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Ötzi, la momia del hielo, sigue fascinando

Con más de cinco mil años de edad, Ötzi es la momia humana más antigua que se conoce y una de las más estudiadas por la ciencia. Fue descubierta en 1991 en los Alpes y desde entonces no ha dejado de arrojar información sobre cómo era la vida en el Neolítico. ¿Te animas a descubrir todos sus secretos?

¿QUÉ ES UNA MOMIA?

Las momias son cuerpos conservados de personas y animales que aún conservan la piel. Las más famosas son las egipcias, conservadas gracias a los procesos químicos aplicados a los cadáveres (embalsamamiento), aunque muchas otras culturas practicaban la momificación. Pero las momias también pueden darse de manera natural si las condiciones son idóneas para evitar la descomposición, como sitios húmedos y pantanosos, en el frío de las montañas y regiones polares o en zonas secas y arenosas como los desiertos. Además de la piel, otras estructuras que pueden conservarse a lo largo de los milenios son las uñas, pelo y evidentemente huesos y dientes.

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Momia natural en el Museo Británico, Londres. Foto: Mireia Querol Rovira

A diferencia de los fósiles, que tienen millones de años, las momias no suelen superar los miles de años, aunque se conservan fósiles de dinosaurios con impresiones de piel o escamas. Si quieres saber más sobre los procesos de fosilización, te invitamos a leer Conociendo los fósiles y su edad. Ötzi, por no superar los 11.000 años de edad, se trata de un subfósil.

¿QUIÉN ERA ÖTZI?

Ötzi, el Hombre de Similaun, el Hombre de Hauslabjoc o simplemente El Hombre de Hielo, fue descubierto en el Valle de Ötz (en la frontera austriaco-italiana de los Alpes) por unos alpinistas en 1991 a 3.200 metros de altura. Gracias a una tormenta en el Sáhara, el polvo llegó hasta los Alpes y al calentarse con el Sol, derritió el hielo más de lo habitual y dejó en parte descubierto a Ötzi, que llevaba más de 5.000 años bajo el hielo. No fue hasta su posterior estudio que se descubrió su antigüedad real, ya que in situ se pensaba que era un alpinista accidentado.

Ötzi, antes de ser extraído de la montaña. Foto: Paul Hanny / Museo Arqueológico del Tirol del Sur

Gracias a la técnica del Carbono 14, se determinó que Ötzi murió hacia el 3255 a.C. (Calcolítico, Edad del Cobre), lo que lo convertía en la momia más antigua del mundo mejor conservada. Además del cuerpo, se encontraron más de 70 objetos personales (armas, ropa, herramientas…), lo que dio más información sobre la vida de este hombre prehistórico.

Primer plano de Ötzi. Fuente

UN HOMO SAPIENS MODERNO

A lo largo de diversos artículos hemos hablado de otras especies que nos precedieron, pero Ötzi pertenecía a nuestra especie, es decir, Homo sapiens. Los primeros Homo sapiens, aparecidos en África hace 200.000 años, representaron la transición evolutiva entre el H. heidelbergensis africano a los primeros humanos modernos. Tras más de 7 millones de años de evolución, H. sapiens somos los únicos homininos sobrevivientes.

Reconstrucción de Ötzi, por Alfons y Adrie Kennis. Foto: Thilo Parg

H. sapiens migraron de África hasta el resto de continentes, un tema que por su extensión no podemos tratar en este artículo. Si quieres saber sobre como la paleoparasitología nos ayuda a seguir las rutas migratorias de nuestros antepasados no te pierdas este artículo. Cuando Ötzi vivía, los Neandertales ya se habían extinguido hacía unos miles de años y sus antepasados sapiens llevaban bastante tiempo en Europa (desde hacía unos 45.000 años).

Lo que diferencia a H. sapiens de otras especies es un cráneo muy redondeado y grande (1.000-1.400 cm3) en comparación con el cuerpo, un rostro plano y vertical, dientes pequeños, una mandíbula nada robusta, y la presencia de mentón, característica que no tiene ninguna de las especies precedentes.

Comparación del cráneo de sapiens y neanderthalensis donde se ve la presencia de mentón (“chin”). Cleveland Museum of Natural History. Foto de Matt Celeskey.

A nivel de esqueleto, como otros homininos recientes, Ötzi y nosotros estamos perfectamente adaptados al bipedismo, con una constitución ligera distintiva. Tenemos unos miembros inferiores largos y gráciles, con el fémur inclinado hacia la rodilla para mantener el centro de gravedad bajo el cuerpo. La pelvis es estrecha y corta. La columna está curvada para mantener el equilibrio y distribuir el peso de forma eficiente al andar, con fuertes vértebras lumbares. Los brazos son relativamente cortos y las manos ágiles y excelente precisión prensil, con falanges largas y delgadas comparadas con las de los neandertales.

Reconstrucción de Ötzi, un Homo sapiens como tú. Foto: Thilo Parg

A nivel cognitivo, lo que nos diferencia del resto de especies homininas es la capacidad de pensamiento simbólico (representación de la naturaleza mediante símbolos y pensamiento abstracto), aunque el debate sigue abierto ya que los neandertales presentaban comportamientos que podrían considerarse simbólicos (como decorarse el cuerpo con joyas o pinturas). Lo que está claro es que ya hace 40.000 años, apareció en Europa la evidencia más clara de comportamiento moderno, con la aparición de la pintura rupestre y la escultura. La innovación tecnológica, la agricultura y la ganadería son otros de nuestros rasgos distintivos.

¿QUÉ VALIOSA INFORMACIÓN NOS HA REVELADO LA CIENCIA SOBRE ÖTZI?

Se han utilizado diferentes técnicas que han ido revelando información sobre la momia y cambiando las distintas hipótesis sobre ella a medida que avanza la tecnología.

Científico examinando a Ötzi. © South Tyrol Museum of Archaeology/EURAC/Samadelli/Staschitz

CARBONO 14 Y DENTICIÓN: EDAD

Ötzi tenía unos 46 años de edad cuando murió (la esperanza de vida en la Edad de Cobre eran unos 35 años). Este dato proviene del estudio de los dientes, que están desgastados, quizá por comer grano durante toda su vida. Para conocer su antigüedad, se realizó la prueba del carbono 14 a su cuerpo y vestimenta. Tiene aproximadamente 5.300 años. Se calcula que pesaba unos 45 kilos y medía 1,60 m.

TOMOGRAFÍA AXIAL COMPUTERIZADA (TAC)

Un TAC (o escáner) en el cuerpo de Ötzi sacó a la luz que sufría diversos problemas bucales, como caries (quizá debida al consumo de pan y avena), periodontitis (piorrea), y dientes desgastados de usarlos como herramienta de desgarre. También perdió parte de un molar y sufrió un golpe en un incisivo.

Mano del Hombre de Hielo. Foto: Robert Clark
Pies de Ötzi. Foto: Robert Clark

También sufría de artritis, cálculos biliares, tenía un bulto en un dedo del pie, roturas en nariz y costillas que se curaron antes de la muerte y tenía los pulmones negros de inhalar CO2, quizá de las hogueras. Se han encontrado más de 60 tatuajes en todo su cuerpo (los más antiguos que se conocen), consistentes en pequeñas líneas, cruces y puntos. Se hacían con pequeños cortes que luego se frotaban con carbón. No parecen decorativos, por lo que se especula que formaran parte de algún tratamiento para mejorar la artritis, ya que señalan los puntos donde sufría dolor.

La momia tiene 61 tatuajes, la mayoría de ellos simples líneas. Foto: Marco Samadelli y Gregor Staschitz / Museo Arqueológico del Tirol del Sur

En su sistema también tenía niveles altos de arsénico, probablemente por haber trabajado con minerales y  metales.

LA ÚLTIMA CENA

Un análisis del estómago desveló que había comido unas dos horas antes de morir. Comió íbice (cabra salvaje), cereales y plantas no identificadas. Se encontraron 30 tipos distintos de polen, por lo que probablemente murió en primavera. Pero también se encontraron huevos de parásitos que causan la enfermedad de Lyme, que afecta principalmente al sistema vascular, nervioso y esqueleto.

Contenido estomacal del Hombre de Hielo. Foto: Robert Clark

RAYOS X: ¿ACCIDENTE O ASESINATO?

En primera instancia se creyó que Ötzi había muerto desangrado al despeñarse por un glaciar. Pero las radiografías revelaron la presencia de una punta de flecha en su hombro, por lo que los investigadores analizaron con más atención el cuerpo y encontraron varias heridas en manos y torso y un golpe en la cabeza, la causa de su muerte.

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Radiografía del torso de Ötzi, punta de flecha señalada en rojo. Foto: Robert Clark

ANÁLISIS DE ADN: SUFRÍA DIVERSAS ENFERMEDADES

Se hicieron pruebas de ADN en diversas muestras de sangre, y se encontraron hasta 3 tipos de sangre diferente. La sangre de su cuchillo de sílex no es suya: todo apunta a que se vio envuelto en una pelea con varias personas y fue asesinado. Su cuerpo no se encontró en una posición natural, por lo que se barajan dos hipótesis: o bien un compañero intentó ayudarle a extraer la flecha o los enemigos intentaron recuperarla. En cualquier caso, no se llevaron los útiles de avanzada tecnología y ropa de abrigo de Ötzi. ¿Por qué? El misterio sigue abierto.

Ropa que llevaba Ötzi. Fuente
El hacha de Ötzi (primer plano) tiene la hoja de cobre, lo que indica alto status y es la única de la época con el mango de madera intacto. Fuente

En 2008 se publicó el genoma completo del Hombre de Hielo. Así se descubrió que era intolerante a la lactosa, su sangre era de tipo 0, tenía los ojos marrones, sufría del corazón y arterias y está emparentado con los actuales habitantes de Córcega y Cerdeña. Además, de 3.700 muestras de ADN donadas por voluntarios del Tirol, se han encontrado 19 individuos que comparten una mutación genética con Ötzi.

ADN NO HUMANO EN ÖTZI

Las muestras de ADN no humano suelen ser de bacterias que viven en nuestro cuerpo. Una biopsia en la cadera sacó a la luz la presencia de ADN de una bacteria (Treponema denticola) implicada en la enfermedad periodontal, que confirmaba los resultados del TAC. También se hallaron restos de la bacteria Clostridium y Helicobacter pylori, por lo que tendría un fuerte dolor de estómago y diarreas el día de su muerte. No solamente eso, el estudio de Helicobacter de Ötzi ha arrojado nuevos datos sobre las migraciones humanas, el origen de las poblaciones europeas y el impacto en nuestra evolución.

Más de 25 años estudiando a Ötzi. Foto: Esame Colorimetrico / Museo Arqueológico del Tirol del Sur

¿QUIERES VER A ÖTZI?

Tan importante es este descubrimiento, que le han dedicado un museo prácticamente entero para él: el Museo de arqueología del Tirol del Sur, en Bolzano. Allí está expuesta la impresionante ropa que llevaba, fabricada con pieles de animales como osos y cabras, sus zapatos, de doble capa y relleno de paja, sus herramientas, armas… hasta el botiquín que llevaba. Y él mismo, por supuesto, conservado a -6º. Quizá algún día le oiremos “hablar”: están intentando recostruir su tono de voz a partir de las cuerdas vocales.

Ötzi en su cámara frigorífica. Foto: © South Tyrol Museum of Archaeology/Ochsenreiter

Aún no se sabe quién era. ¿Quizá un personaje importante? ¿Un habilidoso cazador? ¿Un agricultor o ganadero? ¿Un curandero? Probablemente nunca lo sabremos. Lo que es seguro es que él nunca podría llegar a imaginarse las atenciones que seguiría recibiendo 5.000 años después de su muerte.

Mireia Querol Rovira

Conociendo los fósiles y su edad

En All You Need Is Biology a menudo hacemos referencia a los fósiles para explicar el pasado de los seres vivos. ¿Pero qué es exactamente un fósil y cómo se forma? ¿Para qué sirven los fósiles? ¿Te has preguntado alguna vez cómo lo hace la ciencia para saber la edad de un fósil? Sigue leyendo para descubrirlo!

¿QUÉ ES UN FÓSIL?

Si piensas en un fósil, seguramente lo primero que te viene a la cabeza es un hueso de dinosaurio o una concha petrificada que te encontraste en el bosque, pero un fósil es mucho más. Los fósiles son restos (completos o parciales) de seres vivos que han vivido en el pasado (miles, millones de años)  o rastros de su actividad que quedan conservados (generalmente en rocas sedimentarias). Así pues, existen diferentes tipos de fósiles:

  • Petrificados y permineralizados: son los que corresponden a la definición clásica de fósil en el que las partes orgánicas o huecos son sustituidas por minerales (ver apartado siguiente). Su formación puede dejar moldes internos o externos (por ejemplo, de conchas) en el que el material original puede desaparecer. La madera fosilizada de esta manera se conoce como xilópalo.

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    Fósil petrificado de cangrejo herradura y sus pisadas. CosmoCaixa. Foto: Mireia Querol Rovira
  • Icnofósiles: restos de la actividad de un ser vivo que quedan registradas en la roca y dan información sobre el comportamiento de las especies. Pueden ser modificaciones del entorno (nidos y otras construcciones), huellas (icnitas), deposiciones (coprolitos -excrementos-, huevos…) y otras marcas como arañazos, dentelladas…
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    Huevos de dinosaurio (nido). CosmoCaixa. Foto: Mireia Querol Rovira

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    Coprolitos, CosmoCaixa. Foto: Mireia Querol Rovira
  • Ámbar: se trata de resina fósil de más de 20 millones de antigüedad. Antes pasa por un estado intermedio que se llama copal (menos de 20 millones de años). La resina, antes de pasar a ámbar, puede atrapar insectos, arácnidos, polen… en este caso se consideraría un doble fósil.

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    Pieza de ámbar a la lupa con insectos en su interior, CosmoCaixa. Foto: Mireia Querol Rovira
  • Fósiles químicos: son los combustibles fósiles, como el petróleo y el carbón, que se formaron por la acumulación de materia orgánica a altas presiones y temperaturas junto con la acción de bacterias anaerobias (que no utilizan oxigeno para su metabolismo).
  • Subfósil: cuando el proceso de fosilización no se completa (por haber pasado poco tiempo, o las condiciones para que se diera la fosilización no fueron propicias) los restos se conocen como subfósiles. No tienen más de 11.000 años de antigüedad. Es el caso de nuestros antepasados más recientes (Edad de los Metales).
Ötzi, un subfósil. Es la momia natural más antigua de Europa. Vivió durante el Calcolítico (Edad de Cobre) y murió hace 5.300 años. Foto: Wikimedia Commons
Ötzi, un subfósil. Es la momia natural más antigua de Europa. Vivió durante el Calcolítico (Edad de Cobre) y murió hace 5.300 años. Foto: Wikimedia Commons
  • Fósil viviente: nombre que se da a seres vivos actuales muy parecidos a organismos ya extintos. El caso más famoso es el del celacanto, que se creía extinguido desde hacía 65 millones de años hasta que fue redescubierto en 1938, pero hay otros ejemplos como los nautilos.

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    Comparación entre la concha de un nautilus actual (izquierda) y un ammonite de millones de años de antigüedad (derecha). CosmoCaixa. Foto :Mireia Querol Rovira
  • Pseudofósiles: son formaciones en las rocas que parecen restos de seres vivos, pero en realidad se han formado por procesos geológicos. El caso más conocido son las dendritas de pirolusita, que parecen vegetales.

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    Infiltraciones de pirolusita en piedra calcárea. CosmoCaixa. Foto: Mireia Querol

Lógicamente los fósiles se hicieron más comunes a partir de la aparición de partes duras (conchas, dientes, huesos…), hace 543 millones de años (Explosión del Cámbrico). El registro fósil anterior a ese período es muy escaso. Los fósiles más antiguos que se conocen son los estromatolitos, rocas formadas por la precipitación de carbonato cálcico debido a la actividad de bacterias fotosintéticas que aún existen en la actualidad.

La ciencia que estudia los fósiles es la Paleontología.

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Estromatolito de 2.800 millones de años de antigüedad, Australian Museum. Foto: Mireia Querol Rovira

¿CÓMO SE FORMA UN FÓSIL?

La fosilización se puede dar de cinco maneras distintas:

  • Petrificación: es la sustitución de la materia orgánica por sustancias minerales de los restos de un ser vivo enterrado. Se obtiene una copia exacta del organismo en piedra. El primer paso de la petrificación es la permineralización (los poros del organismo están rellenos de mineral pero el tejido orgánico está inalterado. Es la fosilización más común que sufren los huesos).
  • Gelificación: el organismo queda incrustado en el hielo y no sufre apenas transformaciones.
  • Compresión: el organismo muerto queda sobre una capa blanda del suelo, como el lodo, y queda cubierto por capas de sedimentos.
  • Inclusión: los organismos quedan atrapados en ámbar o petróleo.
  • Impresión: los organismos dejan impresiones en el barro y se conserva la marca hasta que el barro se endurece.

    Procesos de fosilización y fósiles resultantes. Autor desconocido
    Procesos de fosilización y fósiles resultantes. Autor desconocido

UTILIDAD DE LOS FÓSILES

  • Los fósiles nos dan información de cómo eran los seres vivos en el pasado, resultando una evidencia de la evolución biológica y una ayuda para establecer los linajes de los seres vivos actuales.
  • Permiten analizar fenómenos cíclicos como cambios climáticos, dinámicas atmósfera-océano e incluso las perturbaciones orbitales de los planetas.
  • Los que son exclusivos de una determinada época permiten datar con bastante exactitud las rocas en las que se encuentran (fósiles guía).
  • Dan información de procesos geológicos como el movimiento de los continentes, presencia de antiguos océanos, cadenas montañosas…
  • Los fósiles químicos son nuestra principal fuente de energía actual.
  • Dan información sobre el clima del pasado, por ejemplo, estudiando los anillos de crecimiento de los troncos fósiles o las deposiciones de materia orgánica en las varvas glaciales.

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    Troncos fósiles donde se observan anillos de crecimiento. American Museum of Natural History. Foto: Mireia Querol Rovira

DATACIÓN DE LOS FÓSILES

Para conocer la edad de los fósiles existen métodos indirectos (datación relativa) y directos (datación absoluta). Como no hay ningún método perfecto y la precisión disminuye con la antigüedad, los yacimientos se suelen datar con más de una técnica.

DATACIÓN RELATIVA

Los fósiles se datan según el contexto en el que han sido encontrados, si están asociados a otros fósiles (fósiles guía) u objetos de los que se conoce la edad y según el estrato en el que se encuentran.

En geología, los estratos son los distintos niveles de rocas que se ordenan según su profundidad: según la estratigrafía, los más antiguos son los que se encuentran a mayor profundidad, mientras que los más modernos son los más superficiales, ya que los sedimentos no han tenido tanto tiempo para depositarse en el sustrato. Lógicamente si hay movimientos de tierras y alteraciones geológicas la datación sería incorrecta si sólo existiera este método.

estratigrafía
Esquema de las eras geológicas y estratos con sus correspondientes fósiles. Fuente

DATACIÓN ABSOLUTA

Son más precisas y se basan en las características físicas de la materia.

DATACIÓN RADIOMÉTRICA

Se basan en la velocidad de desintegración de isótopos radioactivos presentes en rocas y fósiles. Los isótopos son átomos del mismo elemento pero con distinta cantidad de neutrones en su  núcleo. Los isótopos radioactivos son inestables, por lo que se transforman en otros más estables a una velocidad conocida por los científicos emitiendo radiación. Comparando la cantidad de isótopos inestables con los estables en una muestra, la ciencia puede estimar el tiempo que ha transcurrido desde que se formó el fósil o roca.

carbono 14
Esquema del ciclo del Carbono 14. Fuente
  • Radiocarbono (Carbono-14): en organismos vivos, la relación entre el C12 y el C14 es constante, pero cuando mueren, esta relación cambia ya que el C14 deja de incorporarse en el cuerpo y el que queda se descompone radioactivamente en un periodo de semidesintegración de 5730 años. Conociendo la diferencia entre el C12 y C14 de la muestra, podremos datar cuando murió el organismo. El límite máximo de datación por este método son 60.000 años, por lo tanto sólo se aplica a fósiles recientes.
  • Berilio 10-Aluminio 26: tiene la misma aplicación que el C14, pero tiene un período de semidesintegración muchísimo mayor, por lo que permite dataciones de 10 millones de años, e incluso de hasta 15 millones de años.
  • Potasio-Argón (40K/40Ar):  se utiliza para datar rocas y cenizas de origen volcánico de más de 10.000 años . Es el método que se utilizó para datar las huellas de Laetoli, el primer rastro de bipedismo de nuestro linaje dejado por Australopitecus afarensis.
  • Series del Uranio (Uranio-Torio): se utilizan diversas técnicas mediante los isótopos del uranio. Se utilizan en materiales de carbonato de calcio, (como corales) y depósitos minerales en cuevas (espeleotemas).
  • Calcio 41: permite datar restos óseos en un intervalo de tiempo entre 50.000 y 1.000.000 de años.

DATACIÓN POR PALEOMAGNETISMO

El polo norte magnético ha ido cambiando a lo largo de la historia de la Tierra, y se conocen sus coordenadas geográficas en distintas épocas geológicas.

Algunos minerales tienen propiedades magnéticas y se dirigen hacia el polo norte magnético cuando están en suspensión acuosa, por ejemplo en las arcillas. Pero si se depositan en el suelo, quedan fijados hacia la posición que tenía el polo norte magnético en ese momento. Si observamos hacia qué coordenadas están orientados esos minerales en el yacimiento lo podemos asociar con una época determinada.

Deposición de partículas magnéticas orientadas hacia el polo norte magnético. Fuente: Understanding Earth, Press and Seiver, W.H. Freeman and Co.
Deposición de partículas magnéticas orientadas hacia el polo norte magnético. Fuente: Understanding Earth, Press and Seiver, W.H. Freeman and Co.

Esta datación se utiliza en restos dipositados sobre fondos arcillosos y como el polo norte magnético ha estado varias veces en las mismas coordenadas geográficas, se obtiene más de una fecha de datación. Según el contexto del yacimiento, se podrán descartar algunas de estas fechas hasta llegar a una definitiva.

DATACIÓN POR TERMOLUMINISCENCIA Y LUMINISCENCIA ÓPTICA SIMULADA

Ciertos minerales (cuarzo, feldespato, calcita…) acumulan modificaciones en su estructura cristalina debidas a la desintegración radiactiva del entorno. Estas modificaciones son acumulativas, continuas y dependientes del tiempo de exposición a la radiación. Cuando se somete al mineral a estímulos externos, emite luz debido a estas modificaciones. Esta luminiscencia es muy débil y distinta según se le aplique calor (TL), luz visible (OSL) o infrarrojos (IRSL).

Termoluminiscencia de la fluorita. Foto: Mauswiesel
Termoluminiscencia de la fluorita. Foto: Mauswiesel

Sólo se pueden datar muestras que hayan estado protegidas de la luz solar o calor a más de 500ºC, ya que entonces se reinicia “el reloj” al liberarse la energía de manera natural.

RESONANCIA PARAMAGNÉTICA ELECTRÓNICA (ESR)

La ESR (electro spin resonance) consiste en someter la muestra a radiación y medir la energía absorbida por la muestra en función de la cantidad de radiación a la que ha estado sometida durante su historia. Es un método complejo del que puedes obtener más información aquí.

 REFERENCIAS

Mireia Querol Rovira