pié. Ambas pa- cable a los casos forenses sobre los que te- tologías pudieron contribuir al déficit nemos experiencia. Ello pretende obtener el nutricional y ser susceptibles de causar mayor grado posible de fiabilidad con fines la muerte. de identificación, aunque somos conscientes 2. Realización del croquis antropológico: del gran margen de error que tienen todas Para ello nos hemos basado en los da- las técnicas ce aproximación o reconstruc- tos obtenidos por De Greef [13] para ción facial forense. Además en el caso que estimar las profundidades de partes nos ocupa tampoco contamos con la estruc- blandas de acuerdo a la edad, el sexo y tura facial por pérdida posmortem. Parti- considerando como más probable que mos de una calota craneal que no obstante, tuviera un Indice de Masa Corporal contiene algunos elementos de interés que (IMC) bajo. Hemos deducido algunos permite estimar la mitad superior del es- nas formas del esqueleto facial con- queleto facial. En la metodología empleada siderando las curvas conservadas del seguimos las siguientes fases: malar (apófisis frontal) que nos per- 1. Estudio antropológico del caso: Esta miten pensar que debería tener unos información se obtiene del estudio an- pómulos muy marcados y la morfolo- tropológico de los restos óseos lo que gía conservada de la glabela que nos nos permite acercarnos a conocer as- permite orientar el puente nasal y por pectos como el sexo, la edad, la pato- tanto la anchura nasal (estrecha). Las logía o el modo de vida de la persona órbitas han podido ser aproximadas a la que queremos aproximarnos a co- por contar con parte del arco orbita- nocer su rostro. En este caso sabemos rio. No han podido ser aproximadas que estamos ante los restos óseos hu- ni la proyección nasal ni los maxilares. manos con morfología general corres- Hemos partido del croquis antropoló- pondiente al género Homo Sapiens, que gico realizado para el retrato y que se morfológicamente se corresponde con muestra como FOTOGRAFIA 1, pero una mujer, adulta joven (20-40 años) de en el caso de la escultura el croquis se talla baja estimada en torno a 150-152 ha realizado una vez se reconstruyó el cms que presenta múltiples signos de esqueleto facial (FOTOGRAFIAS 10 estrés nutricional, que padeció un trau- y 12). CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017) Informe antropológico forense: aproximación facial... 75

FOTOGRAFIA 1. Croquis antropológico base de la aproximación facial.

3. El cráneo original ha sido escaneado (estereolitografía) han sido elaborados mediante TC convencional obteniendo tres bóvedas craneales. A una de ellas cortes tomográficos de 0,625 mm. Las se le han aplicado varias capas de un imágenes DICOM obtenidas han sido producto impermeabilizante (barniz) enviadas a la Universidad Autónoma para poder trabajar posteriormente de Barcelona donde por impresión 3D con arcilla (FOTOGRAFIAS 2-3-4). 76 Sanin M. y Serrulla F. CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017)

FOTOGRAFIA 2. Reproducción digital de la bóveda. CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017) Informe antropológico forense: aproximación facial... 77

FOTOGRAFIA 3. Reproducción digital de la bóveda. 78 Sanin M. y Serrulla F. CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017)

FOTOGRAFIA 4. Reproducción digital de la bóveda.

4. RECONSTRUCCIÓN DEL ESQUE- con un cuchillo (FOTOGRAFIAS 5-6). LEOT FACIAL. RECONSTRUC- Posteriormente ha sido reconstruido CION DEL ESQUELETO FACIAL: con plastilina realizando varias modifi- Tras posicionar la calota sobre la base caciones y sujetando las masas de plas- escultórica unimos el vástago de madera tilina con palillos sujetos en el poliure- empleado a la calota con espuma de po- tano. La plastilina ha sido tratada con 4 liuretano que aplicamos generosamente capas de barniz al agua de poliuretano a para después poder retirarla por capas fin de impermeabilizarla. CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017) Informe antropológico forense: aproximación facial... 79

FOTOGRAFIAS 5-6. Fase inicial y final del relleno con poliuretano. 80 Sanin M. y Serrulla F. CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017)

FOTOGRAFIA 7. Fases intermedias del proceso de reconstrucción del esqueleto facial). CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017) Informe antropológico forense: aproximación facial... 81

FOTOGRAFIA 8. Fases intermedias del proceso de reconstrucción del esqueleto facial). 82 Sanin M. y Serrulla F. CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017)

FOTOGRAFIAS 9, 10,11 y 12. Perfil derecho y croquis CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017) Informe antropológico forense: aproximación facial... 83

5. FASE ARTÍSTICA INICIAL. La artis- sis oculares realizadas específicamente ta forense Margarita Sanín recibe el crá- para el caso por LAISECA SL en las neo reconstruido y comienza a trabajar que se ha tenido en cuenta el tamaño de la parte artística mediante la colocación las órbitas y la circunstancia de que esta de las referencias de las profundidades mujer pudiera vivir en una cueva con de partes blandas que le sirven para ir escasa luz (tamaño de pupilas y vasos colocando capas de arcilla blanca side la esclerótica). Los ojos y la boca se guiendo los criterios antropológicos posicionan siguiendo las propuestas de establecidos anteriormente y adaptán- Stephan C [7-8-10]. La proyección de la dolos a los planteamientos artísticos ne- nariz no ha podido deducirse, pero se ha cesarios (FOTOGRAFIA 13). De este reconstruido siguiendo el método pro- modo posiciona los ojos que son próte- puesto por Rynn y Wilkinson [6].

FOTOGRAFIA 13. Posicionamiento de las profundidades de las partes blandas.. 84 Sanin M. y Serrulla F. CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017)

6. FASE ARTISTICA INTERMEDIA: tamente, reducir discretamente la pro- Los resultados intermedios se discu- yección de la nariz y reducir la anchura ten entre ambos autores. En este caso manibular por considerar que era ne- hemos decidido reducir el tamaño de cesario desde el punto de vista estético ambos pómulos y redondearlos discre- (FOTOGRAFÍA 14).

FOTOGRAFÍA 14. Fase artística intermedia sin correcciones. CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017) Informe antropológico forense: aproximación facial... 85

7. FASE ARTISTICA FINAL: Decidi- con los que pudiera corresponder a una mos ponerle una peluca de pelo cas- mujer en condiciones de vida extrema. taño oscuro desaliñado y darle una Creemos más adecuado aplicar este apariencia de una mujer joven pero no criterio realista y no el ideal de mujer con los criterios estéticos actuales sino actual joven.

FOTOGRAFÍA 15. Fase artística final 1. 86 Sanin M. y Serrulla F. CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017)

FOTOGRAFÍA 16. Fase artística final 2, tras colocar pestañas, cejas, pintado, retocado, barnizado y asenta- do de peluca. CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017) Informe antropológico forense: aproximación facial... 87

CONSIDERACIONES DE INTERÉS realizada con el sujeto estudiado en ANTROPOLÓGICO este trabajo.

Las técnicas de aproximación facial fo- BIBLIOGRAFÍA rense no pretenden obtener un retrato fiel de la persona, sino únicamente aproximarse a SERRULLA F and GOMEZ M. (2008). conocer como pudiera haber sido su rostro. Aplicaciones de la técnica de aproxima- Ello es así porque un número importante de ción facial forense en la identificación características morfológicas no es posible humana individual. Cuadernos de Medi- deducirlas de la estructura craneal. Por otro cina Forense nº 53-54 Sevilla. lado tampoco conocemos el concreto estado SERRULLA F, GRANDAL D’ANGLADE anatómico-facial o nutricional. Estimamos A, VILAR S, and GOMEZ M. (2011). estos datos, pero sabemos que pueden no co- Aproximación facial y paleodieta en un rresponderse con los de la persona a la perte- esqueleto de la necrópolis de El Vergel nece el cráneo. En este caso además hemos te- (Ávila-España). Munibe (Antropologia- nido una dificultad añadida: que no dispone- Arqueologia) 62 (341-349). mos del esqueleto facial de esta joven mujer. DE GREEF, S. and G. WILLEMS (2005). Hemos podido deducir una parte de la cara Three-dimensional cranio-facial recon- superior por la estructura del hueso frontal struction in forensic identification: Lat- (bordes orbitarios y apófisis cigomáticas), est progress and new tendencies in the pero nada sabemos de la forma y tamaño de 21st century. Journal of Forensic Sciences ambos maxilares. Por esto hemos de tener en 50(1): 12-17. cuenta que estamos ante una escultura que HAYES, S., R. TAYLOR, et al. (2005). Fo- con toda seguridad no representa fielmente el rensic facial aproximation: An overview rostro de esta mujer. Creemos que tenía un of current methods used at the Victorian esqueleto facial ancho junto con una bóveda Istitute of Forensic Medicine/Victoria craneal pequeña y estrecha y por lo tanto en Police Criminal Identification Squad. lo relativo a la zona facial superior pudiera The Journal of Forensic Odonto-Soma- existir un cierto parecido, pero en la mitad in- tology 23(2): 45-50. ferior del rostro es altamente improbable que QUATREHOMME, G., T. BALAGUER, tenga algún parecido. et al. (2007). Assessment of the accuracy of three-dimensional manual craniofa- CONCLUSIONES cial reconstruction: a series of 25 controlled cases. International Journal of 1. La escultura realizada debe entenderse Legal Medicine 121: 469-475. como una aproximación facial con un RYNN, C. and C. M. WILKINSON (2006). importante margen de error. Appraisal of traditional and recently 2. La escultura elaborada en la zona su- proposed relationships between the hard perior de la cara puede aproximarse al and soft dimensions of the nose in pro- aspecto morfológico del original. file. American Journal of Physical An- 3. En la mitad inferior del rostro es menos thropology 130: 364-373. probable el parecido de la reproducción 88 Sanin M. y Serrulla F. CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017)

STEPHAN, C. N. (2002). Facial Approxi- STEPHAN, C. N., M. HENNEBERG, et al. mation: Falsification of globe projection (2003). Predicting nose projection and guideline by exophthalmometry literature. pronasale position in facial approxima- Journal of Forensic Sciences 47(4): 1-6. tion: A test of published methods and STEPHAN, C. N. (2002). Position of su- proposal of new guidelines. American perciliare in relation to the lateral iris: Journal of Physical Anthropology 122: Testing a suggested facial approximation 240-250. guideline. Forensic Science International DE GREEF, S., P. CLAES, et al. (2006). 130: 29-33. Large-scale in-vivo Caucasian soft tis- STEPHAN, C. N. (2003). Anthropological sue thickness database for craniofacial facial “reconstruction” - Recognizing reconstruction. Forensic Science Inter- the fallacies, “unembracing” the error, national 159S: S126-S146. and realizing method limits. Science and REICHS K.J. (1998). Forensic Osteology. Justice 43(4): 193-199. Advances in the identification of human STEPHAN, C. N. (2003). Facial approxima- remains. Charles C Thomas Publisher tion: An evaluation of mouth width de- LTD USA Second Edition. termination. American Journal of Physi- GEORGE R.M. (2007). Facial Geometry. cal Anthropology 121(1): 48-57. Graphic Facial Analysis for Forensic STEPHAN, C. N. and M. HENNEBERG Artist. Charles C Thomas Publisher (2003). Predicting mouth width from in- LTD USA. ter-canine width –A 75% rule. Journal of Forensic Sciences 48(4), 725-727. Cadernos Lab. Xeolóxico de Laxe Coruña. 2017. Vol. 39, pp. 89 - 110 ISSN: 0213-4497

Caracterización Isotópica de Elba, La Mujer Mesolítica de Chan do Lindeiro (Pedrafita, Lugo, Península Ibérica)

Isotopic Characterization of Elba, the Mesolithic Woman of Chan do Lindeiro (Pedrafita, Lugo, Iberian Peninsula)

GRANDAL-D’ANGLADE, A.1 y VIDAL GOROSQUIETA, A.1

(1) Instituto Universitario de Xeoloxía Isidro Parga Pondal, Universidade da Coruña, ESCI, Campus de Elviña, 15071 A Coruña. [email protected]

Resumen El estudio de isótopos estables de carbono y nitrógeno de la mujer mesolítica recuperada en la cueva de Chan do Lindeiro (Pedrafita do Courel, Lugo) y la comparación con otros humanos procedentes de diversos yacimientos de la Cornisa Cantábrica permite encuadrar a este individuo en una etapa transicional, con una economía diferente a la de los cazadores-recolectores paleolíticos pero también distinta a la de los posteriores productores neolíticos. La relación entre esta mujer y los uros (Bos primigenius) recuperados en el mismo yacimiento puede haber sido diferente al simple aprovechamiento cárnico.

Palabras clave: Mesolítico, isótopos estables, paleodieta, Homo sapiens, Bos primigenius, Galicia, Península Ibérica 90 Grandal-d’Anglade, A. y Vidal Gorosquieta, A. CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017)

Summary The study of stable isotopes of carbon and nitrogen of the mesolithic woman recovered in the cave of Chan do Lindeiro (Pedrafita do Courel, Lugo) and the comparison with other humans from diverse deposits of the Cantabrian Cornice allows to frame this individual in a transicional stage, with an economy different from that of the Paleolithic hunter-gatherers but also different from that of the later Neolithic producers. The relationship between this woman and the aurochs (Bos primigenius) recovered at the same site may have been different from simple meat harvesting.

Key words: Mesolithic, stable isotopes, paleodiet, Homo sapiens, Bos primigenius, Galicia, Iberian Peninsula CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017) Caracterización isotópica de Elba, la mujer mesolítica... 91

1. INTRODUCCIÓN bitat de un individuo, por lo que permiten conocer mejor su forma de vida. Reviste especial La transición entre el Mesolítico y el interés cuando las evidencias arqueológicas Neolítico en Europa se caracteriza por un referidas al quehacer diario de los individuos cambio sustancial en la economía de los (estructuras de habitación, vestigios de ali- grupos humanos, que pasaron de cazadores- mentos, silos u otras estructuras de almacena- recolectores a una economía de producción miento, basureros, herramientas, cerámicas…) como agricultores y ganaderos. Los caza- son escasas o inexistentes. Más interesante aún dores recolectores tenían una dieta esen- es reconstruir el estilo de vida de un individuo cialmente basada en los recursos animales, que se recupera, como Elba, ajeno a un contex- producto de la caza, y en caso de tener ac- to habitacional o funerario. ceso, pesca y marisqueo, como revelan los En este trabajo vamos a realizar un estudio numerosos concheros ligados a yacimien- de paleodieta de la mujer mesolítica de Chan tos costeros de este período (GONZÁLEZ do Lindeiro (Pedrafita do Courel, Lugo), com- MORALES, 1982). Sin embargo, cuando parándola con otros humanos de épocas pre- los hallazgos de restos humanos no tienen históricas similares o cercanas, procedentes de un contexto estratigráfico claro, es difícil diversos yacimientos de la Cornisa Cantábrica, dilucidar, aunque se conozca su cronología, que se presentan en la Figura 1. El objetivo es cuál era su modo de vida o la forma en que encuadrar a esta mujer que vivió durante una explotaban los recursos de su entorno. etapa transicional según su datación (GRAN- Los análisis de isótopos estables de nitró- DAL D’ANGLADE et al., 2010), el Mesolí- geno y carbono en colágeno óseo son una he- tico, en la que el cambio ambiental fue deci- rramienta cada vez más usada en arqueología sivo, con el atemperamiento climático tras el para ampliar el espectro de información que enfriamiento del Dryas reciente, que supuso un los restos humanos y animales pueden pro- marcado cambio en las comunidades vegetales porcionar (REITSEMA, 2013). Estos valores y animales y por tanto la posibilidad de utilizar están relacionados con el tipo de dieta y el há- nuevas fuentes de recursos. 92 Grandal-d’Anglade, A. y Vidal Gorosquieta, A. CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017)

Fig. 1. Localización de la cueva de Chan do Lindeiro, y restantes yacimientos con restos humanos utilizados en este estudio. CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017) Caracterización isotópica de Elba, la mujer mesolítica... 93

Las dataciones radiométricas calibradas 2. FUNDAMENTO Y METODOLOGÍA de esta mujer, a la que denominamos Elba, DEL ESTUDIO DE ISÓTOPOS ESTA- indican una franja de edad entre 7995 ± 90 BLES DE C Y N PARA DETERMINA- BP (Ua-13398) y 8239±51 BP (Ua-38115). CIÓN DE PALEODIETAS Con la calibración de las fechas, la proba- bilidad 2-sigma indica que ambas datacio- El fundamento de la técnica es relativa- nes se superponen en el tiempo, al igual que mente simple: tanto en carbono como el nitró- lo que ocurre con los restos faunísticos del geno se presentan en la naturaleza en dos isóto- depósito (VIDAL GOROSQUIETA et al., pos principales, uno más ligero y abundante, el 2016). Los únicos restos de fauna que acom- otro más pesado y escaso. La proporción entre pañan a Elba pertenecen a tres uros (Bos el isótopo ligero y pesado en un tejido dado (en primigenius) de talla ligeramente peque- este caso, tejido óseo) refleja el tipo de nutrien- ña en comparación a otros uros europeos tes asimilados por el individuo, ya que cada (GRANDAL D’ANGLADE et al., 2010; gran grupo de alimentos (diversos tipos de ve- VIDAL GOROSQUIETA et al., 2016). En getales, animales herbívoros, pescado de mar o ningún caso hay indicios de carroñeo o mar- de río…) parten de unas proporciones isotópi- cas de corte, herramientas líticas o ajuar de cas características (TYKOT, 2003; HEDGES tipo alguno. Todos los restos óseos del de- Y REYNARD, 2007; HONCH et al., 2012). pósito responden a un episodio catastrófi- Para los estudios isotópicos, sobre todo los co de colapso de una dolina (VAQUEIRO conducidos para la determinación de la paleo- RODRÍGUEZ et al., presente volumen) y es dieta, se emplea generalmente el colágeno pre- por tanto probable que exista una relación servado en el hueso. El colágeno es la proteína directa entre la humana y los animales. que confiere elasticidad y resistencia al tejido La presencia de los uros complica más la óseo. Al tratarse de una proteína, registrará los interpretación, ya que podría pensarse que valores isotópicos procedentes de las proteínas se trata de bóvidos ya domésticos o en vías de las que se alimentó el individuo con el code domesticación y por lo tanto estaríamos rrespondiente factor de variación (fracciona- hablando de un individuo cuya economía miento) que se produce durante la asimilación podría basarse en la ganadería, aunque sólo de las proteínas y la propia síntesis del coláge- fuera de manera incipiente. Estudiando la no. En humanos adultos su tasa de renovación posición de Elba en la cadena trófica, y com- media es de 10 años (TYKOT, 2003), variando parando con otros individuos contemporá- entre 5 y 20 años según la región anatómica neos, pretendemos averiguar si sus bases de (JØRKOV et al. 2009), por lo que su estudio subsistencia se asemejan más a las supuestas isotópico permite reconstruir la dieta del indi- para los grupos de cazadores recolectores viduo durante un largo período de su vida. del final del Pleistoceno o si ya muestra indi- El análisis isotópico requiere la destruc- cios del cambio en el uso de los recursos que ción de una pequeña porción de hueso del será más patente unos milenios después, en que se extrae el colágeno que se va a analizar. el inicio de la neolitización (RICHARDS et Para que el estudio isotópico tenga validez, al., 2003). es necesario que el colágeno se haya preser- 94 Grandal-d’Anglade, A. y Vidal Gorosquieta, A. CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017)

vado sin degradarse, lo que es más probable material óseo. Cada fragmento de hueso se que ocurra en el hueso cortical de elementos somete a limpieza de las superficies con ma- óseos resistentes. La muestra necesaria para la terial abrasivo para eliminar posibles pátinas, extracción de colágeno es de 500 miligramos concreciones, restos de tejido esponjoso, etc. de polvo óseo, aunque es necesario partir de un y posteriormente se somete a 10 enjuagues fragmento óseo mayor para su manipulación alternativos en agua desionizada y acetona en previa (limpieza de superficies, eliminación de cubeta de ultrasonidos. Se deja secar a tempe- restos de tejido esponjoso, etc). ratura ambiente durante 48 h y se procede a Generalmente una muestra por individuo su pulverización manual en mortero de ágata basta para extraer una cantidad mínima de hasta alcanzar un tamaño de partícula inferior colágeno a partir del cual realizar el análisis a 0,5 mm. espectrométrico. En este caso seleccionamos Una fracción de polvo óseo de 20 mg se so- tres muestras: una de la base del cráneo, otra metió a análisis elemental para obtener el por- de una clavícula y la tercera del hueso petroso, centaje de carbono y nitrógeno en la muestra: ya que este hueso no se remodela a partir de los las proporciones obtenidas reflejan el grado de dos años de edad (JØRKOV et al. 2009). Con conservación del colágeno y por lo tanto indi- esto pretendemos observar si hay diferencias can de antemano las posibilidades de éxito del importantes entre la dieta infantil de este indi- estudio (BOCHERENS et al. 2005). viduo y la de adulto. Si la lactancia materna de Otros 500 mg se polvo óseo se someten Elba fue prolongada en el tiempo, esperaría- a un tratamiento (LONGIN et al., 1971, BO- mos encontrar una señal isotópica equivalente CHERENS et al. 1997) basado en sucesivas a un nivel trófico superior al de su madre, se- digestiones en ácidos y bases que eliminan la gún el efecto causado por la lactancia que varía materia mineral del hueso y posible material entre 2 y 3‰ (FOGEL et al., 1989). orgánico contaminante (principalmente ácidos Con el fin de comparar las señales iso- húmicos). Cada digestión se sigue de una mi- tópicas de Elba con las de otros humanos de crofiltración con filtros de 5 µm para eliminar yacimientos geográficamente cercanos, tanto el material desechable. Finalmente, el coláge- de época similar como más antiguos o más no se diluye por incubación en una solución recientes, hemos recurrido a datos de la biblio- ácida suave a 90ºC durante 20 horas, se lio- grafía y al estudio de algunos restos humanos filiza y se somete al análisis por combustión procedentes de cavidades de Galicia de edades en un espectrómetro de masas de relaciones más recientes que permanecían inéditos. Así, isotópicas (EMRI), que determina los valores junto con las muestras de Elba se analizaron de la relación isotópica según la notación delta dos fragmentos de sendos metatarsianos hu- (proporción entre ambos isótopos en la mues- manos procedentes de la Cueva de Eirós (Can- tra referida a la proporción en un estándar de celo, Triacastela, Lugo) y de la cueva de Pala uso internacional). Las cuantificaciones se rea- do Rebolal (Cobas, Valdeorras, Ourense). El lizan por duplicado. primero es de la Edad del Bronce y el segundo, Todos los resultados se someten a una serie neolítico (VIDAL ROMANÍ et al., 2010). de criterios que garanticen, en su caso, la cali- Las muestras se tomaron mediante sierra dad de la preservación del colágeno analizado: mecánica con hoja circular de diamante que tanto el rendimiento de la extracción (en por- proporciona un corte limpio y preciso del centaje de colágeno con respecto a la muestra CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017) Caracterización isotópica de Elba, la mujer mesolítica... 95

de hueso total) como la proporción de carbono presentan siguiendo la notación δ, que indi- y de nitrógeno en el colágeno. El hueso fresco ca el enriquecimiento o empobrecimiento en contiene aproximadamente un 22% de colá- isótopo pesado de la muestra con respecto a un geno, pero para el hueso fósil se aceptan ren- estándar. dimientos inferiores, hasta un límite de 3,5% Ya que los datos isotópicos aislados no para AMBROSE (1990) o de 1,5% para VAN se pueden interpretar de manera directa, pues KLINKEN (1999). En cuanto al contenido y las condiciones climáticas y geográficas de proporciones de C y N en el colágeno, en hue- un área influyen sobre los valores isotópicos so fresco son de aproximadamente un 35 % de en suelos y plantas que son base de la cade- C y entre 11 y 16% de N, pero para los mate- na trófica (HEATON, 1999), hemos utilizado riales arqueológicos se aceptan porcentajes no como línea isotópica base (CASEY Y POST, inferiores al 13% para el C y al 5% para el N 2011) los datos de tres uros recuperados junto (AMBROSE, 1990; DE NIRO, 1985). Adicio- con Elba en el mismo depósito (GRANDAL nalmente, la proporción entre el carbono y el D’ANGLADE et al., 2010), de oso pardo de nitrógeno ha de ser idéntica a la del colágeno diversos yacimientos de Galicia y Asturias fresco: entre 2,9 y 3,6 (DE NIRO, 1985). (GARCÍA VÁZQUEZ, 2015) y de ciervos de El análisis isotópico del colágeno se rea- diferentes períodos cronoculturales de la cueva lizó en la Unidad de Técnicas Instrumentales cántabra de El Mirón (STEVENS et al., 2014) de Análisis (UTIA) de los Servicios de Apoio cuyos datos se presentan en la Tabla 1. Así á Investigación (SAI) de la Universidade da mismo, hemos tomado de la bibliografía los Coruña, en un Analizador elemental EA1108 datos isotópicos de un humano magdalenien- (Carlo Erba Instruments) acoplado mediante se de El Mirón (GARCÍA-GONZÁLEZ et al., una interfase ConfloIII (ThermoFinnigan) a un 2015), dos individuos mesolíticos de La Bra- espectrómetro de masas de relaciones isotópi- ña (Arias, 2015), cinco de Los Canes (ARIAS cas MAT253 (ThermoFinnigan), con reprodu- Y SCHULTING, 2010), uno de cada uno de cibilidad analítica mejor que 0,2‰ para el C y los yacimientos de Jaizkibel, Colomba y Poza el N, utilizando los estándares habituales (PDB l’Egua (MEIKLEJOHN, 2009) y ocho indivi- para el carbono y AIR para el nitrógeno). Las duos del Bronce de Cova do Santo (LÓPEZ mediciones se hacen por duplicado, utilizán- COSTAS et al., 2015), cuyos datos se mues- dose el valor medio de ambas mediciones para tran en la Tabla 2. caracterizar cada muestra. Los resultados se 96 Grandal-d’Anglade, A. y Vidal Gorosquieta, A. CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017)

Tabla 1 Tabla 1. Valores isotópicos de diversas especies de fauna utilizados como línea isotópica base. Datos de (1) GRANDAL et al. (2010); (2) GARCÍA VÁZQUEZ (2015); (3) Stevens et al. (2014). Para la atribución crono- cultural se han utilizado el criterio de Stevens et al. (2014). Especie n cronocultura media δ13C desv.tip media δ15N Especie n cronocultura media δ13C desv.tip media δ15N desv. tip. ref. desv. tip. ref. Uro 3 Mesolítico -21,6 0,1 4,4 0,2 1 Uro 3 Mesolítico -21,6 0,1 4,4 0,2 Oso pardo 13 Mesolítico -20,1 0,272 3,4 1,033 2 1 Ciervo 76 Magdaleniense -20,4 0,343 2,8 0,447 2, 3 Ciervo 5 Mesolítico -21,3 0,660 4,2 0,709 3 Oso pardo 13 Mesolítico -20,1 0,272 3,4 Ciervo 10 Neolítico -21,5 0,230 3,5 0,453 3 1,033 2 Ciervo 3 Bronce -21,6 0,461 4,0 0,519 3 Ciervo 76 Magdaleniense -20,4 0,343 2,8 0,447 2, 3 Tabla 2. Valores isotópicos de diversos humanos del Paleolítico, Mesolítico y Calcolítico del norte de la Pe- nínsula Ibérica. Datos de: (1) GARCÍA-GONZÁLEZ et al. (2015); (2) MEIKLEJOHN (2009), (3) ARIAS (2005); (4) ARIAS y SCHULTING (2010); (5) LÓPEZ-CÓSTAS et al. (2015). La calibración de las fechas Ciervo 5 Mesolítico -21,3 0,660 4,2 14C se ha realizado mediante la curva CalPal 2007_HULU (DANZEGLOCKE et al., 2010) 0,709 3 Muestra cueva edad 14C BP edad cal BP cronocultura δ13C δ15N ref Ciervo 10 Neolítico -21,5 0,230 3,5 Magdaleni- Red Lady El Mirón 15460±40 18663±168 -18,2 10,2 1 0,453 3 ense - Poza l'Egua 9510-9320 Mesolítico -16,7 12,2 2 Ciervo 3 Bronce -21,6 0,461 4,0 Jaizkibel 3 Jaizkibel 9200-9020 Mesolítico -16,7 11,5 2 0,519 3 - Colomba 7830-7695 Asturiense -16,7 12,2 2 Braña 1 La Braña 6980±50 7824±71 Mesolítico -19,3 10,6 3 Braña 2 La Braña 7030±50 7870±55 Mesolítico -18,9 10,4 3 Tabla 2 6-III Los Canes 3 6930±95 7781±92 Mesolítico -19,3 7,7 4 6-II Los Canes 2B 6860±65 7709±67 Mesolítico -19,2 9,4 4 6-II Los Canes 2A 6770±65 7628±43 Mesolítico -19,8 8,1 4 6-II Los Canes 2A 7025±80 7849±82 Mesolítico -19,6 7,9 4 6-I Los Canes 1 6265±75 7162±100 Mesolítico -20,0 7,9 4 101 Cova do Santo Bronce -19,8 9,7 5 102 Cova do Santo Bronce -20,1 9,5 5 105 Cova do Santo Bronce -19,9 9,4 5 106 Cova do Santo Bronce -19,9 9,3 5 107 Cova do Santo Bronce -19,8 10,2 5 109 Cova do Santo Bronce -20,0 9,4 5 112 Cova do Santo 3486±31 3770±48 Bronce -19,8 9,5 5 113 Cova do Santo Bronce -19,9 9,2 5 valor medio -19,9 9,5 desv. tip. 0,107 0,311 CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017) Caracterización isotópica de Elba, la mujer mesolítica... 97

3. ESTUDIO COMPARADO DE RAS- fragmentados por la propia naturaleza de- GOS FÍSICOS trítica del depósito, aunque se recuperaron Además de realizar el estudio isotópico, los dos fémures en relativamente buen esta- es posible comparar una serie de rasgos fí- do de conservación. El elemento derecho se sicos de los individuos incluidos en el estu- conserva completo, al menos en su longitud dio. Para realizar una caracterización física máxima, que es de 400 mm (SERRULLA, de Elba partimos del estudio antropológico presente volumen). Basándonos en esta forense (SERRULLA, presente volumen). longitud y según TROTTER Y GLESSER A partir de los datos métricos de las partes (1952, revisado por TROTTER, 1970), la esqueléticas conservadas se utilizan índices o estatura de Elba sería de unos 153 cm, en fórmulas basadas en series de referencia ob- el límite inferior de las mujeres medianas tenidas a partir de grupos humanos similares. según las clases de estatura propuestas por Para el cálculo de la estatura se suele utilizar MARTIN Y SALLER (1957). Si compara- las dimensiones de los huesos largos de las mos esta estatura con la de otros humanos extremidades inferiores, que presentan una mesolíticos de la región (La Braña, los Ca- mejor correlación con la altura total del in- nes), con la mujer magdaleniense de El Mi- dividuo. Una de las series más utilizadas es la rón y con una serie de datos obtenidos para de TROTTER Y GLESER (1958), basada en individuos europeos de diversos períodos la longitud total de los huesos largos y con- cronoculturales (MEIKLEJOHN Y BABB, siderada fiable para poblaciones caucásicas. 2011) se observa claramente que Elba se en- Los restos óseos de la mujer mesolítica cuentra por debajo de la media de las muje- de Chan do Lindeiro son escasos y están res mesolíticas europeas (Figura 2).

Fig. 2. Estatura de Elba en comparación a un conjunto de humanos de diversos períodos prehistóricos europeos (MEIKLEJOHN Y BABB, 2011), La mujer magdaleniense de El Mirón (CARRETERO et al., 2015) y los individuos mesolíticos de La Braña (PRADA MARCOS, 2010) y Los Canes (DRAK HERNÁNDEZ, 2016). Eje vertical izquierdo: longitud del fémur. Eje vertical derecho: estatura correspondiente a hombres (cifras en cursiva) y mujeres (cifras en negrita) calculada según la longitud del fémur (TROTTER, 1970). 98 Grandal-d’Anglade, A. y Vidal Gorosquieta, A. CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017)

A partir del diámetro vertical de la ca- habituales para un humano robusto. El es- beza del fémur es posible estimar la masa tudio antropológico (SERRULLA, presente corporal del individuo, según la fórmula volumen) coincide en señalar que se trata de propuesta por RUFF et al. (1991). Para la una mujer robusta, con inserciones muscula- mujer magdaleniense de El Mirón se calcu- res bien marcadas. ló una masa corporal de 59,6 kg (CARRE- TERO et al., 2015), mientras que la misma 4. RESULTADOS DEL ESTUDIO DE fórmula aplicada a Elba arroja un peso de ISÓTOPOS ESTABLES 56 kg. Otro índice de la robustez de un individuo es el índice de la masa corporal (IMC) La calidad del colágeno extraído a partir que se calcula a partir del peso en kilos del de las muestras estudiadas fue la adecuada, individuo dividido entre el cuadrado de su según se indica en la tabla 3: todos los pará- altura en metros. El IMC de Elba sería, pues, metros de calidad superan los requisitos mí- de 23,9 kg/m2, bastante similar al calculado nimos, por lo que los resultados obtenidos por CARRETERO et al. (2015) de la mujer pueden considerarse fiables. de El Mirón (23,3) y dentro de los valores

Tabla 3. Parámetros de calidad de las muestras estudiadas: %Nos: porcentaje de nitrógeno en polvo de hueso; Rendim.: porcentaje de colágeno obtenido a partir de polvo de hueso; %Ncol y %Ccol: porcentajes de nitró- geno y carbono, respectivamente, en el colágeno obtenido; C/N: relación molecular de carbono y nitrógeno en el colágeno.

Muestra cueva Hueso %N os rendim. %N col %C col C/N Chan do CL-01 base cráneo 1,03 9,7 14,3 38,7 3,1 Lindeiro Chan do CL-12 clavícula 1,42 14,6 13,3 35,6 3,1 Lindeiro Chan do CL-07 petroso 0,86 23,2 11,1 29,8 3,1 Lindeiro E-AB-0-1 Eirós 5º metatarsiano 1,32 12,7 15,7 43,1 3,2 Pala do Re- PR-0-1 5º metatarsiano 0,89 8,2 15,0 40,7 3,2 bolal

Los resultados se presentan en la Tabla 4 y δ15N menores, lo que indica un mayor aporte en la Figura 3 se ofrece un diagrama bivariado vegetal. A su vez, los mesolíticos de La Braña con las señales isotópicas de los grupos estu- se encuentran en una posición intermedia. Los diados. Se observa una diferencia marcada en- humanos de yacimientos costeros cantábricos tre la mujer magdaleniense de El Mirón, cuya se desplazan mucho más hacia valores de δ13C economía se supone basada en la caza y tal más positivos, reflejando un fuerte aporte de vez productos marinos, y los individuos me- alimentos de origen marino (SCHOENIN- solíticos de Los Canes y Elba, con valores de GER Y DENIRO, 1984). CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017) Caracterización isotópica de Elba, la mujer mesolítica... 99

Tabla 4. Resultados de los análisis isotópicos realizados en las muestras humanas de Chan do Lindeiro, Eiros y Rebolal. Ref., referencias: (1) GRANDAL et al. (2010); (2) este trabajo.

Muestra cueva edad 14C BP edad cal BP cronocultura δ13C δ15N ref. Chan do CL-01 7995±70 8829±197 Mesolítico -20,5 8,4 1 Lindeiro Chan do CL-12 8235±51 9212±83 Mesolítico -20,8 8,1 2 Lindeiro valor medio -20,65 8,2 2 Chan do CL-07 Mesolítico -20,5 9,0 2 Lindeiro Pala do PR-0-1 4699±41 5449±96 Neolítico -19,9 10 2 Rebolal E-AB-0-1 Eirós 3151±31 3390±26 Bronce -20,7 7,7 2 100 Grandal-d’Anglade, A. y Vidal Gorosquieta, A. CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017)

Fig. 3. Comparación entre valores isotópicos de humanos del Magdaleniense (círculo negro), Mesolítico (cír- culos blancos), Neolítico (círculo gris oscuro) y Bronce (círculos gris claro) con sus respectivos valores base determinados por ciervos (cuadrado), uros (triángulo) y oso pardo (rombo). Los colores son similares según la edad. Las barras de error representan la desviación típica. CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017) Caracterización isotópica de Elba, la mujer mesolítica... 101

5. DISCUSIÓN tico y durante el Mesolítico se observa una creciente contribución de recursos de origen Entre los valores obtenidos para los hue- marino, principalmente en los asentamien- sos de Elba (cráneo y clavícula) y su hueso tos cercanos a la costa (RICHARDS Y petroso se observa una pequeña diferencia HEDGES, 1999; CHISHOLM et al., 2006). que puede responder a la señal de la lac- Un buen ejemplo de economía paleolíti- tancia que se conserva en dicho hueso, que ca es el de la mujer de El Mirón, con un salto no se remodela a partir de los dos años de trófico con respecto a los herbívoros coetá- edad (JØRKOV et al., 2009). Es sin embar- neos de 7,4‰ para el N y de 2,2‰ para el C. go una diferencia escasa, de 0,8‰ para el Esta diferencia es superior a la calculada para δ15N. En humanos actuales y arqueológi- un paso en la cadena trófica (O’CONELL et cos la diferencia entre los plenos lactantes y al., 2012), lo que indica que la mujer de El sus madres la señal aumenta entre 2 y 3‰ Mirón pudo haber incorporado en su dieta (FOGEL et al., 1989; FULLER et al., 2006) una apreciable proporción de alimentos de y va disminuyendo paulatinamente duran- origen marino. La combinación de ambos te el destete hasta que el infante adquiere valores isotópicos permite calcular un apor- una alimentación similar a la de los adultos te de aproximadamente el 20% de proteína (TSUTAYA Y YONEDA, 2015). Dada la marina en su dieta (GARCÍA-GONZÁLEZ escasa diferencia entre el petroso de Elba y et al., 2015). El aporte de alimentos marinos los huesos que sí se remodelan, y suponien- se observa muy marcadamente en los yaci- do que su alimentación haya sido similar a mientos mesolíticos costeros (algunos de la de su progenitora, su período de lactancia ellos procedentes de concheros) de Colomba, no debió de ser muy prolongado. Se ha pro- Poza l’Egua y Jaizkibel, con una desviación puesto que la lactancia breve es más carac- importante hacia valores menos negativos terística de las sociedades de productores, de δ13C. El aporte sustancial de proteína dada la mayor disponibilidad de alimentos animal marina es una constante en los yaci- adecuados para el destete, mientras que en mientos costeros mesolíticos de Europa (RI- las sociedades de cazadores-recolectores la CHARDS Y HEDGES, 1999), pero en los lactancia se prolongaba más (SCHURR et yacimientos situados más hacia el interior, al., 2005; HUMPHREY, 2014). los valores disminuyen. Así los individuos En lo que respecta a las muestras de di- de La Braña se encuentran en una posición versos huesos que representan los últimos intermedia entre la mujer de El Mirón y 10 años de vida, aproximadamente, de cada Elba. La alimentación de los individuos de individuo, se observa la variación esperable La Braña estaría basada principalmente en en la mayor parte de los casos. En general, proteína terrestre de origen animal. Aún así, las señales isotópicas de restos humanos del los valores de la fauna utilizados como línea Paleolítico o Mesolítico muestran un tipo base muestran una fluctuación en elδ 13C en- de dieta principalmente basada en los recur- tre el Magdaleniense y la etapa posglaciar de sos animales terrestres, con valores de δ15N aproximadamente -1‰. Esta diferencia debe superiores incluso a los de carnívoros conser tenida en cuenta al comparar las señales temporáneos, y de δ13C poco negativos (RI- de humanos de una y otra época, ya que en CHARDS, 2009). Hacia el final del Paleolí- este caso, los valores de δ13C de La Braña 102 Grandal-d’Anglade, A. y Vidal Gorosquieta, A. CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017)

pueden ser comparables a los de la mujer de En cualquier caso, destaca la diferencia El Mirón, y no se puede descartar un cierto neta de entre la señal isotópica de los huma- componente marino en su dieta. nos mesolíticos y la de los osos pardos de la En el caso de Elba, el acceso a alimen- región. Loso osos serían prácticamente her- tos de origen marino es muy poco probable, bívoros, aunque probablemente se alimenta- dada la distancia geográfica y la complicada ron en zonas de mayor altitud topográfica orografía de la zona, y lo mismo podríamos que los humanos, con el consiguiente efecto decir acerca de los individuos de Los Canes. en la desviación de la señal del carbono ha- Los valores isotópicos de Elba reflejan, en cia valores más positivos (HEATON, 1999). comparación con los de los humanos meso- Sin embargo, los humanos neolíticos líticos de La Braña, un menor consumo de prácticamente abandonaron los recursos proteína animal. Su señal isotópica se ase- marinos y la contribución de carne en su meja más al individuo de la cercana cueva alimentación disminuyó considerablemente. de Eirós, ya de la Edad del Bronce. En re- Su dieta pasó a estar basada principalmen- lación a la señal isotópica de los herbívoros te en el consumo de cereales (RICHARDS, contemporáneos, se observa un salto trófico 2002; RICHARDS et al., 2003) y sus seña- menor: entre Elba y los uros, la diferencia les isotópicas señalan fielmente este cambio, es de 3,8‰ para el δ15N y de 0,8‰ para el como se observó en diversos yacimientos δ13C. Estos valores indican que los aportes neolíticos portugueses (LUBELL et al., proteicos en la dieta de Elba no procedían 1994). Sólo disponemos de un dato aislado sólo de productos animales, sino también de del Neolítico para comparar las señales iso- vegetales. tópicas, situado en Rebolal (Serra da Enciña También los individuos mesolíticos de da Lastra), más al sur y en una zona de me- Los Canes tienen valores de δ15N similares nores altitudes topográficas, y su señal iso- a los de Elba, salvo en un caso. Además sus tópica es más alta en δ15N y menos negativa valores de δ13C se encuentran en el extremo en δ13C, como si su dieta hubiera incluido del intervalo característico para la alimenta- más proteína animal que Elba. Además, dis- ción basada en proteínas de origen terrestre ponemos del dato del humano del Bronce (SCHOENINGER et al., 1983). Es posible de la cercana cueva de Eirós y de otros hu- que el acceso a los recursos marinos en esta manos del Bronce que se encuentran en la comunidad fuera muy escaso, y que obtuvie- Serra da Enciña da Lastra (Cova do Santo). ran sus alimentos, animales y vegetales, en Los humanos del Bronce de Cova do San- zonas elevadas de la montaña, donde la pre- to muestran señales de δ15N y de δ13C más sión parcial de CO2 y la escasez de vegeta- elevadas que el de Eirós, lo que podría res- ción producen valores de δ13C más positivos ponder a un microclima más templado (que (HEATON, 1999). Otra posibilidad sería un eleva las señales isotópicas desde la base de elevado consumo de plantas C4, como el la cadena trófica) hacia el sur, más que un mijo (VAN DER MERWE, 1982), pero éste mayor consumo de proteína animal. El salto no fue cultivado en la región hasta varios trófico de los humanos del Bronce de esta milenios después, en la transición entre la zona con respecto a los herbívoros cantábri- Edad del Bronce y la del Hierro (VÁZQUEZ cos de la misma época es más elevado que el VARELA, 1993). de Elba o el individuo de Eirós, pero estos CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017) Caracterización isotópica de Elba, la mujer mesolítica... 103

herbívoros no son adecuados para delimitar dencia de caries en las poblaciones ibéricas un valor isotópico basal, al encontrarse en es mayor a partir del Calcolítico (CEPE- una región de diferentes características to- RUELO et al., 2015) y se relaciona prefe- pográficas y climáticas. Valores de δ15N y de rentemente con el aumento de cereales en δ13C similares a los de Rebolal y Cova do la alimentación debida al advenimiento de Santo se encontraron entre humanos meso- las prácticas agrícolas, pero también se ha líticos del Valle del Sado, en Portugal (FON- visto una incidencia de esta patología en po- TANALLS-COLL et al., 2014), pero su sal- blaciones de cazadores-recolectores (HUM- to trófico con respecto a la fauna local de la PHREY et al., 2014) debida a la ingesta de época es similar al calculado para Elba. plantas silvestres ricas en hidratos de carbo- Una clave más para interpretar la señal no o almidón. En las inmediaciones y con- isotópica de Elba viene de un rasgo parti- temporáneamente a la vida de Elba, los es- cular observado en la única pieza dentaria tudios polínicos del relleno sedimentario de recuperada entre los materiales del colapso la laguna de Lucenza (SANTOS et al., 1997) de la dolina en la Sima de Chan do Lindeiro, muestran el descenso del pino y el abedul, y que presenta una caries muy desarrollada el comienzo de la expansión del roble, que se que afecta la cavidad pulpar (SERRULLA, puede traducir en la disponibilidad de bello- este volumen). La presencia de caries es muy tas, con alto contenido en carbohidratos. El infrecuente en los cazadores-recolectores registro también incluye la presencia apre- paleolíticos, pero va aumentando en los ciable de Poáceas, incluyendo cereales que, humanos neolíticos con economía agríco- aún siendo probablemente silvestres, pola, debido al elevado consumo de hidratos drían haber servido de alimento a Elba, ade- de carbono presentes en los cereales (LAR- más de otras posibles herbáceas con rizomas SEN, 1995). En la muestra incluida en este o bulbos ricos en almidón. Además, el regis- estudio, sólo algunos de los individuos metro climático contenido en una estalagmita solíticos de Los Canes presentan caries, es- de la cercana cueva de Arcoia, también en O pecialmente los individuos 1 y 3 (DRAK, Courel, indica un clima seco y templado en 2016). De Eirós o Rebolal no existen datos, esta época (RAILSBACK et al., 2011), pro- por haberse recuperado en ambos casos un picio para el desarrollo de estos vegetales. sólo elemento óseo poscraneal. La similitud Por último, queda buscar una interpreta- de los valores isotópicos de Elba y los indivi- ción a la relación entre Elba y los tres jóvenes duos con caries de Los Canes (del individuo uros recuperados con ella. La señal isotópi- 2A no se preservan piezas dentales, por lo ca de Elba dista mucho de ser la de un típico que no es posible determinar la presencia o cazador-recolector, y sólo queda interpretar ausencia de caries) puede tener relación con que, de haber una relación directa entre los una alimentación en la que abundan más los uros y la humana, es probable que no fuera vegetales que en épocas anteriores u otras la de cazador-presa. Es arriesgado, sin em- zonas con acceso directo a productos de ori- bargo, proponer que esa relación pudiera gen marino. haber sido un episodio de domesticación El desarrollo de caries no puede rela- incipiente. En los yacimientos cantábricos cionarse directamente con la agricultura la neolitización comienza a ser patente hace (TAYLES et al., 2009). Ciertamente, la inci- unos 7500 años antes del presente (FANO 104 Grandal-d’Anglade, A. y Vidal Gorosquieta, A. CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017)

et al., 2015), con una agricultura incipien- mentación basada en proteínas terrestres, te, mientras que medio milenio después ya mientras que la señal de los humanos en se registran animales inequívocamente do- yacimientos cercanos a la costa indica clara- mésticos (CUBAS, 2016). Aunque es posi- mente el aporte de proteína marina. ble pensar que el proceso de domesticación A diferencia de los humanos paleolíti- pudo haber comenzado mucho antes, el de- cos, el aporte de proteína animal es menor bate sigue residiendo en el origen del cambio en Elba y los humanos de Los Canes, pro- hacia una economía productiva: si se acepta bablemente reflejando la disponibilidad de generalmente que este cambio vino promo- nuevos recursos vegetales a partir del atem- vido por difusión demográfica de pequeños peramiento climático del Holoceno. La pre- grupos de humanos neolíticos desde sus cen- sencia de caries en estos individuos también tros de origen en el Oriente Medio, seguida apunta hacia el consumo de vegetales ricos por un proceso de aculturación de los meso- en hidratos de carbono. líticos locales, tampoco se puede negar que Los datos obtenidos a partir de los res- éstos hubieran iniciado ese camino por su tos esqueléticos de Elba y su comparación cuenta, adaptándose a los nuevos recursos, con los de otros humanos mesolíticos de la tanto vegetales como faunísticos, que la de- región muestran una variedad de estrategias glaciación ponía a su alcance. alimentarias en este período que se relacio- Del estudio de la evolución de las tipolo- nan, más que con la cronología, con la dis- gías de los yacimientos, la industria y la cerá- ponibilidad de nuevos recursos, ya fueran mica, los ritos funerarios o la fauna domés- los alimentos de origen marino en los asen- tica y silvestre, en el Cantábrico se propone tamientos costeros o el aprovechamiento de un proceso de neolitización en mosaico, del nuevos frutos y plantas. que los grupos mesolíticos también tomaban Los datos de los humanos de Rebolal parte (FANO et al., 2014). En este contexto (Neolítico) y Eirós (Bronce) representan es posible pensar que pudieran darse casos de a individuos aislados por lo que a partir domesticación incipiente de las faunas silves- de ellos no se puede generalizar un tipo de tres, como podría haber sido el caso de Elba. comportamiento alimenticio determinado, Un estudio genético detallado de los restos de aunque parecen indicar una cierta continui- uro y de vaca doméstica de Chan do Lindeiro dad en el tipo de dieta de cada zona. y otras cuevas de la zona permitiría dilucidar La relación de Elba y los tres uros con si estos u otros animales silvestres contribu- los que fue recuperada sigue siendo incierta, yeron a la formación de las cabañas domés- aunque todo parece indicar que esta peque- ticas posteriores. ña mujer y los animales se precipitaron a la vez en el la dolina que colapsó hacia la sima 6. CONCLUSIONES donde posteriormente fueron encontrados. En este contexto podríamos suponer que su Tanto Elba como los humanos calcolí- coincidencia en el espacio y el tiempo no fue ticos de Los Canes, también procedentes de casual, y que tal vez responda a un incipien- un yacimiento alejado de la costa, presentan te episodio de domesticación en un entorno señales isotópicas compatibles con una ali- que cambiaba con rapidez. CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017) Caracterización isotópica de Elba, la mujer mesolítica... 105

AGRADECIMIENTOS y León. León. BOCHERENS, H., BILLIOU, D., PA- Este trabajo hubiese sido imposible sin la TOU-MATHIS, M., BONJEAN, D., ayuda prestada por los espeleólogos que co- OTTE, M. y MARIOTTI, A. 1997. laboraron durante el recorrido y los trabajos Palaeobiological implications of the en las cuevas. Especialmente agradecemos la isotopic signatures (13C, 15N) of fos- colaboración del Club G.E.S. Brigantium de sil mammal collagen in Scladina Cave A Coruña, cuyos miembros descubrieron los (Sclayn, Belgium). Quaternary Research primeros restos de Elba, y el Clube de Espe- 48: 370-380. leoloxía A Trapa (CETRA) de Vigo, cuyos BOCHERENS, H., DRUCKER, D., BIL- miembros se encargaron de la recuperación de LIOU, D. y MOUSSA, I. 2005. Une los restos óseos de Elba en un depósito muy nouvelle approche pour évaluer l’état inestable y ciertamente peligroso. Este traba- de conservation de l’os et du collagène jo se encuadra en el Programa de Consolida- pour les mesures isotopiques (datation ción e Estructuración Redes (R2014/024) de au radiocarbone, isotopes stables du car- la Xunta de Galicia y en el proyecto de inves- bone et de l’azote). L’Anthropologie 109, tigación BIOGEOS (CGL2014-57209-P) del 557–567. Ministerio de Economía y Competitividad. CARRETERO, J.M., QUAM, R.M., GÓMEZ-OLIVENCIA, A., CASTIL- 7 . BIBLIOGRAFÍA LA, M., RODRÍGUEZ, L. y GARCÍA- GONZÁLEZ, R. 2015. The Red Lady of AMBROSE, S.H. 1990. Preparation and El Mirón Cave: Lower Magdalenian Hu- characterization of bone and tooth col- man Burial in Cantabrian Spain. Journal lagen for stable carbon and nitrogen iso- of Archaeological Science 60, 10–27. tope análisis. Journal of Archaeological CASEY, M.M. y POST, D.M. 2011. The Science 17: 431-451. problem of isotopic baseline: Recon- ARIAS, P. 2005-2006. Determinaciones de structing the diet and trophic position isótopos estables en restos humanos de of fossil animals. Earth-Science Reviews la región Cantábrica. Aportación al es- 106, 131–148. tudio de la dieta de las poblaciones del CEPERUELO, D., LOZANO, M., DU- Mesolítico y el Neolítico. Munibe Arque- RAN-SINDREU, F. y MERCADÉ, M. ología-Antropología 57, 359 - 374. 2015. Supernumerary fourth molar and ARIAS, P. y SCHULTING, R.J. 2010. dental pathologies in a Chalcolithic in- Análisis de isótopos estables sobre los dividual from the El Mirador Cave site restos humanos de La Braña-Arintero. (Sierra de Atapuerca, Burgos, Spain). Aproximación a la dieta de los grupos Journal of Comparative Human Biology mesolíticos de la cordillera cantábrica. 66, 15-26. En: Vidal Encinas y Prada Marcos, CHISHOLM, B.S.; NELSON, D.E. y Coords., Los hombres mesolíticos de la SCHWARCZ, H.P. 2006. Stable carbon cueva de La Braña-Arintero (Valdelu- isotope ratios as a measure of marine gueros, León), pp. 129-137. Consejería versus terrestrial protein in ancient diets. de Cultura y Turismo, Junta de Castilla Science 216, 1131-1132. 106 Grandal-d’Anglade, A. y Vidal Gorosquieta, A. CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017)

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Cadernos Lab. Xeolóxico de Laxe Coruña. 2017. Vol. 39, pp. 111 - 128 ISSN: 0213-4497

Análisis Genético del Individuo de Chan do Lindeiro: Caracterización de su Mitogenoma y Situación de la Muestra en el Contexto Paleogenético Europeo Genetic Analysis of the Individual of Chan do Lindeiro: Characterization of her Mitogenome and Situation of the Sample in the European Paleogenic Context

GONZALEZ FORTES, G.1,2,3, GRANDAL D’ANGLADE, A.3, VIDAL ROMANÍ, J.R.3 y HOFREITER, M.1,2

(1) Department of Biology, The University of York, YO10 5DD, Reino Unido (2) Institute for Biochemistry and Biology. University of Potsdam, 14476 Potsdam OT Golm, Alemania (3) Instituto Universitario de Xeoloxía. Universidade da Coruña. ESCI, Campus de Elviña s/n. 15071 A Coruña, España

Resumen En este trabajo se presentan los primeros resultados de un estudio de paleogenética realizado en los restos óseos de Elba, la mujer mesolítica de Chan do Lindeiro (Pedrafita do Cebreiro, Lugo). El estudio se realizó a nivel de ADN mitocondrial completo y de marcadores nucleares relacionados con rasgos fenotípicos, como pigmentación y tolerancia a la lactosa. El método se basa en el enriquecimiento mediante captura por hibridación de ADN mitocondrial y genómico, seguido de secuenciación de alto rendimiento. La cobertura obtenida para los marcadores genómicos resultó insuficiente, pero el genoma mitocondrial se recuperó en un 99%. La mujer de Chan do Lindeiro pertenece al haplogrupo U, característico de los cazadores recolectores europeos, y dentro de éste, en el subhaplotipo U5b1, cuyo origen se sitúa en la Península Ibérica hace unos 16-20000 años. 112 Gonzalez, G., Grandal, A., Vidal, J.R.y Hofreiter, M. CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017)

Palabras clave: ADN mitocondrial antiguo, secuencias NGS, Mesolítico, Chan do Lindeiro, Galicia

Abstract In this work the first results of a paleogenetic study are presented in the bone remains of Elba, the mesolithic woman of Chan do Lindeiro (Pedrafita do Cebreiro, Lugo). The study was performed at the level of complete mitochondrial DNA and of nuclear markers related to phenotypic traits, such as pigmentation and lactose tolerance. The method is based on enrichment by hybridization capture of mitochondrial and genomic DNA, followed by high throughput sequencing. The coverage obtained for the genomic markers was insufficient, but the mitochondrial genome was recovered by 99%. The Chan do Lindeiro woman belongs to the haplogroup U, characteristic of the European hunter gatherers and within this, in the subhaplotype U5b1, whose origin is located in the Iberian Peninsula some 16-20000 years ago.

Key words: Ancient mDNA, NGS sequencing, Mesolithic, Chan do Lindeiro, Galicia CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017) Análisis genético del individuo de chan do lindeiro... 113

INTRODUCCIÓN cuencia en consonancia con lo que ocurre en el resto de Europa con la llegada de la agri- Desde el punto de vista genético, las cultura. poblaciones mesolíticas de la Europa Oc- A nivel de ADN nuclear, el reciente de- cidental se caracterizan por su homogenei- sarrollo de nuevas tecnologías de captura y dad. Los estudios genéticos de restos de secuenciación genómica ha permitido la re- cazadores-recolectores europeos coinciden cuperación de un elevado numero de mar- en la prevalencia del haplogrupo mitocon- cadores nucleares en muestras prehistóricas drial U, desde el Pleistoceno Superior al Ho- y en algunos casos, de genomas nucleares loceno y hasta el comienzos del Neolítico, completos (LAZARIDIS et al., 2014; 2016; cuando nuevos haplogrupos asociados a los GAMBA et al., 2015, JONES et al., 2015, primeros agricultores empiezan a aparecer HAAK et al., 2015). En base al estudio de en Europa (PINHASI et al., 2012; LAZA- estos genomas antiguos y su comparación RIDIS et al., 2014, JONES et al., 2015). Un con poblaciones actuales se ha llegado a la estudio reciente que reúne mas de 60 mues- identificación de al menos tres componen- tras de cazadores-recolectores europeos de tes ancestrales en las poblaciones europeas: hasta 35000 años de antigüedad (Posth et una componente que deriva de poblaciones al., 2016) explica esta prevalencia como el paleolíticas del Norte Euroasiático; una que resultado de una crisis demográfica en torno procede de las poblaciones de cazadores- al ultimo máximo glacial hace unos 14000 recolectores de la Europa Occidental; y por años, que habría reducido drásticamente la ultimo, una componente derivada de los pri- variabilidad genética de las poblaciones an- meros granjeros europeos (LAZARIDIS et cestrales en Europa. al., 2014). Todos los individuos mesolíticos Particularmente en la Península Ibéri- analizados hasta la fecha en la Europa Oc- ca se han estudiado un total de 25 muestras cidental (LAZARIDIS et al., 2014; SCKO- humanas prehistóricas a nivel de ADN mito- GLUND et al., 2014; JONES et al., 2015; condrial completo (SÁNCHEZ-QUINTO et HAAK et al., 2015), se sitúan fuera de la al., 2012; GUNTER et al., 2015; OLALDE variabilidad genética de las poblaciones eu- et al., 2015; POSH et al., 2016). Solo una de ropeas actuales, pero se agrupan entre ellos estas muestras corresponde al periodo meso- formando el clúster denominado WHG lítico en España (La Braña 1, SÁNCHEZ- (west hunter-gatherers, cazadores-recolec- QUINTO et al., 2012; OLALDE et al., tores occidentales), lo que confirma las ob- 2014), mientras que las otras 24 presentan da- servaciones basadas en ADNmt en cuanto a taciones correspondientes a diferentes épocas la poca variabilidad genética de estas pobla- del Neolítico. El individuo de La Braña fue ciones mesolíticas. asignado al haplotipo U5b2c1 (SÁNCHEZ- Además de estudios poblacionales, en QUINTO et al., 2012; OLALDE et al., 2015) algunos casos, la disponibilidad de marca- y un 16.6% de las muestras neolíticas se asig- dores nucleares ha permitido estudiar carac- naron a diferentes subhaplotipos del U5b, lo teres fenotípicos en muestras prehistóricas. que constata la supervivencia de este grupo Concretamente, en la Península Ibérica se en la Península durante la época Neolítica, han podido identificar en los restos de La si bien se observa una disminución de su fre- Braña marcadores nucleares relacionados 114 Gonzalez, G., Grandal, A., Vidal, J.R.y Hofreiter, M. CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017)

con pigmentación de piel, cabello y ojos, lo del individuo y con el paso del tiempo, es que llevo a la identificación de ojos de colo- mas probable que se conserven fragmentos ración clara por primera vez en un individuo de ADN mitocondrial que de nuclear. En preneolítico. Así, el individuo de La Braña el caso de Elba, una muestra de casi 10000 se describió como un hombre de aspecto ro- años de antigüedad, se recurrió a tecnolo- busto, tez oscura y ojos azules y esta imagen gía genómica puntera para la recuperación se ha venido utilizando como imagen carac- de ADNa, concretamente se llevo a cabo terística de los cazadores-recolectores de la un proceso de enriquecimiento basado en la Europa Occidental (Fig. 1). Sin embargo, captura por hibridación de ADN mitocon- en los últimos dos anos, el estudio de nue- drial y genómico, seguido de secuenciación vas muestras ha llevado a la identificación de alto rendimiento en una plataforma Illu- de distintos fenotipos para pigmentación en mina HiSeq2000. Gracias a esta tecnología el mesolítico europeo (JONES et al., 2015), se pudo verificar la autenticidad del ADN poniendo en entredicho la prevalencia de los de la muestra y recuperar su genoma mito- ojos claros en estas poblaciones. El caso de condrial con una cobertura media en torno la Braña nos recuerda lo poco que sabemos a 50X. En el caso de los marcadores nuclea- aun de las poblaciones humanas antiguas, res, la cobertura fue del 0.1x, lo que no es especialmente en la Península Ibérica, y la suficiente para su genotipado, por lo que necesidad de aportar nuevos datos a fin de su estudio se esta completando en la actua- evitar generalizaciones desacertadas. lidad con otro proyecto de mayor enverga- En este estudio llevamos a cabo el estu- dura que incluye la secuenciación genómica dio genético de la muestra humana de Chan completa del individuo de Chan do Lindeiro do Lindeiro a nivel de ADN mitocondrial (FORTES et al., en preparación). completo y de marcadores nucleares relacio- Elba es el individuo mas antiguo estu- nados con rasgos fenotípicos, como pigmen- diado a nivel genético en el mesolítico de la tación y tolerancia a la lactosa. El ADN mi- Península Iberia y es también la muestra an- tocondrial ha sido el marcador de elección tigua mas occidental estudiada en Europa. en la mayor parte de los estudios de ADN La caracterización de su genoma contribuye antiguo (ADNa) realizados hasta la fecha. a profundizar en el conocimiento de las po- Es el ADN de las mitocondrias, que pueden blaciones antiguas, cuáles eran los vínculos estar presentes en las células vivas en nume- genéticos entre ellas, como se desarrollaron ro de cientos, por lo que cada célula contiene demográficamente a lo largo de la prehisto- centenares de copias de los genes mitocon- ria y en que medida su legado genético ha driales, en contraste con el ADN nuclear, llegado a nuestros días, contribuyendo o no del que solo porta dos copias por gen, la a la composición genómica de las poblacio- materna y la paterna. Así, tras la muerte nes europeas actuales. CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017) Análisis genético del individuo de chan do lindeiro... 115

Fig. 1. Reconstrucción del aspecto típico de un cazador-recolector del mesolítico Ibérico basada en las predic- ciones fenotípicas de OLALDE et al., 2014. 116 Gonzalez, G., Grandal, A., Vidal, J.R.y Hofreiter, M. CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017)

MATERIAL Y MÉTODOS raíz del molar fueron utilizados para llevar a cabo dos extracciones independientes. En El procesado de las muestras de Chan do cada caso el polvo de hueso se incubo con Lindeiro, incluyendo la descontaminación EDTA y proteinasa K a 37 grados y en rota- de las mismas, la extracción de ADN y la ción suave durante 12-16h. A continuación construcción de librerías genómicas para se siguió el protocolo de ROHLAND et al. secuenciación se llevo a cabo en la Univer- (2010), especialmente diseñado para la ex- sidad de York (Reino Unido), en un labo- tracción de ADN a partir de muestras anti- ratorio de ADNa especialmente diseñado guas. Finalmente se obtuvo un volumen de para la manipulación de restos arqueológi- 50 µl de extracto a partir de cada una de las cos. Dicho laboratorio dispone de estancias dos muestras (femoral y raíz). exclusivamente dedicadas al procesado de Construcción de librerías NGS y captu- muestras antiguas, con espacios presuriza- ra por hibridación das para evitar la entrada de aire no filtrado De cada uno de los extractos se utilizaron del exterior, así como lámparas de luz ultra- 20 µl para la construcción de librerías NGS violetas para la esterilización de todas las (Next Generation Sequencing) siguiendo el superficies y materiales que han de estar en protocolo de MEYER Y KIRCHER 2010, contacto con las muestras antiguas. con las modificaciones propuestas por FOR- TES Y PAIJMANS 2015. En la construc- Descontaminación de la muestra y extracción ción de las librerías a partir de la muestra de del ADN fémur se utilizaron adaptadores marcados con una secuencia index diferente a la utili- La extracción de ADN se llevo a cabo a zada en las librerías construidas a partir de partir de material óseo y dentario de la mues- la raíz del molar, a fin de diferenciar el ADN tra, concretamente se utilizaron un fragmen- extraído a partir de una y otra muestra. Las to del hueso femoral y la raíz de un molar. librerías construidas se amplificaron en cua- Previamente a la extracción, los restos óseos tro PCRs paralelas de 12 ciclos cada una, y y dentario fueron descontaminados a fin de los productos de estas PCRs se juntaron y minimizar la presencia de ADN exógeno. En purificaron en una columna MinElute. A fin este proceso, los fragmentos fósiles se expu- de aumentar el numero de copias de los frag- sieron a luz ultravioleta durante 10 minutos mentos de ADN para la captura, el volumen cada lado. A continuación se procedió a la total del purificado (20 µl) se utilizo como eliminación de la capa mas externa del hue- molde para otras cuatro reacciones paralelas so, utilizando una sierra eléctrica y material de 12 ciclos, y los productos de estos se vol- de pulido desechable. Finalmente, el hueso vieron a juntar para su purificación en una pulido se expuso nuevamente a luz u.v. du- sola columna MinElute. Este ultimo purifi- rante 10 minutos por cada una de sus caras. cado se cuantifico en un aparato Nanodrop El hueso descontaminado fue pulverizado y se sometió al protocolo de enriquecimien- usando morteros de cerámica previamente to mediante captura por hibridación. esterilizados con lejía durante 24h. Para la captura de ADN mitocondrial y Doscientos cincuenta miligramos de pol- de los SNPs nucleares se siguió el protocolo vo del hueso femoral y 50 mg de polvo de la de HODGES et al. (2009), con las optimiza- CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017) Análisis genético del individuo de chan do lindeiro... 117

ciones descritas por FORTES y PAIJMANS 2011) para eliminar restos de la secuencia (2015) para muestras antiguas. La captu- del adaptador P7 en los extremos 3’ y la se- ra se llevo a cabo en un microarray 244k cuencia index del extremo 5’, así como todas DNA SureSelectTM (Agilent, Boblingen, aquellas secuencias en las que los índices de Germany), cubierto por sondas especificas las extremos 5’ y 3’ no fueran coincidentes, para la hibridación de ADN mitocondrial ya que esto es indicativo de la formación de humano y de las secuencias de ADN que quimeras durante la amplificación PCR de contienen los SNPs de pigmentación y to- los productos de la captura. Durante este lerancia a la lactosa. Para el diseño de las procedimiento, fueron descartadas también sondas mitocondriales se utilizo como refe- todas las secuencias de longitud inferior a rencia la secuencia revisada de Cambridge 25 nucleótidos a fin de evitar alineamientos (NC_012920), mientras que para los SNPs espurios en etapas posteriores. Las secuen- las sondas se diseñaron a partir de secuencias libres de adaptadores que superaron el cias de 100 pares de bases en torno a los mis- filtro de longitud, se alinearon al genoma mos, tomando como genoma de referencia de referencia –rCRS para el mitocondrial y el hg19 (también conocido como Built37). los correspondientes cromosomas del hg19 En ambos casos, tanto para el mitocondrial para la localización de los SNPs-. Para el ali- como para el nuclear, se construyeron son- neamiento se utilizo el programa bwa-0.5.9 das de 60 nucleótidos de longitud, con un (LI y DURBIN, 2009) y a continuación sa- solapamiento de 2 bases hasta cubrir la lon- mtools 0.1.19-44428 para el indexado, elimi- gitud total de las secuencias de referencia. nación de secuencias clónicas y filtrado de El array y las librerías se mantuvieron calidad (-q30) de las secuencias mapeadas. en contacto y en rotación suave a 65 grados Para evitar errores de genotipado asociados durante 72h. Concluido el tiempo de hibri- a la degradación del ADN en muestras an- dación, el eluído fue amplificado y usado de tiguas, se descartaron 5 nucleótidos en cada nuevo para una segunda ronda de hibrida- uno de los extremos 5’ y 3’ de las secuencias, ción de otras 72h, siguiendo las indicaciones ya que estos son mas sensibles a la desami- de FORTES y PAIJMANS (2015). nación de las citosinas a timinas (BRIGGS et al., 2007). Todos los sitios polimórficos Secuenciación del ADN y procesado de los identificados se confirmaron a través de la datos NGS visualización directa de los alineamientos en Tablet 1.13.05.02 (MILNE et al., 2013) en el El pool de librerías femorales y las del caso de las secuencias mitocondriales y en molar se secuenciaron en un lane de la pla- IGV, en el caso de las secuencias SNP. La taforma HiSeq2000 de Illumina, en modo cobertura del genoma mitocondrial se de- 100SE en el Danish National Sequencing termino usando el programa GATK (MAC- Centre de la Universidad de Copenhague. KENNA et al., 2010). A fin de testar la au- Los archivos BCL resultantes se convir- tenticidad de las secuencias de ADN se uti- tieron al formato fastq usando el pipeline lizó el software MapDamage (GINOLHAC de Illumina para la identificación de bases et al., 2011), que cuantifica y representa grá- (Illumina Pipeline v1.4). A continuación se ficamente la presencia de desaminación de uso el programa Cutadapt v1.3 (MARTIN, las citosinas en los extremos de las secuen- 118 Gonzalez, G., Grandal, A., Vidal, J.R.y Hofreiter, M. CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017)

cias. Este daño molecular se ha encontrado guos usando el software MUSCLE. Para de forma consistente en muestras antiguas el alineamiento se incluyeron las secuen- y es una característica que actualmente se cias mitocondriales completas de La Braña utiliza para confirmar la autenticidad de las (OLALDE et al., 2014), de 35 individuos del mismas (KRAUSE et al., 2010; ORLAN- Paleolítico Superior y Holoceno europeo DO et al., 2011). publicadas recientemente por POSTH et al. (2016) y 24 mitogenomas de distintas épo- Caracterización del haplotipo mitocondrial cas del neolítico en España (GUNTHER et al., 2015; HAAK et al., 2015; OLALDE Los polimorfismos con una cobertura de et al., 2015). El alineamiento se utilizó para 3 o mas secuencias fueron utilizados para la construcción de un árbol filogenético de identificar el haplotipo mitocondrial de los máxima verosimilitud (Maximum Likeli- restos de Elba. Para la asignación del ha- hood Tree) en RaxML (STAMAKIS, 2014). plotipo se uso Haplogrep (http://haplogrep. Como outgroup se utilizo el mitocondrial uibk.ac.at/index.html), una herramienta on- completo de un individuo Neanderthal de line que permite la comparación automática Vindija (FM865410.1). El árbol se constru- del conjunto de posiciones polimórficas con yo con un 95% de deleción parcial y bajo la completa y actualizada filogenia mitocon- el método GTR+G. El soporte estadístico drial de Phylotree (http://www.phylotree. del árbol generado se testo con 500 replicas org/). bootstrap. Estima de los niveles de contaminación La filogenia generada se visualizó en La presencia de contaminantes en las se- FigTree v1.4.2 (http://tree.bio.ed.ac.uk/soft- cuencias de ADNmt se evaluó como la pro- ware/) y finalmente se redefinió en Inkscape porción de bases secundarias (distintas a la (https://inkscape.org/en/). base mayoritaria) en posiciones diagnostico para la definición del haplogrupo. Se con- Caracterización fenotípica sideraron posiciones diagnósticos aquellas identificadas por Haplogrep para asignar La Tabla 1 recoge los SNP incluidos en un determinado haplotipo. El porcentaje el microarray para la captura de marcadores de contaminación en la muestra se estimo nucleares asociados con rasgos fenotípicos. como la proporción de bases secundarias del Esta tabla incluye los ocho marcadores del total de secuencias cubriendo las posiciones sistema 8-plex (SPICHENOK et al., 2011; diagnostico. PNEUMAN et al., 2012) y los 24 del Hiris- plex (WALSH et al., 2013) para la predic- Análisis filogenético ción del color de ojos, cabello y piel. Ade- más de estos, también se incluyeron en el La secuencia consenso del mitocondrial array sondas que cubren loci relacionados completo de Chan do Lindeiro se alineo a con la tolerancia a la lactosa: rs4988235 y otras 60 secuencias de mitogenomas anti- rs4988235. CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017) Análisis genético del individuo de chan do lindeiro... 119

Tabla 1. Panel de SNPs utilizados en la captura para la predicción de rasgos fenotípicos.

Posición cromosómica Gen SNP Sistema predictivo Referencia en hg19 MC1R N29insA Hirisplex Walsh et al., 2013 MC1R rs11547464 Chr16: 89,986,091 Hirisplex Walsh et al., 2013 Walsh et al., 2013, MC1R rs885479 Chr16: 89,986,154 8-Plex, Hirisplex Pneuman et al., 2012 MC1R rs1805008 Chr16: 89,986,144 Hirisplex Walsh et al., 2013 MC1R rs1805005 Chr16: 89,985,844 Hirisplex Walsh et al., 2013 MC1R rs1805006 Chr16: 89,985,918 Hirisplex Walsh et al., 2013 MC1R rs1805007 Chr16: 89,986,117 Hirisplex Walsh et al., 2013 MC1R rs1805009 Chr16: 89,986,546 Hirisplex Walsh et al., 2013 MC1R Y152OCH Hirisplex Walsh et al., 2013 MC1R rs2228479 Chr16: 89,985,940 Hirisplex Walsh et al., 2013 MC1R rs1110400 Chr16: 8,998,6130 Hirisplex Walsh et al., 2013 SLC45A2 rs28777 Chr5: 33,958,959 Hirisplex Walsh et al., 2013 Walsh et al., 2013, SLC45A2 rs16891982 Chr5: 33,951,693 8-Plex, Hirisplex Pneuman et al., 2012 KITLG rs12821256 Chr12: 89,328,335 Hirisplex Walsh et al., 2013 EXOC2 rs4959270 Chr6: 457,748 Hirisplex Walsh et al., 2013 Walsh et al., 2013, IRF4 rs12203592 Chr6: 396,321 8-Plex, Hirisplex Pneuman et al., 2012 TYR rs1042602 Chr11: 88,911,696 Hirisplex Walsh et al., 2013 OCA2 rs1800407 Chr15: 28,230,318 Hirisplex Walsh et al., 2013 SLC24A4 rs2402130 Chr14: 92,801,203 Hirisplex Walsh et al., 2013 Walsh et al., 2013, HERC2 rs12913832 Chr15: 28,365,618 8-Plex, Hirisplex Pneuman et al., 2012 ASIP/PIGU rs2378249 Chr20: 33,218,090 Hirisplex Walsh et al., 2013 Walsh et al., 2013, SLC24A4 rs12896399 Chr14: 92,773,663 8-Plex, Hirisplex Pneuman et al., 2012 TYR rs1393350 Chr11: 89,011,046 Hirisplex Walsh et al., 2013 TYRP1 rs683 Chr9: 12,709,305 Hirisplex Walsh et al., 2013 OCA2 rs1545397 Chr15: 28,187,772 8-Plex Pneuman et al., 2012 SLC45A5 rs1426654 Chr15: 48,426,484 8-Plex Pneuman et al., 2012 ASIP rs6119471 Chr20: 32,785,212 8-Plex Pneuman et al., 2012 MCM6 rs4988235 Chr2: 136,608,646 Tolerancia a la lactosa Kettunen et al., 2010 MCM6 rs182549 Chr2: 136,616,754 Tolerancia a la lactosa Ye and Gu 2011 120 Gonzalez, G., Grandal, A., Vidal, J.R.y Hofreiter, M. CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017)

RESULTADOS de ADN endógeno y útil se redujo al 0.41%, un porcentaje similar de otras muestras anti- Cobertura genética e identificación del guas sometidas a captura mitocondrial y que haplotipo mitocondrial se explica por el alto porcentaje de secuencias clonales que resulta esta técnica (SÁNCHEZ- La Tabla 2 recoge los resultados de se- QUINTO et al., 2012). Finalmente, el 99% de cuenciación NGS de los productos de cap- la secuencia del genoma mitocondrial fue cu- tura mitocondrial en la muestra de Chan do bierta con una densidad media de 58.47 lec- Lindeiro. Un 19% de las secuencias obtenidas turas por cada posición. Los sitios variables mapearon al genoma mitocondrial de referen- con respecto a la secuencia de referencia y cia (rCRS), si bien tras la eliminación de las con una cobertura de al menos tres lecturas, secuencias clonales y de aquellas que no su- se utilizaron para la determinación del haplo- peraron los criterios de calidad, el porcentaje tipo mitocondrial en Haplogrep.

Tabla2. Descripción de los resultados NGS obtenidos a partir de la librería de Chan do Lindeiro.

Muestra Numero de secuencias Totales Sin Mapeadas Mapeadas Mapeadas Cobertura % del adaptadores que superan no clonales media por genoma los filtros de sitio cubierto calidad Chan 2006422 1934347 394300 375806 8341 58.47 99.1

Las posiciones diagnostico recogidas en Chan do Lindeiro, ya que se trata de posicio- la Tabla 3 fueron utilizadas para identificar nes no cubiertas por los fragmentos resultan- el haplotipo mitocondrial en Haplogrep. En tes de la captura. Al mismo tiempo, la varian- base a la comparación de estas posiciones con te 6713T de Chan do Lindeiro fue identifica- Phylotree se identifico el haplotipo de Elba da como mutación privada por Haplogrep, como U5b1 con una calidad del 94.73%. Un lo cual significa que en la base de datos de total de 20 posiciones definen el haplotipo PhyloTree ninguna muestra de perteneciente U5b, dos de las cuales, 4769 y 8860, faltan en al haplotipo U5b porta dicha variante.

Tabla 3. Haplotipo mitocondrial y posiciones diagnostico en Chan do Lindeiro.

Muestra Haplogrupo Posiciones diagnostico Otras variantes

73G, 150T, 263G, 750G, 1438G, 2706G, 3197C, 7028T, 7768G, 9477A, 11467G, 11719A, 12308G, Chan U5b 6713T 12372A, 13617C, 14182C, 14766T, 15326G, 16192T, 16270T CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017) Análisis genético del individuo de chan do lindeiro... 121

AUTENTICIDAD DE LOS RESULTADOS guaninas. Si excluimos estas posibles transi- ciones, el porcentaje de bases secundarias o La condición haploide del genoma mito- contaminantes disminuye al 1.7%. condrial ofrece la posibilidad de identificar El proceso de desaminación ocurre fun- con relativa facilidad la presencia de con- damentalmente en los extremos de los frag- taminantes entre las secuencias generadas. mentos de ADN, que al romperse generan Concretamente, esta estima se basa en la bordes de cadena simple mas sensibles a da- cuantificación del numero de bases secunda- ños moleculares que la doble cadena. La Fi- rias, es decir, bases que difieren de la varian- gura 2 generada por MapDamage (GINOL- te mayoritaria en una determinada posición. HAC et al., 2011) representa gráficamente la En el caso de Chan do Lindeiro, el porcenta- proporción de este tipo de daños que en los je de contaminantes es del 2.14%, sin embar- extremos 5’ y 3’ de las secuencias de Chan go, algunas de estas variantes pueden expli- do Lindeiro estaría en torno al 10%, lo que carse como el resultado de danos postmor- confirma la antigüedad de las moléculas de ten esperables en el ADNa, concretamente ADN y el origen endógeno de las secuencias las desaminaciones que llevan al cambio generadas. de citosinas por timinas y de adeninas por

Fig 2. Representación gráfica obtenida con MapDamge (GINOLHAC et al., 2011) de los porcentaje de des- animación en los extremos de las secuencias de Chan do Lindeiro. A. Desaminacion de citosinas a timinas en los extremos 5’. Desaminacion de adeninas a guaninas en los extremos 3’.

Análisis filogenético del linaje mitocondrial asignados al haplotipo mitocondrial M por de Elba Haplogrep. Este haplotipo M se encuentra actualmente en Asia, Australia y Sudamé- La Figura 3 representa gráficamente la rica, pero no en Europa, donde solo se ha filogenia obtenida a partir del alineamiento identificado en estas tres muestras antiguas de la secuencia mitocondrial completa de (POSTH et al., 2016). Chan do Lindeiro junto con los mitogeno- 2. Un clado que agrupa la mayor parte mas de otros 39 individuos prehistóricos eu- de las muestras estudiadas, desde el Paleo- ropeos. En el árbol se distinguen tres clados: lítico al Neolítico y presentan todas ellas 1. Un clado formado por tres individuos haplotipos todavía existentes en la Europa del paleolítico medio que fueron todos ellos actual. 122 Gonzalez, G., Grandal, A., Vidal, J.R.y Hofreiter, M. CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017)

3. El individuo CS7675 es una muestra del haplotipo, de hecho, pudieron genotipar neolítica procedente de Cova de la Sarsa, solo 12 sitios polimórficos, 10 de los cuales en el noreste de la Península Ibérica y cuyo con una cobertura inferior a 3 lecturas, lo ADN mitocondrial fue publicado por OL- que podría dar lugar a errores de genotipa- ALDE et al. (2015). En la información do que explicarían su posicionamiento en la suplementaria de la publicación los autores filogenia, al margen de los otros clados. describen una escasa cobertura del genoma El individuo de Chan do Lindeiro se mitocondrial de esta muestra, en el que fal- sitúa dentro del clado mayoritario, junto a tan muchas de las posiciones definitorias individuos que fueron asignados al haplo-

Fig 3. Analisis filogenético de los genomas mitocondriales bajo el método de Maxima verosimilitud (RaxML, STAMAKIS 2014). Elba se encuentra bajo la denominación de “Chan”. Al lado de cada individuo se incluye su datacion 14C calibrada y su asignacion haplotipica (GUNTHER et al., 2015; HAAK et al., 2015; OL- ALDE et al., 2015; POSTH et al., 2015). CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017) Análisis genético del individuo de chan do lindeiro... 123

tipo U5b1, si bien ninguna de las secuencias volumen), proceden de una comunicación incluidas en este buscado es idéntica a la de personal de los resultados preliminares de Chan do Lindeiro. La otra muestra mesolí- un estudio de mayor envergadura, en el que tica ibérica (La Braña), aparece asociada a se esta llevando a cabo la secuenciación ge- una muestra de Hohlenstein (Alemania), en nómica nuclear de este individuo (FORTES un buscado hermano al de Chan do Lindei- et al., en preparación). En base a los marca- ro cuyas muestras fueron todas asignadas al dores del sistema HirisPlex y 8-Plex que se haplotipo U5b2. Dos muestras Paleolíticas han podido recuperar en el proyecto genó- de Dolni Vestonice (Republica Checa) y una mico, sabemos que el individuo de Chan do de Goyet (Belgica) son basales a todo el bus- Lindeiro tenia ojos y cabello oscuros y era cado, las mismas muestras fueron asignadas intolerante a la lactosa, si bien no se pudo por Haplogrep al haplogrupo U5, forma an- determinar con certeza la coloración de la cestral del resto de haplotipos de este grupo. piel debido a la ausencia de cobertura en las La mayoría de los individuos neolíti- posiciones de los marcadores asociados a cos incluidos en esta filogenia se agrupan este carácter. El mismo estudio ha confir- en subclados compuestos exclusivamente mado a nivel genético el sexo femenino de de muestras postmesolíticas. ATP2, 9 y 20 la muestra. (Burgos, España) y Mina18 (Soria, España) son la excepción a esta tendencia, ya que se DISCUSIÓN agrupan en el buscado U, próximas a Chan do Lindeiro y La Braña. En termino genéticos y demográficos, los principales eventos que afectaron al de- Caracterización fenotípica sarrollo de las poblaciones europeas desde la primera llegada del hombre moderno a La cobertura de las posiciones diag- Europa, hace unos 50000 años, pueden resu- nostico para los marcadores moleculares mirse en los siguientes episodios: la repobla- asociados a rasgos fenotípicos fue igual o ción de Europa desde los refugios glaciales inferior a 0.1 lecturas por posición. Esta co- tras el ultimo máximo glacial (UMG, hace bertura indica un escaso éxito en el proce- aproximadamente 24000 años); la recolo- so de captura de las secuencias nuclearles e nización de las áreas desiertas tras el final impide llegar a algún tipo de conclusión en del Dryas reciente en la era postglacial (hace cuanto al aspecto o características metabó- unos 11500 años); la expansión del Neolítico licas del individuo de Chan do Lindeiro, ya desde el Oriente Próximo (hace aproximada- que la ausencia total o baja cobertura de los mente 8000 años); y migraciones posteriores SNPs de interés impide su genotipado, así a menor escala, como las invasiones desde la como la distinción entre secuencias endóge- estepa rusa en la edad del Bronce. Todos es- nas de la muestra de otras contaminantes. tos fenómenos supusieron cuellos de botella Con tal motivo, los datos genéticos que se poblacionales y alteración de las frecuencias presentan en esa monografía asociados a alélicas debido a la subsecuente deriva ge- rasgos fenotípicos y que se han utilizado nética. La posibilidad de recuperar ADN a en la reconstrucción del aspecto físico de partir de muestras antiguas está permitien- Chan do Lindeiro (SERRULLA, presente do cuantificar de forma directa el impacto 124 Gonzalez, G., Grandal, A., Vidal, J.R.y Hofreiter, M. CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017)

genético y demográfico de estos eventos y al (MALYARCHUK et al., 2010). El otro in- hacerlo, está llevando a revisar teorías asen- dividuo mesolítico estudiado a nivel de mi- tadas en evidencias arqueológicas que tratan tocondrial completo en España (La Braña- de explicar las consecuencias demográficas y Arintero, León, SÁNCHEZ-QUINTO et culturales de estos episodios en las socieda- al., 2012), pertenece al haplotipo U5b2, des primitivas. Mas aun, la combinación de que tiene un tiempo de coalescencia algo datos paleogenéticos y dataciones de carbo- más antiguo, en torno a los 20-24000 años no de los restos humanos esta permitiendo (MALYARCHUK et al., 2010) y en la ac- describir a una escala cada vez mas fina los tualidad tiene su mayor representación en distintos tiempos y modos de transición po- centroeuropa. Un tercer subhaplogrupo del blacional en las distintas áreas geográficas U5b es el U5b3, cuyo origen se sitúa también en Europa. en la Península Itálica (PALA et al., 2009). En general, los datos genéticos coinci- Considerando la distribución geográfica y den con los arqueológicos en la descripción los tiempos de coalescencia parece que una de poblaciones bastante homogéneas en el diversificación inicial del U5b ocurrió en el periodo que va desde el UMG hasta el co- sur y centro de Europa, seguida de una ex- mienzo de la expansión neolítica. Sin em- pansión de subclusters particulares del U5b bargo, poco se sabe a nivel genético de los hacia el este europeo (MALYARCHUK et pobladores preUMG, estudios recientes ha al., 2010). Esta diversificación inicial segui- descubierto una variabilidad genética mayor da de la segregación geográfica se ha relacio- de la espera en muestras de esa época, con la nado con los cuellos de botella y efectos fun- presencia del haplotipo M, hoy día ausentes dadores en torno al UMG y Dryas reciente en Europa (POSTH et al., 2016) y de for- (FU et al., 2013; POSTH et al., 2015). Así, mas ancestrales del haplotipo N (FU et al., Chan do Lindeiro a nivel de ADN mitocon- 2015). Según POSTH et al. (2016) esta varia- drial seria una muestra representativa de la bilidad se habría perdido en torno al Dryas población de cazadores-recolectores del re- reciente (hace 14500-115000 años), en los fugio Franco-Cantábrico y por tanto, de las cuellos de botella asociados a los procesos poblaciones que desde esta área geográfica de retirada y expansión desde los refugios recolonizaron las territorios del centro y este glaciales. De hecho, la mayoría de las mues- europeo en la era postglacial a medida que tras de cazadores-recolectores del Paleolíti- los hielos se retiraban. El impacto demográ- co superior y mesolítico europeo pertenecen fico de los portadores del haplogrupo U5 es a algún subtipo de un único haplogrupo, el reconocible también en la filogenia presen- U (BRAMANTI et al., 2009; HAAK et al., tada por POSTH et al. (2016) y en la que 2915 ; FU et al., 2013; POSTH et al., 2016). acompaña a este estudio, ya que todas las El individuo de Chan do Lindeiro tam- muestras postUMG incluidas en el dataset bién pertenece a este haplogrupo U, lo que pertenecen a dicho clado hasta la llegada del es esperable considerando su antigüedad y Neolítico. origen geográfico. Dentro del haplogrupo U, El haplogrupo U5 se encuentra hoy en Chan do Lindeiro se clasifica en el subha- día en Europa con frecuencias en torno al plotipo U5b1, cuyo origen se sitúa en la 5-12%. La forma U5b sigue siendo la de ma- Península Ibérica hace unos 16-20000 años yor frecuencia en el área franco cantábrica CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017) Análisis genético del individuo de chan do lindeiro... 125

y también en las poblaciones europeas oc- dores genómicos suficientes para comparar cidentales, en porcentajes que varían del 5 su variabilidad genética con el del conjunto al 8% de la población (BRAMANTI et al., de muestras antiguas y poblaciones actuales, 2009). Una excepción a este bajo porcenta- sin embargo, disponemos ya de información je es la población Saami, en el norte de la en cuanto a algunos factores fenotípicos re- Península Escandinava, donde la frecuencia lacionados con su aspecto y características poblacional del U5b alcanza el 26.5-56.8% metabólicas. Chan do Lindeiro no presenta (TAMBETS et al., 2004). Tal elevado por- las mutaciones asociadas con la tolerancia a centaje podría ser el resultado de un aisla- la lactosa y tendría el cabello oscuro, coinci- miento prolongado de esta población Saa- diendo en estos rasgos con la mayoría de las mi, en la que habría persistido un haplotipo muestras mesolíticas estudiadas en Europa, mitocondrial presente de manera práctica- incluyendo el individuo del Paleolítico supe- mente ubicua y en elevadas frecuencias po- rior de Bichon, Suiza (JONES et al., 2015) y blacionales en la Europa mesolítica. La Braña (OLALDE et al., 2014). Sin em- El análisis de ADN nuclear de muestras bargo, al contrario de La Braña y en común mesolítico europeas confirma la afinidad con Bichon, Chan do Lindeiro tendría ojos genética de estos grupos de cazadores reco- de coloración oscura, siendo una de las po- lectores, posiblemente ligada a la condición cas muestras en Europa que testimonian la nómada de estas poblaciones, que habría presencia de los polimorfismos asociados favorecido el flujo génico evitando la for- con esta tonalidad al menos hace ya 9000 mación de estructuras genéticas claramente años. definidas por límites geográficos, al menos Los datos aportados por nuestro análisis en la Europa occidental (SÁNCHEZ- genético de Chan do Lindeiro contribuyen a QUINTO et al., 2012; LAZARIDIS et al., confirmar la prevalencia del haplotipo U5b 2014; JONES et al., 2015). El análisis de la en la Europa Occidental, posiblemente aso- variabilidad genética de estas muestras y su ciada al cuello de botella que siguió al Dryas comparación con las poblaciones europeas reciente y a ampliar nuestro conocimiento actuales los sitúa al margen del pool gené- de los rasgos físicos y metabólicos de estas tico actual, lo que descarta la existencia de poblaciones, confirmando la homogeneidad continuidad genética desde el mesolítico a de las mismas en cuanto a su poca capaci- nuestros días, tanto en el sur (incluyendo dad para digerir lácteos -carácter que se ha- cornisa cantábrica y País Vasco) como en bría desarrollado más adelante, con la llega- el norte de Europa. La falta de continui- da de la agricultura-, y constatando una ma- dad parece deberse no solo a la llegada de yor variabilidad genética de la descrita hasta los primeros agricultores desde Oriente Me- la fecha en cuanto a pigmentación ocular. dio y al impacto demográfico que supuso Nuestro estudio incrementa en un 50% el la revolución neolítica (GUNTHER et al., número de genomas mitocondriales comple- 2015, MATHIESON et al., 2015), sino tam- tos actualmente disponibles en muestras me- bién a migraciones posteriores masivas que solíticas de la Península Ibérica y extiende el tuvieron lugar durante la edad del Bronce rango de antigüedad en 2000 años, confir- (HAAK et al., 2015). En el caso de Chan do mando la continuidad genética de las pobla- Lindeiro no disponemos todavía de marca- ciones mesolíticas de la Península Ibérica en 126 Gonzalez, G., Grandal, A., Vidal, J.R.y Hofreiter, M. CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017)

ese intervalo temporal, al menos en lo que se Neanderthal ancestor. Nature 524, 216– refiere a los linajes maternos. 219. GAMBA, C., JONES, E.R., TEASDALE, AGRADECIMIENTOS M.D., MCLAUGHLIN, R.L., GON- ZALEZ-FORTES, G., MATTIANGE- Este trabajo se ha realizado gracias a la LI, V., DOMBORÓCZKI, L., KŐVÁRI, colaboración del Grupo Espeleolóxico A I., PAP, I., ANDERS, A., WHITTLE, Trapa (Vigo) con financiación de la Xunta A., DANI, J., RACZKY, P., HIGHAM, de Galicia (Programa de Consolidación e T.F., HOFREITER, M., BRADLEY, Estructuración Redes, R2014/024) D.G., y PINHASI, R. 2014. Genome flux and stasis in a five millennium tran- REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS sect of European prehistory. Nature Commun. 5, 5257. BRAMANTI, B., THOMAS, M.G., GINOLHAC, A., RASMUSSEN, M., GIL- HAAK, W., UNTERLAENDER, M., BERT, M.T. et al (2011) mapDamage: JORES, P., TAMBETS, K., ANTAN- testing for damage patterns in ancient AITIS-JACOBS, I., HAIDLE, M.N., DNA sequences. Bioinformatics 27(15), JANKAUSKAS, R., KIND, C.J., et al. 2153-2155. 2009. Genetic discontinuity between lo- GÜNTHER, T., VALDIOSERA, C., cal hunter-gatherers and central Europe’s MALMSTRÖM, H. et al. 2015. Ancient first farmers.Science 326, 137–140. genomes link early farmers from Atapu- BRIGGS, A.W., STENZEL, U., JOHN- erca in Spain to modern-day Basques. SON, P.L., GREEN, R.E., KELSO, J., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 112(38), PRUFER, K., MEYER, M., KRAUSE, 11917–11922. J., RONAN, M.T., LACHMANN, M., y HAAK, W., LAZARIDIS, I., PATTER- PÄÄBO, S. 2007. Patterns of damage in SON, N. et al. 2015. Massive migration genomic DNA sequences from a Nean- from the steppe was a source for Indo- dertal. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 104, European languages in Europe. Nature 14616–14621. 522, 207. FU, Q., MITTNIK, A., JOHNSON, P.L., HODGES, E., ROOKS, M., XUAN, Z., BOS, K., LARI, M., BOLLONG- et al. 2009. Hybrid selection of discrete INO, R., SUN, C., GIEMSCH, L., genomic intervals on custom-designed SCHMITZ, R., BURGER, J., et al. microarrays for massively parallel se- 2013. A revised timescale for human quencing. Nature Protocols 4, 960–974. evolution based on ancient mitocondrial JONES, E.R., GONZALEZ-FORTES, G., genomes. Curr. Biol. 23, 553–559. CONNELL, S. et al 2015. Upper Pal- FU, Q., HAJDINJAK, M., MOLDOVAN, aeolithic genomes reveal deep roots of O.T., CONSTANTIN, S., MALLICK, modern Eurasians. Nature Commun. 6, S., SKOGLUND, P., PATTERSON, 8912. DOI: 10.1038/ncomms99 N., ROHLAND, N., LAZARIDIS, I., KETTUNEN, J., SILANDER, K., NICKEL, B., et al. 2015. An early mod- SAARELA, O., et al 2010. European ern human from Romania with a recent lactase persistence genotype shows evi- CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017) Análisis genético del individuo de chan do lindeiro... 127

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Preservación de ADN en muestras de úrsidos Pleistocenos y Holocenos del NW de la Península Ibérica

GONZÁLEZ-FORTES, G.1,2, GARCÍA-VÁZQUEZ, A.1, PINTO-LLONA, C. A.3 y GRANDAL-D’ANGLADE, A.1

(1) Instituto Universitario de Xeoloxía Isidro Parga Pondal, ESCI, Campus de Elviña, Universidade da Coruña, 15071 A Coruña (2) Instituto de Historia, Centro de Ciencias Humanas y Sociales, C/ Albasanz, 26-28, 28037 Madrid (3) Molecular Ecology Group, University of York, Wentworth Way, YO10 5DD York, Reino Unido

Abstract In this paper we present 73 short mitochondrial DNA (mtDNA) sequences obtained from 30 brown bear (Ursus arctos) and 56 cave bear (Ursus spelaeus) samples in several cave sites of Northwestern Iberian Peninsula (Galicia and Asturias), of Holocene and Pleistocene ages. The technique used was PCR amplification of small mtDNA fragments and the subsequent Sanger sequencing of PCR products. In total, 6 different haplotypes were obtained for the brown bear and two for the cave bear. The high success rate of PCR amplifications (85%, 73 positive amplifications out of a total of 86 samples) demonstrates the good conditions of the Sierra do Courel caves for the preservation of DNA in fossil bone remains, even for tens of millennia old.

Key words: mitochondrial DNA, brown bear, cave bear, Pleistocene, Holocene, Galicia, Asturias

Resumen En este trabajo se presentan 73 secuencias cortas de ADN mitocondrial (ADN mt) obtenidas a partir de 30 muestras de oso pardo (Ursus arctos) y 56 de oso cavernario (Ursus spelaeus) procedentes 130 González, G., García, A., Pinto, A. y Grandal, A. CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017)

de diversos yacimientos del noroeste de la Península ibérica (Galicia y Asturias) y de edades finipleistocenas y holocenas. La técnica utilizada fue la amplificación mediante PCR de pequeños fragmentos de ADNmt y la posterior secuenciación Sanger de los productos PCR. En total se han obtenido 6 haplotipos diferentes para el oso pardo y dos para el cavernario. El elevado porcentaje de éxito de las amplificaciones PCR (85%, 73 amplificaciones positivas de un total de 86 muestras) demuestra las buenas condiciones de las cuevas de la Sierra do Courel para la preservación de ADN en restos óseos fósiles, incluso de decenas de milenios de antiguedad.

Palabras clave: ADN mitocondrial, oso pardo, oso cavernario, Pleistoceno, Holoceno, Galicia, Asturias CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017) Preservación de ADN en muestras de úrsidos... 131

INTRODUCCIÓN de muestras de úrsidos Pleistocenos y Ho- locenos conservados en el Instituto Uni- En las últimas dos décadas, el ADN an- versitario de Xeoloxía (UIX) Isidro Parga tiguo (ADNa) se ha revelado como una po- Pondal (Universidade da Coruña) y en las tente herramienta biomolecular en estudios colecciones de la Dra. A.C. Pinto en el Ins- arqueológicos y paleontológicos (Hofreiter tituto de Historia del CSIC (Madrid). Para et al. 2014). Tradicionalmente los estudios este estudio preliminar se decidió recurrir de ADNa se han basado en la recuperación a tecnología tradicional basada en la am- de fragmentos cortos de ADN mitocondrial plificación PCR de pequeños fragmentos (ADNmt) a partir amplificación PCR y se- de ADNmt de oso pardo y cavernario y la cuenciación Sanger. La abundancia de mito- posterior secuenciación Sanger de los pro- condrias en la célula y por tanto, de copias ductos PCR. de sus genes, hace que a lo largo del tiempo aumente la posibilidad de preservación de MATERIAL Y MÉTODOS fragmentos de genes mitocondriales en com- paración con las dos únicas copias de genes Muestras biológicas. Para este estudio se nucleares en células diploides. Sin embargo, seleccionaron 30 muestras óseas morfoló- desde el desarrollo de la tecnología de se- gicamente identificadas como pertenecien- cuenciación de nueva generación (Next Ge- tes a 29 ejemplares distintos de oso pardo neration Sequencing, NGS) la investigación (García-Vázquez et al., 2015). En el caso de en ADN antiguo ha experimentado una oso cavernario se seleccionaron 56 muestras enorme revolución, llegando a ser posible óseas pertenecientes a individuos diferentes la recuperación de genomas mitocondria- en base a análisis morfológicos (Grandal- les (Brand et al. 2013) y nucleares comple- d’Anglade y López González, 1998). En tos a partir de muestras tan antiguas como ambos casos, pardo y cavernario, los restos 700000 años (Orlando et al. 2013). La ma- óseos proceden de yacimientos en cuevas del yor desventaja de la aplicación de tecnología NW de la península ibérica, principalmen- NGS es sin embargo su elevado coste, que te Galicia y Asturias (Figura 1). La Tabla todavía la hacen prohibitiva para pequeños 1 recoge las siglas de identificación, edad y y medianos laboratorios. procedencia geográfica de cada una de las En este estudio nos planteamos testar muestras de oso pardo. La Tabla 2 muestra la preservación de ADN en la colección los mismos datos para el oso cavernario. 132 González, G., García, A., Pinto, A. y Grandal, A. CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017)

Tabla 1. Datos de las miestras de oso pardo (ursus arctos) estudiadas. Datos cronológicos de García Vázquez et al. (2015).

Yacimiento Identificación hueso ID-DNA 14edad C cal BP Haplotipo ARLU-39 húmero BB-A1 <40000 - ARLU-42 pelvis BB-A2 36093 ± 1065 23 Arcoia ARLU-59 ? BB-A3 36093 ± 1065 - ARLU-62 ? BB-A4 >12000s - ARLU-40 radio BB-A5 - - Longo de Meu LOME-1 costilla BB-LO1 9140 ± 81 24 SIPA-190 costilla BB-SP5 7340 ± 55 24 SIPA-1 costilla BB-SP3 7341 ± 55 24 Pala Paleira SIPA-166 fémur BB-SP4 7468 ± 31 24 SIPA-61 tibia BB-SP2 8039 ± 58 24 SIPA-2 fémur BB-SP1 44000 23

Purruñal PUR-LU-9 costilla BB-P2 8641 ± 122 24 (mismo individuo) PUR-LU-75 costilla BB-P1 8641 ± 122 24 Sumio de Casares CALE-1 costilla BB-SC1 30833 ± 381 27 TA-176 costilla BB-T1 8274 ± 86 24 Tarelo TA-Lu-C-60 costilla BB-T2 8274 ± 86 24 Cuetu Blanco CB-015 costilla BB-CB1 9703 ± 82 24 LCF-96-025 costilla BB-CF1 10216 ± 28 24 La canal Fuerte LCF-158 costilla BB-CF2 9394 ± 58 26 CGLL-051 ulna BB-PC2 7619 ± 30 24 Pozu la Cigacha CGLL-050 ulna BB-PC1 8265 ± 52 26 Pozu la Veiga´l PUR-015 húmero BB-PV1 10404 ± 81 24 Retuertu Pozo Toneyo RT-001 cráneo BB-RT1 9831 ± 82 24 SH5-S29-002 costilla BB-S6 24 SH5-98-S28-095 húmero BB-S2 10105 ± 110 24 SH5-97-U29-59 costilla BB-S4 4648 ± 134 25 Somiedo SH5-97-U28-7 costilla BB-S5 4836 ± 15 25 SH5-97-V29-1 costilla BB-S3 7924 ± 41 24 SH5-98-S28-082 costilla BB-S1 9681 ± 74 24 Gonzalo Palomar GP-1 maxila BB-GP1 2442 ± 61 28 CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017) Preservación de ADN en muestras de úrsidos... 133

Tabla 2. Datos de las muestras de oso de las cavernas (ursus spelaeus) estudiadas. Datos cronológicos de Pérez Rama et al. (2011).

Yacimiento Identificación hueso ID-DNA edad 14C cal BP Haplotipo Ar-US-peq fémur CB-A1 Us1 Arcoia Ar-US-gde fémur CB-A2 >40000 Us1 E-TD-2503 costilla CB-E1 34190 ± 695 Us2 E-V-S-55 costilla CB-E2 30544 ± 679 Us2 E-V-S-162 costilla CB-E3 34381± 581 Us2 E-Ua-S-2623 costilla CB-E4 34916± 576 Us2 E-ZYX-S-963 radio CB-E5 Us2 E-ZYX-S-958 radio CB-E6 Us2 E-ZYX-S-964 radio CB-E7 Us2 E-ZYX-S-962 radio CB-E8 Us2 E-T-3010 costilla CB-E9 Us2 Eirós E-T-3011 costilla CB-E10 Us2 E-T-3012 costilla CB-E11 Us2 E-T-3017 costilla CB-E12 Us2 E-2112 fémur CB-E13 Us2 E-2107 fémur CB-E14 Us2 E-2104 radio CB-E15 Us2 E-2544 tibia CB-E16 Us2 E-2583 ulna CB-E17 Us2 Eusa-11 costilla CB-E18 >38.000 - VL-L-410-G costilla CB-L1 Us1 VL-L-406-G costilla CB-L2 Us1 VL-1331-G costilla CB-L3 Us1 Lin-E230 costilla CB-L4 Us1 Lin-E144 costilla CB-L5 Us1 Lin-E227 costilla CB-L6 Us1 VL-571-G costilla CB-L7 Us1 Lin-59 costilla CB-L8 Us1 VL-L-411-G costilla CB-L9 Us1 Liñares VL-L-417-G costilla CB-L10 Us1 Lin-E-149 costilla CB-L11 Us1 VL-L-398-G costilla CB-L12 Us1 VL-L-405-G costilla CB-L13 Us1 Lin-234 costilla CB-L14 Us1 Lin-E229 costilla CB-L15 Us1 Lin-549 costilla CB-L16 Us1 Lin-1009 tibia CB-L17 >40000 Us1 Lin-E57 costilla CB-L18 Us1 Lin-1007 costilla CB-L19 Us1 134 González, G., García, A., Pinto, A. y Grandal, A. CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017)

CEZ-540 costilla CB-C1 Us2 CEZ-535 costilla CB-C2 Us2 CEZ-534 costilla CB-C3 Us2 CEZ-276 costilla CB-C4 Us2 CEZ-271 costilla CB-C5 - A Ceza CEZ-150 costilla CB-C6 35230 ±1430 - CEZ-561 costilla CB-C7 Us2 CEZ-563 costilla CB-C8 Us2 CEZ-565 costilla CB-C9 Us2 CEZ-605 costilla CB-C10 Us2 CEZ-710 costilla CB-C11 Us2 PR-R97-1 maxila CB-R1 13785 ± 110 - PR-R97-15 húmero CB-R2 30455 ± 795 - PR-R97-16 fémur CB-R3 27970 ± 600 - O Rebolal PR-R-97-5 mandíbula CB-R4 22915 ± 445 - PR-R97-267 mandíbula CB-R5 >39000 - PR-R99-158 costilla CB-R6 -

Fig. 1. Mapa de situación de las cuevas estudiadas en el Noroeste de la Península Ibérica. Con círculos blancos se destacan los yacimientos con oso cavernario; los círculos negros muestran los yacimientos con oso pardo.

Extracción de ADN. La extracción de ficies a luz UV. A continuación se siguió el ADN se llevó a cabo en la Universidad de protocolo de extracción de ADN descrito por York (Inglaterra), en un laboratorio espe- Rohland et al. 2010, especialmente diseñado cialmente dedicado a la manipulación de para la recuperación de fragmentos cortos de muestras antiguas. Cada una de las muestras ADN a partir de muestras óseas antiguas. fue descontaminada por erosión física de la Amplificación PCR. La presencia de superficie externa, seguida de la exposición ADN se testó a partir de la amplificación de durante 10 minutos de cada una de las super- un fragmento hipervariable de la región de CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017) Preservación de ADN en muestras de úrsidos... 135

control del ADN mitocondrial. En el caso muestras se amplificó por duplicado a partir de los oso cavernarios, se amplificó un frag- de extractos independientes de forma que la mento de 104 pares de bases (pb) utilizando secuencia final se obtuvo como consenso de los primers descritos por Hofreiter et al 2004 al menos cuatro lecturas (dos forward y dos (CBL164: GCATATAAGCATGTACA- reverse). TATTATGC y CBL221: CGGACTAAGT- GAAATACATGCT). En las muestras de RESULTADOS Y DISCUSIÓN oso pardo se amplifico un fragmento 126 pb utilizando el primer CBL221: CGGAC- Osos pardos. En total, se obtuvieron am- TAAGTGAAATACATGCT de Hofreiter plificaciones positivas para 26 de las 30 mues- et al. 2004 en combinación con un primer tras analizadas. Las muestras procedentes de específico para oso pardo desarrollado en la cueva de Arcoia fueron las que demos- este estudio, el UaF7: TCGTGCATTAAT- traron menor éxito en las amplificaciones, GGCGTG. Las amplificaciones se llevaron ya que solo se obtuvieron productos PCR a a cabo usando Taq gold, enzima capaz de partir de una (BB-A4) de las cinco muestras leer residuos uracilo que podrían estar pre- analizadas. En el caso de las muestras proce- sentes debido a la desaminación de citosi- dentes de la cueva de Tarelo, ambas presen- nas, que es uno de los daños típicos de las tan idéntica datación de carbono y secuencia moléculas de ADN antiguas. En cada reac- de ADN, lo que parece indicar que podrían ción se emplearon 5 µl de extracto y 15 µl de pertenecer a un mismo individuo. mezcla, completando un volumen de 20 µl. Osos cavernarios. Se analizaron 56 mues- Las condiciones de reacción PCR fueron las tras procedentes de 5 cuevas localizadas en la descritas en Hofreiter et al. 2004. Sierra del Courel: 2 muestras de la cueva de Secuenciación: los productos PCR fue- Arcoia; 18 muestras de Eirós; 19 de Liñares; ron amplificados en sentido forward y rever- 11 de A Ceza; y 6 de Rebolal (Figura 1). To- se en un analizador ABI3130xl en el Servicio das las muestras dieron amplificaciones po- de Biología Molecular de los SAI (Servicios sitivas, con la excepción de una muestra de de Apoio á Investigación) de la Universida- Eirós, de gran antigüedad (>38,000 BP), dos de da Coruña. de A Ceza (uno de ellos, datado en 35,000 La calidad de las secuencias fue inspec- BP) y los seis restos procedentes de la cueva cionada y visualmente usando el software de Rebolal, ninguno de los cuales dio lugar a BioEdit versión 7.2.0 (Hall et al. 1999) y producto de PCR. El yacimiento de la cueva ensambladas en Geneious R6 (Kearse et al. de Rebolal presenta la característica de que 2012). los restos han sido removidos y cambiados Autentificación de los resultados: Todo el de localización a lo largo del tiempo, como procesado de la muestra, desde la descon- consecuencia de la dinámica natural de la taminación a la extracción y preparación cueva en primer lugar, y posteriormente por de la mezcla para la PCR, fueron llevados la ocupación humana en tiempos recientes a cabo en laboratorios aislados, en los que (Grandal-d’Anglade et al. 2006). La altera- nunca se llevaron a cabo extracciones a par- ción del proceso tafonómico natural podría tir de muestras actuales, ni se manipularon haber llevado a una aceleración del deterio- productos PCR. Además, cada una de las ro de las moléculas orgánicas de los huesos, 136 González, G., García, A., Pinto, A. y Grandal, A. CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017)

lo que habría impedido la recuperación de más diferentes con respecto al 24 son los secuencias de ADN a partir de estas mues- haplotipos 23 y 27, ambos identificados en tras. En total, se obtuvieron 47 secuencias de las dos únicas muestras Pleistocenas entre otros tantos individuos diferentes. los osos pardos, SC1 y SP1 (30833 ± 381 y Diversidad genética. Entre las 24 mues- 44000 yBP, respectivamente). El haplotipo tras únicas de oso pardo (ya que las dos 23 se diferencia en seis posiciones con res- muestras de Purruñal pertenecen al mismo pecto al 24, mientras que el 27 lo hace en 8 individuo y consideramos ahora que las posiciones, en contraste con los haplotipos dos de Tarelo también proceden del mismo 25, 26 y 28 tan solo difieren en 1 o 2 posi- individuo), se identificaron seis haplotipos ciones entre sí y con respecto al 24. Dada distintos definidos por un total de 13 posi- la tasa de mutación estimada en ADNmt ciones polimórficas entre las bases 16724 y (de 0 a 10-4 mutaciones/sitio/año, Stiller et 16796 (Figura 2). El haplotipo más abun- al. 2013), los haplotipos 24, 25, 26 y 28 no dante es el 24, que aparece representado parecen haber evolucionado a partir de los en todas las cuevas con la excepción de Su- 23 o 27, sino que se trataría de linajes filo- mio de Casares (SC1, Galicia) y Gonzalo genéticamente distantes dentro de los osos Palomar (GP, Cantabria). Los haplotipos pardos.

Fig. 2. Posiciones polimórficas de los haplotipos mitocondriales identificados en oso pardo.

En el caso de los osos cavernarios, las 16551, donde Us1 se genotipa como C y 104 bases de la región de control permitie- Us2 como T. Us1 está presente en todos las ron distinguir tan solo dos haplotipos, el muestras de las cuevas de Arcoia y Lina- Us1 y Us2 (Figura 3). Ambos haplotipos res, mientras que Us2 aparece en A Ceza se diferencian tan solo en una posición, la y Eirós.

Fig. 3. Posiciones polimórficas de los haplotipos mitocondriales identificados en oso cavernario. En las líneas 1-3 se incluyen las secuencias publicadas por Bon et al. (2010) para este mismo fragmento. CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017) Preservación de ADN en muestras de úrsidos... 137

Los mismos haplotipos fueron identifi- nor diversidad genética en los cavernarios cados por Bon y colaboradores (Bon et al. podría estar asociada con el declive de la 2010) en las cuevas de Chauvet y Deux-Ou- especie hacia el momento de su extinción en vertures, en el sureste de Francia. Mientras torno a los 24000 años, lo que ya ha sido ob- que los ejemplares de Chauvet presentaban servado en otros estudios genéticos de esta ambos haplotipos, los de Deux-Overtures especie (Stiller et al. 2010). tan solo presentaban el Us2. En el caso del Courel, cada una de las cuevas conserva in- AGRADECIMIENTOS dividuos de un único haplotipo, siendo similares en Arcoia y Liñares por un lado, y A Este trabajo es una contribución al Pro- Ceza y Eirós por otro. yecto de Investigación BIOGEOS (MINE- CO CGL2014-57209-P) y no sería posible CONCLUSIONES sin el apoyo del Instituto de Xeoloxía Isidro Parga Pondal y el Molecular Ecology Group El elevado porcentaje de éxito de las am- de la University of York, liderado por el Dr. plificaciones PCR (85%, 73 amplificaciones Michael Hofreiter. Las muestras proceden- positivas de un total de 86 muestras) de- tes de Galicia fueron recogidas gracias a la muestra las buenas condiciones de las cuevas inestimable ayuda de los grupos de espeleo- de la Sierra do Courel para la preservación logía G.E.S. Ártabros y G.E.S. Brigantium de ADN en restos óseos fósiles, tanto del (A Coruña), G.E. Arcoia (Quiroga), G.E. Holoceno como del Pleistoceno. Las únicas Mauxo y C.E. A Trapa (Vigo), Federación muestras de oso cavernario a partir de las Galega de Espeleoloxía y a D. Victorino que no se pudieron obtener secuencias de Marzábal y D. Orlando Álvarez. Las de ADN fueron una de Eirós, dos de A Ceza, Asturias gracias a Grupu d’Espeleoloxia y todas las muestras de Rebolal. La crono- Gorfolí (Avilés), Grupo de Espeleología Es- logía de estas muestras fallidas es variable, perteyu Cavernícola (Xixón), Spéléo-club desde >38,000 BP hasta las más recien- Rouler-Bouler d’Yverdon (Jura-Nord, Sui- tes datadas hasta el momento en la región za), Federación Asturiana de Espeleología y (Grandal & Vidal Romaní, 1997; Grandal a D. Germán Rodríguez Calvo. et al. 2006). Este dato parece indicar que no es sólo la antigüedad de la muestra el factor BIBLIOGRAFÍA más determinante para la preservación del ADN, sino las condiciones de conservación BON, C., BERTHONAUD, V., FOSSE, P., de las mismas, ya sea en el yacimiento o en el GÉLY, B., MAKSUD, F., VITALIS., R., almacenaje posterior tras la excavación. PHILIPPE, M., VAN DER PLICHT, J, Entre las muestras analizadas a nivel de & ELALOUF, J.M. 2011. Low regional ADN, se observa una mayor diversidad ge- diversity of late cave bears mitochondrial nética entre las muestras de oso pardo (6 ha- DNA at the time of Chauvet Aurigna- plotipos identificados en un rango temporal cian paintings. Journal of Archaeological de >40000 a 2000 años) en comparación con Science 38 (3), 1886-1895. las de cavernario (2 haplotipos en un rango BRANDT, G., HAAK2, W., ADLER, C.J., temporal de >40000 a 25000 años). La me- ROTH, C., SZÉCSÉNYI-NAGY, A., 138 González, G., García, A., Pinto, A. y Grandal, A. CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017)

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Cadernos Lab. Xeolóxico de Laxe Coruña. 2017. Vol. 39, pp. 141 - 164 ISSN: 0213-4497

Sustainability of stone materials in the built environment of rural regions: a review

SANJURJO-SÁNCHEZ, J.1, ALVES, C.,2*

(1) University Institute of Geology “Isidro Parga Pondal”, University of A Coruña, Spain (2) LandS/Lab2PT (UID/AUR/04509/2013; POCI-01-0145-FEDER-007528) and School of Sciences, University of Minho, Portugal E-mail: [email protected] Telf.: 00351253604300 * Corresponding author

Abstract Stones has been used from pre-historical times with different purposes and this historical use can be seen as an extended record of its sustainability, regarding extraction procedures and consequences, uses in building and maintenance to overcome decay. We discuss in this paper conceptual considerations on the sustainability of local use of rocks in a small scale (what will be assumed to define a “rural” scope), covering both in situ uses, mostly as cave housing, and extracted materials for creation of structures. Our discussion will develop around two main axes: resources consumption (including the rocks themselves and rock wastes resulting from other activities) and pollution impacts (on the surrounding environment and in the users of the rock structures). It will be seen that the main concerns will be related to specific spots with enhanced environmental or cultural value (where small changes can have enormous impacts). Other issues have minimal impact or can be dealt by design options. We consider also possible positive impacts resulting from the use of rock materials, namely in the social and economic components, including the use of rock wastes as resources and the touristic potential of rock quarries, structures and human-made landscapes.

Keywords: geological materials; built environment; resources; pollution 142 Sanjurjo-Sánchez, J. y Alves, C. CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017)

1. INTRODUCTION yond environmental impacts, economic and social dimensions, from extraction of raw Stones has been used from pre-historical materials to disposal (the classical “cradle to times, either by works made in situ, directly grave”) in order to define Life Cycle Sustain- on rock masses, including housing and ar- ability Assessments (Finkbeiner 2010). tistic works, as shown in Petra and old and In a previous publication (Alves and modern examples of natural and excavated Sanjurjo-Sánchez 2015) were discussed the cave housing (see e.g. Golany 1990; Barbe- major issues of sustainability associated ro-Barrera et al 2014) or by being extracted with stone conservation and maintenance. and used as stone blocks in human made el- In this paper will be discussed conceptual ements. Hence, there is an extended record considerations regarding relatively small of their sustainable use, with low consump- works in rural regions that are based on lo- tion of resources for longstanding perfor- cal rocks i.e., rocks used in place or in places mance (it might be argued that the Easter very nearby (an advantageous situation in Island presents the opposite example but terms of sustainability–see discussion in see discussion in Deutsch 2012; we will also Morel et al. 2001). However, as it will be consider this case in the final considera- shown, there might be reasons for importing tions). However, rocks are not just an his- certain kinds of rocks. torical material. Berge (1992) quotes a 1983 We will consider rock materials in a very publication by Shadmon presenting stone wide sense including hard rocks suitable for as “the building material of the future” due use as stone (Figure 1a) as well as softer to resources that are “limitless and evenly products that define lithological units or that spread over the whole globe”, whose extrac- are derived from hard rocks by alteration tion “does not require a lot of energy and (Figure 1b), used as bulk material. Rocks does not pollute” and highlighting (“above are classically defined as aggregates of min- all”) its durability. erals and, hence, “Such unconsolidated ma- Global balances on sustainability issues terials as sand, gravel, clay, soil are justly in- regarding rock materials are not common cluded among rocks” (Smith Flett 1911). In but a general, brief, review of stone in the this perspective, rocks will include stone and perspective of green buildings, defending the part of what Berge (1992) refers as “loose choice of local stone with minimum process- materials”. This definition will also include ing, can be found in Kumar (2015). Another water-soluble evaporites like gypsum that favourable review is presented by SFGB might present particular properties but that (2011). Here will be discussed conceptual is seldom used raw beyond some examples considerations regarding relatively small of statuary (gypsum alabaster). However, works using local rocks in rural regions, i.e., it will be unusual to include among rock rocks used in place or in places very nearby materials the upper organic rich portions (an advantageous situation in terms of sus- of soils associated with vegetation. We will tainability – see Morel et al. 2001). However, not shy away from references to earth-like there might be reasons for importing certain materials that can be considered lithological kinds of rocks (see next sections). Sustain- units such as loess or clays, or those that are ability assessments should also include, be- derived from hard rocks by weathering, but CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017) Sustainability of stone materials in the built... 143

sustainability issues of earth materials have intensity (which is related to the operation been extensively discussed (just to mention size). Most of the images presented here books on earth materials, see Minke 2006 are from places in towns but the illustrated and Schroeder 2016). We will not consider features are, nonetheless, representative of materials resulting from intense transforma- the considered processes on rural regions. tion of rock raw materials such as binders, Several images are from Braga, a town in rock wool, etc. NW Portugal, where, however, one can find We expect to present convincing qualita- places or even areas that can be considered tive arguments regarding the main sustaina- representative of rural situations, in the bility questions that can be raised in relation sense of low density of human structures, as to using rocks in rural regions. A key point will be seen in the presented images. Most in our analysis will be whether a given im- of the presented images are from granite pact is significant, for which, following clas- rocks (where the experience of the authors sical environmental impact assessment (e.g., lies mostly) but the discussion presented can Canter 1996), will be considered context and be applied to all kind of rocks.

Fig. 1. Examples of products considered in this review in the natural environment (both examples from Terras de Bouro in Northern Portugal): left picture granite dome and blocks (suitable for stone extraction) in northern Portugal; right picture saprolite resulting from granite weathering (Northern Portugal).

The discussion will be more focused on 2. RESOURCE CONSUMPTION an Earth Sciences perspective (natural sciences) than in a Life Cycle Assessment (or This section will be organised around and will be around three lines that define the three lines regarding: (i) rocks resources; following sections: resource consumption, (ii) energy; (iii) other natural resources. A pollution impact and other social impacts first sustainability objection that can be (in this way we are nearer the perspective of raised against using rocks is that they are, Berge 1992). generally, non-renewable materials (some 144 Sanjurjo-Sánchez, J. y Alves, C. CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017)

sedimentary, quimiogenic and detritic, and rocks are an obstacle to land use, either for some volcanic, lavic and pyroclastic, rocks engineering (see Figure 2) or agricultural could be considered an exception to this but works. Therefore, these activities produce they will be laden with unpredictability, es- rock wastes that need to be reuse or recycle pecially in the volcanic cases). However, the (see review in Magnusson et al. 2015). Of non-renewable character of rocks can be course, excavated housing and stone pro- balanced by three factors: availability, dura- cessing also produces rocky wastes that can/ bility and reusability/recyclability. should be reused/recycled (see next section). In terms of availability, it will be trivial to In terms of durability, stone is subject say that stone is an abundant material in ar- to diverse alteration processes after its em- eas, where rocks “outcrop” in large amounts. placement (see Sanjurjo-Sánchez and Alves In some rural regions the amount of available 2012). Some of them are limited to the rock in relation to that necessary for struc- surface (stains or coatings). Others imply tures can be so high that make rock resources, mass loss, with a depth generally of some in practice, infinite (as referred in the Shad- millimetres but that sometimes can achieve mon quote above). Cave housing could be a some centimeters. It is essential, however, to more complex situation, raising the question sharply distinguish between visual degrada- of managing the better spots for excavation tion and degradation that affects the struc- and existing natural caves (an assessment of tural function of materials, which in general the potential impact on other species that use is not compromised by these alteration pro- the caves should be included). The distinction cesses, excepting some situations associated between loose stone and quarry stone (e.g. with fractures. Therefore, stone can be con- Berge 1992) can be relevant, since using the sidered a very durable material (possibly the best loose stones restricts their availability for most durable one among the commonest) as future works (this might be lessened by stone it is shown by the persistence of historical reusability potential). structures. Stone is also very durable against We will like to highlight two further factors such as running water, floods, bio- points. Firstly, rocky regions (e.g. Figure logical colonization, that affect materials 1a) can be little amenable to tree cultivation such as earth or timber. Usually rocky ma- (plants can grow in rock fractures but for terials are not flammable and do not require tree production a rock substrate is not fa- organic strengtheners that might be flam- vourable and in some regions there are thin, mable or subject to rot (problems that affect poorly developed or immature soils) and, some variants of earth materials–see Minke hence, the promotion of alternatives like 2006) but they can be affected by extreme timber might have a bigger impact due to situations such as fire (Gomez-Heras et al. land alterations. Secondly, in some regions 2009) or earthquakes. CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017) Sustainability of stone materials in the built... 145

Fig.2. Road excavation in granite rock massif producing rock debris (Braga, Northern Portugal).

The questions of reusability and recy- gy savings in recycling. For traditional stone clability are intrinsically linked to stone blocks, erosive effects per se generally will durability. The stone that persist in a usable not affect its reusability. However, situations state can be reused when a given structure of extreme erosion (such as in Figure 3) can collapses or is abandoned, e.g. after extreme have a negative impact on stone reuse poten- events such as earthquakes and fires (that tial. Additionally, erosive features result, fre- leave major portions of stone in usable con- quently, from salt crystallization and hence dition). Most alteration processes will not be they might indicate that stones are affected an insurmountable obstacle for stone reuse. by salt pollution and this could imply some Fractured or fissured stones can favour ener- reserves on stone reusability and recycling. 146 Sanjurjo-Sánchez, J. y Alves, C. CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017)

Soluble salts can have diverse sources (Ar- considered either undesirable, namely for in- nold and Zenhder 1991) and its formation is doors, or conferring a (desirable) aged look, not limited to seaspray or atmospheric pol- a kind of “patina of time”. However, stains lution so they can be found in low urban- and coatings might also mark the presence ized places. Some stains and coatings can be of pollutants.

Fig. 3. Examples of sedimentary stones intense erosion that might have impact on stone reusability in a bridge in Ilhavo (Central Portugal).

In terms of energy, it will be necessary to acteristics, being lower for softer rocks (in- consider impacts during extraction, trans- cluding weathered rocks), but, in the case portation, maintenance and, in some cases, of harder rocks, structural features (such as the use of the structure. However, for local joints) can favour excavation. In Figure 4a rock in small structures using traditional one can see penetrative joints in an outcrop techniques, the impact of the first two is- of metasedimentary rocks that favour ex- sues will be minimal, being null for works traction of blocks with suitable dimensions done directly on the rocks. The joint ac- for walls (as the granite blocks presented in tion of structural features (namely joints) Figure 4b). Energy impacts will be also low and weathering processes (that usually are for loose stones whose morphological fea- favoured by structural features) promotes tures (e.g. Figure 4c) might render them eas- geomorphological products that include ily suitable for human use. More processed loose rock blocks or blocks surrounded by products such as stone tiles will imply higher more easily excavated materials (diverse ex- consumption of energy (and other resources amples can be found, see Twidale and Vidal such as water and steel) due to sawing (Ioan- Romaní 2005). Energy consumption for nidou et al 2014). In the same vein, crushed excavated rocks will depend on rock char- stone will imply greater energy consumption CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017) Sustainability of stone materials in the built... 147

than bulk stone. But there is a certain tradi- suitable to preserve from a sustainable per- tion of stone hand processing (namely for spective and processing can be favoured by walls and pedestrian and road pavements) certain rock characteristics, e.g. structural in countries such as Portugal that will be foliations (Figure 4d).

Fig. 4. Influence of structural features on rock use: a) joints in metasedimentary rocks favouring extraction of blocks with suitable size and shape in Braga (Northern Portugal); b) wall built with metasedimentary stones similar to those presented in a) in Braga (Northern Portugal); c) natural granite blocks (castle rock) in Terras do Bouro (Northern Portugal) with suitable shape for building developed along fractures; d) slate fragments resulting from parting along penetrative foliation used for walls (in Valongo, Northern Portugal).

The above considerations on durability more energy than low flow cleaning (that also answer, partially, the question of energy might even be performed just by using hu- consumption during maintenance as stone is man energy) and this can depend on the a very durable material. Maintenance opera- state of development of the stone alterations will involve energy consumption and tions. For some forms of alteration it will it is necessary to assess the relevance of the be important to adopt an early decision on operations to the actual goal. For example, the maintenance plan to be followed. Bio- steam cleaning might require significantly logical colonization is the most widespread 148 Sanjurjo-Sánchez, J. y Alves, C. CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017)

alteration feature on outdoor stone surfaces housing. Regarding energy efficiency, rocks in rainy climates. This process shows a clear are poor thermal insulators due to their high temporal evolution that begins with algae/ thermal coefficients, which, however, can be fungi films and might lead to more encrusted significantly lower in very porous stones (Oz- coatings such as lichens. Hence, either one kahraman et al. 2006) or volcanic products accepts the development of biological colo- like perlite (Ugur and Demirdag 2006). This nization as a kind of natural evolution and issue can be worsen by moisture (as water is even natural mitigation of human intrusion more conductive than air) and soluble salts (see next section) or cleaning should be done (Kosior-Kazberuk and Ezerskiy 2011) and it as soon as signs of biological colonization is expectable that variations related to these are detected (since it will have lower impacts agents can be higher in more porous stones and might even done by water cleaning with (curiously, soluble salts are also being stud- human energy). We will like to refer another ied as phase changing materials for thermal point: frequently, one might avoid the sus- applications–see Rempel and Rempel 2013). tainability issues related to maintenance by Thermal comfort is usually not an issue for doing nothing in relation to surface altera- cave dwellings since thickness promotes a tions. The question is linked to the assess- good thermal insulation effect (the issue ment of what constitutes materials decay. will not be discussed here but, depending on One can consider that any non deliberated depth, there could be some heating effect un- alteration is a form of degradation but, as derground due to the geothermal gradient). referred in the previous section, it can also Thermal stability is also achieved in histori- be proposed that some alterations are part cal buildings by using thick stones. Thermal of the ageing process or at least not undesir- inertia can be influenced also by other ma- able (shall we try to conceals our wrinkles terials characteristics (Aste et al. 2009) as regardless of the cost, e.g., in terms of re- well as by using other materials. Ultimately, sources consumption, animal testing, etc.?). it will be mostly a question of a design ap- Some conservation options might have a propriated to local environmental character- positive impact in terms of energy consump- istics (see examples in Bergman 2012). Some tion, as in the study of Arnold and Zehnder rocks can have important values of solar re- (1991), where, in order to avoid salt crystal- flectance index (Pisello et al. 2014; Radhi et lization, it was recommended to turn off the al. 2014), an issue very much discussed in re- heating system. Some maintenance interven- lation to “cool materials”, mostly regarding tions might also have a positive impact by urban environments and the “heat island” improving thermal isolation (MacMullen et effect but that can also be relevant for ru- al. 2012) leading to lower energy consump- ral housing in hot areas. Pisello et al. (2014) tion during the use of structures. found that stones with fine grain size (fine In terms of energy consumption, the sand) have the highest solar reflectance val- main impacts of choosing rock materials ues (but for crushed stone it will be advisable will concern the lifetime use of the structure. to assess the energy consumption required This will be irrelevant for structures such to obtain this finer product). Solar reflec- as pavements or free standing structures tance can be affected by alteration (Sleiman (sculptures, walls) but it will be critical for et al. 2011) which leads back to the mainte- CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017) Sustainability of stone materials in the built... 149

nance issue. Thermal conditions can also be tention is needed regarding extraction im- improved by using vegetation, “green roofs” pacts (see next section). There will be also and “green walls” (Alexandri and Jones consumption of water but, again, the scale 2008), which might also help in landscape of the structures will hardly cause a signifi- integration (this might be achieved, at least cant impact during extraction and building. in some situations, without intervention–see More significant impacts might arise dur- next section) ing maintenance (see Alves and Sanjurjo- A more relevant question concerns the Sánchez 2015). The same considerations control of atmospheric moisture. In that re- referred above for energy, on the need for in- gard, several rocks will be ineffective as they tervention and early adoption of a mainte- have low porosity, and mostly micropores, nance plan, apply here. Cleaning operations and hence will absorb water only for high generally involve a certain amount of water relative humidity. Cave housing can also in- and, unless cleaning is done just with water, volve moisture problems because of water other substances like inorganic powders or infiltration (this can be especially problem- polymers. But maintenance can also create atic for caves below the water table). There opportunities for recycling, namely by the are also other parameters that can affect potential use of diverse wastes for cleaning the desirability of stone structures such as (see examples in Grimmer 1979). their behaviour in terms of noise and elec- tromagnetic isolation. These issues can be 3. POLLUTION IMPACT overcome using additional materials with better performance in these issues, includ- Every human activity, in general, and in- ing earth materials, which might comprise dustrial activity, in particular, has some im- contributions from softer rock materials, in- pact on the environment, positive or nega- cluding weathering products (adapting the tive, more or less difficult to ameliorate and classical example of zoned earth and rock minimize. This section will be structured dams and several examples in vernacular around three main lines: (i) landscape al- architecture). teration, (ii) radioactive impact, (iii) other Regarding the consumption of other pollutants, (iv) wastes. Rock extraction and resources, we will consider here their actual rock structures can be considered landscape use for extraction, building, maintenance alteration activities and, hence, in a perspec- and structures use. There can be also de- tive of considering pollution any altera- structive impacts on resources but, in that tion of the natural, pristine, state, can be case, resources are not used (being affected looked upon as causing (visual) pollution. It as a kind of collateral damage) and those has been referred that landscape reintegra- issues will be considered in the following tion of quarrying activities can be difficult, section. Among the situations to consider, as illustrated by slate quarrying in NW of there are the use of other resources for caves Iberia (Gutierrez del Rey 2010). But, once stabilization and the use of earth-like mate- more, one should consider the intensity rials or wood for the complementary uses of the alteration. In ECO-STONE (2013) referred above. The amounts involved will is estimated that to produce stone tiles for not be, in general, significant but special at- the average floor area of a modern house (7 150 Sanjurjo-Sánchez, J. y Alves, C. CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017)

tonnes of stone), it will be necessary to ex- that landscape remediation of these extrac- tract 100 tonnes of stone. If one considers a tion scars occurs naturally, as is illustrated in bulk density value of 2 t/m3 (which can be Figure 5, where a rock road slope with less considered a conservative value for the pur- than five years is already showing signs of poses of stones) and assuming a exploita- natural revegetation. Our experience also in- tion depth of, say, 2 m, this will correspond dicates that it is frequently hard to identify to a square hole with around 5 m side. For historical quarries since most are covered the small scale considered here, it is possible with vegetation.

Fig. 5. Example of revegetation of a granite road slope with less than five years in Braga (Northern Portugal).

Stoneworks can be considered a form of As discussed above, stone suffers diverse pollution, an intrusion in the natural land- surface alteration, being one of the com- scape. But structures with local stone will monest biological colonization (e.g. Figure not be very different from local outcrops. 6a,b). Stones can present high critical mois- There are also diverse evidences of the ture under drying (moisture that evaporates compatibility of animals and plants with from non-surface pores) and, hence, drying stoneworks, which are part of what Juncà et is much slower than when moisture is at the al. (2016) call biotopes of the grey system. surface, keeping the substrate moist during CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017) Sustainability of stone materials in the built... 151

longer times, favouring the development of groundwater recharge areas, especially when biological colonization. Traditional stone- recharge is related to certain stratigraphic works structures, especially with open or units that might be disturbed by extraction lime mortar joints, have favourable condi- or that might be cut from infiltration waters. tions for biological colonization and even Affecting groundwater recharge areas might biological diversity (Ariño and Saiz-Jimenez have impacts on water resources for humans 1996), which promotes the visual integra- and have ecological impacts (see examples in tion in the landscape. The relatively fast Ribeiro 2013). Small works like those con- development of biological colonization is sidered here are not expected to have a sig- common on rainy temperate regions but it nificant impact on surface water even if some is expectable that also on dry hot and cold questions can arise when extraction occurs in ones climates stoneworks will be favourable or near river banks. Landscape alteration can as they can offer shaded protected places also increase pollution hazards of groundwa- where moisture remains for longer time. ters by striping soil and vegetation as these The examples presented in Figure 6c show elements are considered to have a protective a kind of natural remediation of man intru- effect on groundwaters (see DRASTIC mod- sion and the rehabilitation for human use of el – Aller et al. 1987). Another issue concerns these structures might not be incompatible the destruction of forest and agricultural re- with the preservation of the intense biologi- sources but in certain regions these impacts cal colonization. This also relates to the soft will not be on the table since, as referred capping procedures mentioned above, con- above, some rocky areas are not favourable to tributing to improve thermal conditions and these resources (they might even be absent) landscape integration. and there will be ways to minimize impacts Quarrying can generate a number of e.g. by micromanaging the location of extrac- other on-site and off-site environmental tion points or by using loose stones (but this pollution effects (a more comprehensive re- is not totally devoid of problems as some view can be found in EC 2010). Extraction, rocks might have ecological importance–see building and maintenance can affect eco- examples in Nikulinsky and Hopper 2008). logical sensible resources as, e.g., sand from Regarding cave housing, it will be advisable recharge areas (Al-Agha 2006) or river ar- to perform ecological and archaeological eas (Dias et al. 2008). Landscape alteration evaluations of existing caves to avoid destruc- due to extraction and building can affect tion of habitats and historical heritage. 152 Sanjurjo-Sánchez, J. y Alves, C. CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017)

Fig. 6. Examples of extensive biological colonization on granite stone pavements in Braga (Northern Portu- gal) (a) and wall (b) and almost engulfing an abandoned masonry structure in Braga (Northern Portugal) (c). CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017) Sustainability of stone materials in the built... 153

Possibly the main issue in terms of pol- can have a shielding effect (see simulations lutants emission linked to rock materials in Markkanen 1995) and this has the side ef- concerns radioactivity (external gamma ra- fect, in sustainability terms, of creating op- diation, radon and particles inhalation and portunities for using less radioactive materi- ingestion) that present higher hazards in als, either soils or less radioactive stones (it indoor spaces (see Markkanen 1995). This might even be possible to build rooms with includes cave housing (see Nuccetelli et al. gamma radiation levels below the natural 2014). Radiological hazards will depend on conditions of a region, providing a justifi- intrinsic characteristics of rocks such as ra- cation for stone importation). Some rocks dioisotopes contents, density and permea- might have lower radiation levels than other bility. In terms of external gamma radiation, common materials (in the study by Trevisi et there are proposals for assessing the hazard al. 2012, mean values of analysed metamor- level related to a material using an index cal- phic rocks were above mean values of natu- culated from radioisotopes contents (Mark- ral gypsum but below mean values of brick, kanen 1995), with guidance values assum- concrete and cement). ing a specific model for materials density, In terms of radon emissions, and con- amount and spatial distribution (it assumes sidering the model proposed in Markkanen that the material is used in all the indoor (1995), besides the content of radioactive surfaces of the space), as well as a specific isotopes in the rock materials, hazard lev- space dimension and exposition time. The els depend on the area of applied material, dose related to gamma external radiation space volume and air renovation rate, so de- from building materials decreases, linearly, creasing hazard might be simply a question with exposure time (so little used spaces of keeping the indoor space well aerated will have low hazard levels) and it also de- (for a discussion of ventilation effects on ra- creases with smaller materials amounts (see don levels see Akbari et al. 2013; a review EC 1999) and decreasing materials density of other models and procedures for radon (Nuccetelli et al. 2015). Some rock materi- remediation is presented in Pacheco-Torgal als are expected to have higher radioactive 2012). In addition, less radioactive and less levels (see Kovler 2012) such as carbonatites, permeable materials can be used indoors as alum shale, granites, tuffs etc. Other rocks barriers to radon migration. can present very low radioactive elements Another issue related to radiological contents, e.g. ultramafic rocks (Kobranova hazards due to materials concerns the in- 1989; Gómez et al. 2011). Even for the more halation and ingestion of particles. Mark- worrisome rock types there are variations so kanen (1995) indicates a relation with the there are, e.g., granite types presenting low inhaled and ingested amounts of particles, radiological risks. The issue could be more which depend on particles amounts on the worrisome when natural radioactive wastes, air. It is not expectable that normal indoor namely from uranium explorations, are used housing conditions create significant dust in building mortars (Thomas and Drábová levels but this issue might be affected by the 1993). surface state of the materials and it might Regarding the more radioactive rock be minimized by aeration or by coating the materials, using other materials as coatings materials. 154 Sanjurjo-Sánchez, J. y Alves, C. CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017)

The use of stone can generate other pol- doors but, again, asbestiform minerals might lutants during extraction and transport, deserve special attention. This issue needs but, again, for local rocks used in small also to be considered in derived materials as structures these impacts will be minimal. there are evidences that point to examples of The emissions of pollutants will also be whitewash incorporating asbestiform miner- affected by the processing procedures, be- als that contribute to pneumological issues ing higher for products that demand higher (Constantopoulos 2008). There are referenc- processing such as cladding (Ioannidou et es to the hazard of particles emissions from al. 2014). According to SFGB (2011), the nanomaterials (Warheit et al. 2008) but we greatest carbon impact related to natural were not able to find any reference to poten- stone results from processing (which will be tial release of nanoparticles from rocks and much minimized for the vernacular struc- as the amount in nanoparticles in natural tures here considered). The emplacement of rocks is generally extremely small this does rock cut surfaces might promote reactivity not seem to be a motive of concern. How- and hence pollution release. However, the ever, considering the analyses of Navrotsky present state of knowledge suggests that the (2004) on natural nanoparticles, we do not amount chemical weathering of stone (and exclude the possible relevance of this issue substances leaching) is minimal in the built for volcanic ash materials or granular mate- environment. rials resulting from weathering. In general, Maintenance operations can be also a stone use also avoids issues related to emis- source of pollution as certain intervention sions from additives (but this might change measures emit potentially dangerous sub- due to some maintenance interventions). stances and produce wastes (see review in Quarrying activities might also contrib- Alves and Sanjurjo-Sánchez 2015). Except- ute to noise pollution due to preparatory ing the extensive application of biocides, the activities, such as establishing road or rail production of pollutants due to interven- access, mineral processing facilities, scraping tions will not be very significant. However, or excavation of the top soil, extraction of some interventions such as stone desalina- the rock, transport of the extracted materi- tion by poultices might generate waste that, als or even processing plants to crush and since they are contaminated with salts, can grade the minerals, but as we have been dis- require some ingenuity to recycle. And of cussed, this will depend on the size of the course, the same considerations regarding operation and processing options. non-intervention policy and the need for Wastes were left for the end of the sec- adoption of an early decision will apply to tion as we think this can be an appropriate this case. bridge for the next section. Stone produc- Dust emission from quarries is not ex- tion is sometimes considered a very wasteful pectable to be significant for the considered operation. The ECO-STONE (2013) data scale of operations but the presence of as- considered above indicates 97% waste in bestiform minerals can cause concerns (Per- mass but this refers to one application type kins et al. 2008; Wylie and Candela 2015). (stone tiles) and, as already mentioned brief- In general rock materials do not cause sig- ly in the previous section, rock wastes have a nificant atmospheric emissions by its use in- potential for reuse and recycling. The ques- CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017) Sustainability of stone materials in the built... 155

tions raised in the previous section regarding terials, preserving limited natural resources. reusing and recycling stones will also apply Thus, recycling of waste emerges as an op- to rock wastes and one must also pay atten- portunity to transform expense into profit. tion to certain pollution issues that might be Industrial corporations and researchers exacerbated in wastes as in the uranium-rich have been looking for alternative uses of the wastes mentioned above. waste beyond their storing. These uses include construction of embankment fills and 4. FURTHER COMMENTS ON road pavements and their use in building POSITIVE IMPACTS OF THE USE OF materials such as additive for tile produc- ROCK MATERIALS tion (Albarrán-Lisoet al. 2006; Navarro et al. 2008). Thus, it has been studied the use After discussing the main objections that of stone cutting wastes in several industries, can be raised in relation to using rock mate- and mostly in the ceramic industry. A clear rials, namely stones, we will consider some example of this is the waste produced by additional possible positive impacts that fa- granite and marble cutting. These inexpen- vour the use of these materials (additional sive residues can be regarded as good sub- since, as was seen, some of the issues that stitutes for costly raw materials, preserving might be considered negative can have posi- mineral resources, solving environmental tive side effects, namely in terms of wastes problems and lowering production costs. as resources). Granite has, as major constituents, feldspar, Trivially, stone exploitation generates quartz and mica, while marble is basically revenue and creates employment. While be- constituted of calcite. Wastes of both rock ing somehow outside the scope of this work, types can be classified as fluxes (they have it will be appropriated to highlight that the potential to act as glassy phase formers stone production might be an important during the sintering process) improving the source for the sustainability of communities sinterability of the clay material. The effect in isolated regions where no other major en- of small additions to clay mixtures has been terprises exist and that are not very seduc- investigated (Acchar et al. 2006), and it has tive for industrial operations. been observed that the final properties of Additionally, stone extraction (and, as the fired products do not change drastically. referred above, engineering and agricultural It has also been shown (Acchar et al. 2006) works) can generate rocky waste that can be that higher contents of marble and granite reused and recycled, and this will create busi- rejects can be used to enhance the process- ness opportunities, as is show by examples ing of clay products, enabling firing at lower from historical and modern works, includ- temperatures. These materials also have a ing applications with positive environmental non-plastic character. Thus, they can play impact. Since the transport and deposition an important role as plasticity-controllers of waste in landfills involve significant costs, during fabrication. In some similar tests, its incorporation in other industrial process- it has been found that producing roof tiles es could lead to the reduction of costs and incorporating 10% of granite wastes results open new business opportunities, while re- in tiles of excellent properties. Therefore, the ducing the volume of extraction of raw ma- sludge derived from the granite cutting and 156 Sanjurjo-Sánchez, J. y Alves, C. CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017)

polishing industries can be classified as a centres (Miller 2009) because of thermal by-product suitable to replace natural non- conditions and even its ability to resist mili- plastic raw material in traditional ceramic tary (even nuclear) attacks (but moisture can formulations. Some rocky materials can be a particularly relevant problem for this also be recycled in other building products kind of use). and even contribute to cement substitution Another economically relevant perspec- (Ramezanianpour 2014) with a global positive concerns touristic activity. Quarries ex- tive impact in terms of sustainability (as it pose rocks that would not otherwise be seen can contribute to CO2 emissions reduction). and they often expose a range of rock types. We can consider two additional exam- Moreover, quarries have fresh broken faces ples related to issues already discussed. One which clearly display rocks features. There example concerns using rocks as cool ma- are also opportunities for using mines as terials for stabilization of railway tracks by exemplified by the coal mines of Meirama avoiding terrain movements resulting from and As Pontes (Northwestern Spain), which thawing (Li et al. 2008). Another example, were reintegrated in the landscape allowing related to thermal properties, concerns using gap filling excavation by local waterways rock materials for energy production due to and rain to get new lakes that can be used their capacity for heat storage (Tiskatine et with amusement purposes and water stor- al. 2016). There are also business opportuni- ing (Samper et al., 2008; Delgado-Martín et ties related to stone reuse (there is commerce al., 2015). Moreover, old Roman gold mines of old stone, that sometimes can include ille- that caused a strong damage to the land- gal operations, which can be considered also scape are an important source for tourism a mark of reusability). mining archaeology in some parts of Spain The use of underground space is a cur- as occurs with “Las Medulas”, included rent subject of study in urban areas due in the list of World’s Heritage since 1997 to questions associated with space scarcity (Sánchez-Palencia et al., 2000). (Bobylev and Sterling 2016) but there are Stone structures can be “windows” on also several positive impacts related to the the local geology and be seen as a link to occupation of natural and excavated cavi- nature, being useful for touristic promotion, ties (including underground quarrying and preferably not mass tourism but tourism mining works) in rural regions. Natural and sensible to science and technical knowledge. excavate rock holes can pose a hazard to hu- These “windows” on the geological environ- mans. So their occupation might treat two ment can also have a value for teaching at issues. Using cavities diminish surface space several levels, from primary school to col- occupation and landscape impact. Besides lege, which can be linked to tourism, for diminishing their sustainability impact, the educational activities for city dwellers. occupation of underground mining spaces Rock materials might indeed have the might even contribute to their economic vi- highest touristic potential among building ability. There are several other activities that materials as they can have unique (petro- have been proposed for cavities (Broch 2016) logical) features at a worldwide level. One and one can highlight that natural and exca- can also refer to the historical example of vated holes are being sought after for data the Orvieto caves in Italy (presently being CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017) Sustainability of stone materials in the built... 157

used as touristic housing). These perspec- nal comments will be base around the three tives (products, tourism, education) can be components proposed by Finkbeiner et al. extended to rock extraction, excavation and (2010). stoneworks craftsmanship, as is illustrated In terms of environmental impact our in Figure 4b (the building of a stone struc- main contention was that, for the conditions ture, selecting the appropriated material, involved in the uses presented here (that can can be an experience in dealing with nature, be summarised as “small and local”), impacts as is illustrated by a passage in Walden, will not be, in general, significant, given that that classic work of sustainability literature, materials are used in the same natural con- Thoreau wrote “I laid the foundation of a text and considering the low intensity of the chimney at one end, bringing two cartloads identified impacts. Rock extraction marks of stones up the hill from the pond in my and rock structures can be re-integrated in arms”). One might also risk saying that the natural landscape (for the evaluation of stoneworks “age” better than other building the visual impact it might be suitable to as- materials (and hence have a more longstand- sess the biological colonization rate in the ing touristic potential). region) and it is assumed that there will be There could be also some positive eco- an almost integral use of the extracted rock logical impacts. In EC (2010) is referred that materials. In an environmental hierarchy of “If planned properly, modern non-energy functional materials and structures, one can extractive industry (NEEI) activities can defend that rock overcomes concrete, metals actively contribute to biodiversity conserva- and polymers. Timber could be considered tion”, and this documents presents diverse best from a renewable point of view but its examples illustrative of this claim. durability might affect its functionality and it is necessary to assess the impacts related 5. FINAL CONSIDERATIONS to produce amounts of timber similar to available stone. The promotion of the use of As can be seen in several examples, rock materials can have additional positive quantitative assessments can be fraught impacts as promoter of reuse and recycling with complexities (see Pilkey and Pilkey- of rock wastes from other activities such as Jarvis 2007) and the results will be largely roads, bridges, dams, etc. Given the environ- dependent on the importance attributed to mental costs of recycling (including trans- the parameters considered. Hopefully, this portation to the recycling structure), the qualitative analysis has contributed to es- promotion of a culture of rock use in loco tablish a conceptual framework regarding can help to reuse and recycle rock wastes the parameters and relations to consider in from other activities (roads, bridges, dams, assessing rock materials sustainability. As etc). However, the environmental impacts of a grand final synthesis we will risk to say extraction operations and cave occupation that rock materials are potentially sustain- might become significant when they affect able but the last word belongs to design op- sensible areas from an environmental or cul- tions (and the coordination of those options tural point of view. These can be considered at several stages, “from cradle to grave” to the main factors to analyse in a sustainable use a classic sustainability saying). Our fi- assessment of rock materials for small struc- 158 Sanjurjo-Sánchez, J. y Alves, C. CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017)

tures in rural areas, namely as they require famous moai rock statues of the Rapa Nui in a detailed assessment at a small scale (since Easter Island. Accepting the hypothesis that small disturbances in specific spots can have this settlement collapse was due to excessive disproportionate effects, e.g., if they cause resource consumption for making and trans- disturbs in the recharge of springs or irre- porting the rock statues (see Rainbird 2002), versible damage to cultural heritage or spe- considering the tenets of this paper, we can cific habitats of endangered species). suggest that this was a question of scale and In terms of social impact one should not location, as the number and size of statues ignore the cultural significance usually at- was excessive and resources were massively tributed to rock structures and the processes consumed in their transportation. Hence, for their building. This is also a potential this case can be considered to be outside the field for applied psychology, as the decision “small and local” limits of our discussion. on whether stone weathering has positive or negative effects can have sustainability ACKNOWLEDGMENTS implications related to maintenance operations and the effects (valuing/penalising) on The Lab2PT–Landscapes, Heritage and the reusability and recyclability of stone. It Territory laboratory–AUR/04509 is sup- will be also interesting to assess how the new ported by the Portuguese Fundação para a uses of rock underground caves will affect Ciência e a Tecnologia (national funds and the legal management of underground space when applicable of the FEDER co-financ- and its impacts on regional communities. ing, in the aim of the new partnership agree- Finally, regarding economic impacts, be- ment PT2020 and COMPETE2020–POCI sides potential contributions to the welfare 01 0145 FEDER 007528). The University of isolated and depressed regions, there are Institute of Geology of the University of valuable touristic options regarding rock A Coruña (Spain) receives support from excavations, increasing the visibility of the Xunta de Galicia with funds from “Con- geological background and contributing to solidación y estructuración de unidades de landscape visual diversity, and regarding investigación competitivas — Grupo de po- the cultural value of rock structures (both tencial de crecimiento” (GPC2015/024). in terms of materials and techniques). Ad- ditionally, as was mentioned above, rock REFERENCES cave spaces can have new uses that are re- phrasings of old ones and these can present ACCHAR W, VIEIRA, F.A.; SEGADÃES, a great strategic importance. The culture of A.M. (2006) Using ornamental stone in loco rock use can also have economic im- cutting rejects as raw materials for red pact, as frequently the entity responsible for clay ceramic products: Properties and building a given structure is legally bound to microstructure development. Mater Sci. deal with resulting wastes. Eng: A 435-436:606–610. DOI:10.1016/j. Our final paragraph concerns, albeit very msea.2006.07.091 briefly, what could be considered the main AKBARI, K.; MAHMOUDI, J.; GHAN- counterexample regarding rock materials sus- BARI, M. (2013) Simulation of venti- tainability of rock materials: the case of the lation effects on indoor radon. Man- CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017) Sustainability of stone materials in the built... 159

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Cadernos Lab. Xeolóxico de Laxe Coruña. 2017. Vol. 39, pp. 165 - 176 ISSN: 0213-4497

On the meaning and use of the terms, ‘erosion’and ‘exhumation’

TWIDALE AND, C. R. and BOURNE, J. A.

(1) Geology and Geophysics, School of Physical Sciences, University of Adelaide, North Terrace, Adelaide 5005, South Australia. Telephone: 618+8313 5392; Fax: 618+8313 4747; email addresses: [email protected],

Key words: exhumation; erosion; etch; unconformity; discontinuity

Abstract: It is important that technical terms with agreed meanings are used correctly. This applies particularly to words that reflect their etymology. Neglect of this principle distorts information and compromises the discussion, understanding, and value of otherwise useful papers and reports. In discussion and in publications, some authors have used the term ‘exhumed’ as synonymous with ‘erosional’, whereas in disciplines like stratigraphic geology and geomorphology the two are perceived as having quite different meanings and implications for chronological reconstructions. Furthermore, some aspects of the nature of erosion do not appear to be appreciated.

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PROBLEM an earlier exposed phase envisaged. Thus, reference is made to the elastic response of There is insome quarters confusion as to brittle rock causing ‘the magnitude of all the meaning of, and difference between, ‘ero- three principal stresses to reduce at differ- sion’ and ‘exhumation’ and their derivatives. ent rates during exhumation’, to ‘exhuma- ‘Erosion’ is the wearing away or lowering of tion induced stresses’, to an ‘exhuming rock a surface, whether of, say, a boulder or cob- landscape’ and to a rock passing though a ble, a platform or pediment, or a landscape. physical transition – possibly a discontinuity The word is derived from the Latin erodere, to of the type discussed below–at an estimated gnaw or wear away. To exhume on the other depth of 10 km ‘during a period of rapid hand is to extract out of the ground, to disin- exhumation’. Again, a flared slope has been ter, resurrect, or re-expose, for etymologically described as ‘A concavity… produced by humare is the Latin for ‘to bury’, humus is the subsurface weathering and subsequent ex- ground, and ‘ex’ in this context means ‘out humation’ though again, the bedrock form of’. Thus, occasionally the authorities order a has not previously seen the light of day. corpse to be exhumed, that is, disinterred, for further examination. In geology and particu- EROSIONAL PROCESSES larly in geomorphology, the word in used in the same sense. Exhumed landscape features Erosional processes cause the lowering have been shaped by destructive (erosional) of the land surface. They are generated at or constructive or depositinal processes ac- the Earth’s surface and are epigene pro- tive at or near the land surface, buried, for cesses that have produced, degraded or de- example by marine or lake sediments or by structional forms. Two general points call volcanic lava or ash, and later re-exposed. for attention. First, overwhelmingly erosion Accordingly, an exhumed surface is an exis preceded by and is dependent upon prior posed unconformity and as such represents weathering, the disintegration and or the alan hiatus or break in time. teration of the country rock. Without such Unfortunately, surfaces that clearly are preparatory weathering there would be little erosional in origin have been described as ex- erosion, save in the bedrock channels of ma- humed. It serves no purpose to cite specific jor rivers where potholes, Rillen or grooves, papers and authors for what is perceived to and scallops are formed (Figure 1) and more be the incorrect and misleading application generally as a result of catastrophic or storm of technical terms is surely unintentional. events such as major floods (e.g. BAKER, But by way of illustration and exemplifica- 1973). Second, erosion at one site or in one tion the following phrases are quoted from area implies deposition elsewhere For exam- recently published papers that contain much ple, upstream catchments are lowered, but of interest and value but in which ‘exhuma- the eroded detritus is carried downstream tion’ clearly but disconcertingly is intended and eventually laid down either in stream to indicate ‘erosion’ or the wearing away of channels in piedmont zones as alluvial fans, the rock. In none of the instances cited is in valley floors, or in the sea. 168 Twidale, C. and Bourne J. CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017) CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017) On the meaning and use of the terms, ‘erosion’... 169

Fig. 1. (a) Pot hole in granite in the bed of the Umgeni River, Kwa-Zulu Natal, Republic of South Africa. (b) Parallel grooves cut in granitic bed of the Ashburton River, at Nanutarra, western Pilbara, Western Australia (c) ‘Scallops’ shaped in granite exposed in river bed, Davies River, north Queensland. 170 Twidale, C. and Bourne J. CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017)

Rivers are the dominant agency shap- excavators (BOYÉ, 1950). Both agencies ing the land surface of humid and temper- are capable of picking up and transporting ate areas, though not to the degree stipu- weathered detritus but are ineffective where lated by some workers (e.g. DAVIS, 1909, in contact with coherent rock. pp. 266-267; but see also BLISS KNOPF. This implies that many regoliths that were 1924). The turbidity of rivers in flood shows not so weathering as to produce a duricrust that they transport silt and sand in suspen- (laterite, silcrete, calcrete etc) have been sion and by saltation and the coarser debris stripped to produce a bedrock surface of etch is carried as the bed or traction load (e. g. type, that is, one formed at the Tiefenfront or MORISAWA, 1968). Rivers in the more weathering front at the base of the regolith usual range of discharge and velocity, and (BÜDEL, 1957; MABBUTT, 1961; Figure particularly those armed with coarse detri- 2). ‘Etch’ because the front is shaped by etch- tus, have gouged potholes, gutters, and scal- ing, that is, by chemical alteration of some lops in coherent bedrock exposed in main or all the rock-forming minerals, though in channels, but the erosional capacity of small many instances with significant chemically- discharge and lower velocity streams, and induced physical effects (e. g. HUTTON et of surface wash, appears to be limited to al., 1977). Many – some workers would say friable fines (BAKER, 1988; NOLDHART ‘most’–familiar landforms at various scales and WYATT, 1962). HILLS (pers. comm,. are of etch type (e. g. TWIDALE 2002), and 1962) characterized the changes in erosion others have been attributed to partial etching on divides washed by minor streams and (e. g. TWIDALE and CAMPBELL, 1998). overland flow by stating that there is ’first As long as a regolith remains in place the of all a period of rapid skimming off of the bedrock surface beneath continues to evolve, soil and rotten rock, followed by a sudden but where the cover has been stripped the decrease in removal of detritus when fresh etched bedrock surface, no longer in constant rock is exposed…’. Thus, like some glaciers, contact with moisture, becomes relatively sta- rivers tend to act as bulldozers rather than ble (e. g. LOGAN, 1851, p. 326). CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017) On the meaning and use of the terms, ‘erosion’... 171

Fig. 2. (a) An example of an etch landscape at The Granites near Mt Magnet, Western Australia, where a blocky granitic surface is exposed as a result of the stripping of a lateritized and kaolinized regolith preserved in plateau remnants. (b) Corestones exposed in a road cutting near Pine Creek, Northern Territory, Australia, provide and example of forms defined by a discrete weathering front, that give rise to surface forms in core- stone boulders. That the corestones are in situ and not transported is confirmed by the intrusive vein. 172 Twidale, C. and Bourne J. CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017)

Glaciers, wind, and waves also call for tial sectors of the land surface. This is very consideration. As with rivers none is signif- different from the formation, by either ero- icantly effective without prior weathering. sion or deposition, of a surface, its burial, Even in the climatic extremes represented and later re-exposure, indicated by the term by the midlatitude deserts and glaciated ‘exhumed’, and with all the chronological lands, rivers have played a significant role implications associated with it. in landscape evolution. Though glacial and fluvioglacial deposits are differentiated the EXHUMED SURFACES former are initiated by ice melt but have not been subjected to the sorting action of Though they are widely distributed in running water. In addition sub-glacial melt time and space exhumed features vary in water flows are responsible for the complex extent. They range in age between Late Ar- and incongruous channel patterns of some chaean, as on the Pilbara Craton of West- deglaciated lands (e. g. DERBYSHIRE, ern Australia, to Early Pleistocene, as on 1962). Similarly, no desert is rainless and northwestern Eyre Peninsula (TWIDALE the occasional brief but violent river flows and CAMPBELL, 1984; TWIDALE, 1986). have left their indelible imprint on the land- Many occur at site-scale, as for instance in- scape (e. g. PEEL, 1941). Also, the erosion- selbergs shaped in Early Paleozoic granites al impacts of the wind are frequently mis- now exposed from beneath Miocene strata in understood. Only in special circumstances and near the gorge of the lower River Mur- are specific landforms shaped by the wind ray in South Australia. Remnants of vari- in coherent rock (e.g. RUSSELL, 1932; ous sub-Proterozoic ages are reported from BOBEK, 1969; BREED et al., 1989). On Arctic North America (AMBROSE, 1964), the other hand, millions of tonnes of fines and the Barrow Creek area of the Northern are transported long distances (even inter- Territory (Figure 3). In the latter area a gla- continentally) in dust storms, implying a ciated landscape eroded in Paleoproterozoic general lowering of the land surface in the quartzites has been exhumed from beneath source areas. later Neoproterozoic sediments. It is claimed The impacts of storm waves are leg- that the present exhumed landscape must re- endary and have long been recognized (e.g. semble that of some 600 million years ago, JOHNSON 1919) but wave action and oth- except that there is now no ice (THOMP- er shoreline processes are restricted to the SON, 1991, p. 85). Sub-Cambrian landscape margins of the continents and even there elements are prominent in southern Sweden are significant only on exposed coasts (e. g. (RUDBERG, 1970) and in the central Sahara DAVIES, 1964). (BEUF et al., 1971). A sub-Triassic inselberg In summary however most landscapes landscape is prominent in the Linares–Ube- have been shaped by stream erosion in its da district of southern Spain (AZCÁRATE, various forms (concentrated channel flows, 1972). The exhumed surface of Charnwood diffuse wash, and so on), and the type and Forest in the English Midlands is also of sub- intensity of erosional processes has varied Triassic age (WATTS, 1903). The Cretaceous in time and space, but all have resulted in saw several extensive marine transgressions the lowering or wearing away of substan- and features of various sub-Cretaceous ages CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017) On the meaning and use of the terms, ‘erosion’... 173

are reported from, for example, southern tralian Basin (TWIDALE and BOURNE, Sweden (LIDMAR-BERGSTRÖM, 1989) 2013), and in the northern Pilbara region of and at the western margin of the Great Aus- Western Australia (Figure 4).

Fig. 3. Surface of blocky gneiss exhumed from beneath flat-lying quartzitic sequence forming a plateau, near Barrow Creek, Northern Territory, Australia.

Fig. 4. Boulder-strewn granite hills in process of exposure from beneath flat-lying Cretaceous sediments east of Karratha, Western Australia. 174 Twidale, C. and Bourne J. CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017)

Whatever their extent, such disinterred represents a time gap of some seven million forms are of chronological significance. The years it was never exposed as a surface and age of an exhumed surface is bracketed by was not revealed in section until the Early the age of the youngest rock transected by Cretaceous, following the dissection respon- the surface and the oldest rock overlying it. sible for the present gross relief of the up- Most commonly the surface just precedes land (CAMPBELL and TWIDALE, 1991). the youngest member of the cover sequence. Moreover, and as is explained in the discus- Cover by lava or ash allows the preservation sion of the nature of epigene erosion, rapid of quite fragile forms such as desert dunes erosion could not have taken place without (e. g. ALMEIDA, 1953; JERRAM et al., prior weathering, which implies exposure. 2000). The conservation of delicate decora- tions like those developed in the Tindal area, DISCUSSION AND CONCLUSION near Katherine, in the Northern Territory, on miniature towers in Cambrian limestone An unconformity implies an hiatus, a and that have been re-exposed from beneath gap in the chronological sequence. Etching a cover of marine Cretaceous beds remains implies a time period during which a weath- unresolved (TWIDALE 1984). ering front was shaped beneath a regolithic Some unconformities are complicated cover that was later stripped and the un- by the occurrence of a zone of alteration, derlying topography exposed. Accordingly, usually developed on the buried surface. though a clean unconformity represents a Whether such horizons existed prior to, and time gap, as most erosional bedrock sur- were preserved by, burial, or are the result of faces are of etch origin, the so-called hiatus groundwaters percolating along the physical includes a phase of weathering and erosion parting, that is, the unconformity, is in many and may be of considerable duration. instances difficult to determine. Where the Although science cannot be studied in weathered zone occurs on a steeply-dipping clearly defined and isolated sections, the unconformity and extends to depth (e. g. meanings attached to some technical terms LASCELLES, 2014), it clearly predates bur- words used in related yet separate disciplines ial. Its composition may indicate the climate differ. This can lead to misunderstandings. that prevailed during its evolution. ‘Exhumed’ and ‘eroded’ and their derivatives are but examples. Language is ever in DISCONTINUITY AND UNCONFORM- flux but some constants are not only wel- ITY come, but critical.

Reference has been made to rock passing REFERENCES through a physical transition at depth ‘during rapid exhumation’. Was the transition ALMEIDA, F. F. M., 1953, Botucatú, a Tri- envisaged similar to the intrusive contact assic desert of South America: XIX In- between the Hiltaba Granite (ca 1585 ma) ternational Geological Congress, Algiers and the Gawler Range Volcanics (ca 1592 VII, 9–24. ma) (Figure 5)? The contact is a discontinu- AMBROSE, J. W., 1964, Exhumed pal- ity and not an unconformity. For though it aeoplains of the Precambrian Shield of CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017) On the meaning and use of the terms, ‘erosion’... 175

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Jennifer Anne Bourne (1946-2015): an Appreciation

I met Jennie Bourne when she took my She was also a rigorous tutor and dem- Geomorphology courses, beginning in 1966. onstrator. She was punctilious in marking She brought to her work a critical and quest- and written work handed in , not hesitat- ing mind, an enthusiasm for field work, and ing to award warm praise or acid comment. a love and respect for words and syntax. She She also enjoyed organising requested group was also a leader. She earned a First Class tours (teachers from Singapore, students Honours degree. After marriage and a first and staff from Köln) and generously gave child she embarked on research on granite of her time for individual visitors (e,g. from landforms on Eyre Peninsula that she pre- Japan, Germany , Sweden, USA, Pakistan, sented for an MA. Then followed a produc- Spain) keen see our research areas at first tive, period of research under the auspices hand. of ARC grants. Jennie revelled in field work. It was one She took a break from academic life to long adventure, for things were never as have her second child but returned to take the books said they ought to be. The trip doctorate with work on the western pied- to Uluru and Kata Tjuta with her mother mont of the central Flinders Ranges. There Noreen (who supported her daughter in all followed about 20 years of fruitful research, her academic endeavours, including acting mainly based in granitic terrains but on a as a field companion, and from whom Jen- variety of topics and areas, including for ex- nie acquired her love and interest in words ample karst in West Malaysia and the dating and grammar) was especially enjoyable and paleodunes in central and southern Australia. rewarding. She also enjoyed conferences. Jennie had a keen eye backed by wide The field excursion to north western Spain reading. She had an eye for anomalies, and in 1991, and the IGU meetings in Hamilton, the ability and tenacity to seek the evidence. Ontario (1993) and Singapore (1995) come She published some 80 peer- reviewed pa- readily to mind. Of course here were occa- pers and edited two books. Like her (and sional mishaps; a rollover east of Birdsville; my) friend and colleague Liz Campbell, Jen- a long walk as a result of being misdirected nie would have been a superb copy editor for on to an abandoned track west of Norse- she had an eagle eye for any transposition or man; what was in retrospect though not other flaw on the printed page. at the time, an exciting run through teem- 178 Twidale C. R. CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017)

ing rain and rising creeks on the Birdsville vague abdominal discomfort, and under- track. Jennie handled such challenging ad- took to consult her family doctor. Scans ventures with aplomb. and tests revealed pancreatic cancer. Jennie In addition to her academic work, Jen- decided to have treatment but for medical nie had many and diverse other interests. In reasons chemotherapy did not begin un- younger days she was a hard driving sports til Wednesday 18 November. It was agreed person. She also supported amateur theatre. someone should sit with Jennie for the first But orienteering, the Field Geology Club, few days of treatment in case of unexpected (her childrens’ school) committees, her (high difficulties. I sat with her all day on Thursday school) Old Students society, all called on 19th. Naturally, we the reminisced, but Jen- her not just as a member but because she nie was well aware of her predicament, and was a gifted and efficient administrator, an we considered various scenarios. She was office holder. They all took time. Jennie’s optimistic and talked about the trips to the calendar was full months ahead of time, Yilgarn and the Northern Territory we had causing concern for some close to her. planned (and could fund) but obviously had Jennie lived a full life. I think we were to defer yet again. She also urged that come both slowing down, but it all came to an what may the projects and papers we had unexpected and shattering end late in 2015. in train should be finalised. Physically she We had a short field trip to Eyre Peninsula appeared to be comfortable but overnight, mainly concerned with monitoring sites when a female friend was staying with her, bearing the imprint recent and continuing she experienced mild nausea. Jennie’s sister tectonic movements. Jennie mentioned a sat with her on the Friday, but apparently CAD. LAB. XEOL. LAXE 39 (2017) Jennifer Anne Bourne (1946-2015): An Appreciation 179

Jennie said she was managing quite well and for understanding landscape, but in addition wanted time to herself. She was alone that touched the lives of many of those around evening. At about 9 p.m. she was talking on her who will remember her with respect, ad- the ‘phone to her husband who was inter- miration, and affection. state on golfing business, when she collapsed At the personal level, Jennie and I worked and died, suddenly, but mercifully, quickly. together, albeit with interruptions, for some Jennie had many talents, She was pos- 50 years. Ours was a productive and enjoy- sessed of a quick intelligence and a finely able professional partnership and also a true tuned sense of humour. She had a long friendship. I count myself privileged to have standing interest that amounted to a passion known and worked with her. C. R Twidale

Volume 39. 2017