Thesis title: BIOPOR - People, lifeways, and social complexity: a multidisciplinary approach to study Late Prehistoric biographies of Portugal
Abstract
Portuguese collective burial contexts offer unique insights into the life of Late Neolithic/Chalcolithic (LN/C) Iberian populations (5th-4th millennia BCE). However, most skeletal remains are highly commingled and fragmentary, leaving unsolved critical questions concerning the diet and occupational activities of these communities, and their quotidian life (from an ecological and socioeconomic perspective). Developing new methods for investigating bioarcheological evidence provides new ways to address highly debated topics, such as the role of plant resources on their quotidian life, hence offering a more comprehensive picture of these communities’ biographies and economic subsistence. This project investigates the potential of microfossils entrapped in human dental calculus to reveal aspects of everyday life, subsistence practices, as well as social and paleoecological conditions of the communities buried in three funerary sites from the Southwestern Iberian Peninsula.
This research examined 189 dental calculus samples collected from deciduous and permanent teeth recovered from Cova das Lapas (Torres Vedras), São Paulo II (Almada), and Monte Canelas I (Portimão). The dental selection was performed using a goal-based approach and well-established parameters The microscopic analysis revealed microfossils (N=3084) in 82.54% of the samples (156/189). A wide variety of residues were recorded, including plant microfossils (starches, phytoliths, pollen grains, fibers, wood fragments, algae, and unidentified plant tissues) (n=1535), fungal and animal remains (n=245 and n=10, respectively), as well as mineral and burnt debris (n=38 and n=1221, respectively). The particles found in the dental calculus had multiple possible pathways for their inclusion since the resources available were used in different activities.
The results revealed a varied diet among the studied populations, as evidenced by the identification of starches from both C3 plants (like wheat, pulses, and acorns) and wild C4 plants (Panicoideae subfamily). The comparison with the starch grains’ results found in other coeval sites showed significant differences, suggesting differential access to food resources (e.g., wild vs. domesticated) between communities.
The higher proportion of damaged starch grains in the samples from decidual teeth indicated possible variations in feeding strategies between adults and children, with children possibly consuming more processed foods.
Starch evidence from Cova das Lapas showed the processing and consumption of underground storage organs (USOs), which were related to specific dental wear patterns (LSAMAT) and the high frequency of dental caries due to their carbohydrate content.
The identification of particles related to occupational habits — wood, fiber, starches — and environmental particles — fungi and charcoal residues — suggested a prolonged accidental inhalation of airborne contaminants that could have harmed the respiratory system of LN/C people.
Lastly, a bulliform-type phytolith and a Pinaceae pollen with a genetic malformation indicated environmental stress, possibly signalling climatic changes leading up to the Bronze Age.
The originality of this research lies in two main topics. Firstly, by interpreting the results within a multidisciplinary approach, which included bioarchaeological, ethnographical, botanical, or medical evidence, this PhD research attested to the potential of dental calculus analyses in offering new insights into dietary and non-dietary behavior, paleoenvironment, and living conditions at a population level. Secondly, from a methodological perspective, the study showed that dental calculus from different tooth types (anterior-posterior) and dentitions (decidual-permanent) can preserve evidence of distinct behaviors, highlighting the need for a goal-based sample selection in dental calculus research.
This study presents meaningful results about the quotidian life and living environment of LN/C populations who lived in the southwestern Iberian Peninsula. Nonetheless, future dental calculus studies using other methods (e.g., metagenomics or biomolecular analysis) may disclose new data and fill in the gaps left by this research. Additionally, it is necessary to continue improving the identification methods by building more comprehensive reference collections adapted to the small size and fragmentary conditions of the micro-fossils entrapped in ancient dental calculus.
Riassunto
I contesti funerari collettivi portoghesi offrono una prospettiva unica sulla vita delle popolazioni Iberiche del Neolitico Finale/Calcolitico (NF/C) (3° e 4° millennio a.C.). Tuttavia, in questi contesti, la maggior parte dei resti scheletrici sono disarticolati è altamente frammentati, lasciando senza risposta domande cruciali relative alla dieta, le attività occupazionali e alla vita quotidiana (da una prospettiva ecologica e socioeconomica). Lo sviluppo di nuovi metodi di ricerca delle evidenze bioarcheologiche consente di affrontare argomenti molto dibattuti, come il ruolo delle risorse vegetali nella vita quotidiana delle popolazioni del NF/C, offrendo così un quadro più completo delle biografie di vita e dei modelli di sussistenza di queste comunità. Questo progetto di dottorato indaga il potenziale dello studio dei microfossili conservati nel calcolo dentale umano (placca dentale mineralizzata) per rivelare aspetti della vita quotidiana, delle pratiche di sussistenza, nonché delle condizioni sociali e paleoecologiche delle comunità inumate in tre contesti funerari del sud-ovest della Penisola Iberica.
Questa ricerca ha esaminato un campione di 189 calcoli dentali selezionati da denti decidui e permanenti recuperati da vari siti quali Cova das Lapas (Torres Vedras), São Paulo II (Almada) e Monte Canelas I (Portimão), utilizzando un approccio basato sugli obiettivi di ricerca. L'analisi microscopica ha rivelato la presenza di microfossili (N=3084) nell’ 82,54% dei campioni (156/189). È stata registrata una grande varietà di residui, tra cui microfossili vegetali (amidi, fitoliti, grani di polline, fibre, frammenti di legno, alghe e tessuti vegetali non identificati) (n=1535), residui di funghi e animali (n=245 e n=10, rispettivamente), così come particelle minerali e carbonizzate (n=38 e n=1221, rispettivamente). I resti osservati nel calcolo dentale potrebbero essersi inclusi in modi differenti, dato che le risorse disponibili venivano utilizzate in diverse attività.
I risultati hanno rivelato una dieta varia tra le popolazioni studiate, evidenziata dall'identificazione di amidi provenienti da piante C3 (come grano, legumi e ghiande) e piante C4 selvatiche (sottospecie Panicoideae). Il confronto con i grani di amido trovati in altri siti coevi ha mostrato differenze significative, suggerendo un accesso differenziale alle risorse alimentari (ad esempio, selvatiche vs. domesticate) tra le comunità del NF/C. La maggiore proporzione di grani di amido danneggiati nei campioni di denti decidui ha indicato possibili variazioni nelle strategie alimentari tra adulti e bambini, con i bambini che potrebbero aver consumato una maggiore quantità di alimenti processati.
Gli amidi identificati nei campioni di Cova das Lapas hanno rivelato la lavorazione e il consumo di organi di stoccaggio sotterranei, correlati a specifici schemi di usura dentale (LSAMAT) e all'alta frequenza di carie dentali, dato che rappresentano una risorsa ricca di carboidrati.
L'identificazione di particelle legate a pratiche occupazionali — legno, fibre, amidi — e particelle ambientali — residui di funghi e carbone — ha suggerito una prolungata inalazione accidentale di contaminanti presenti nell'aria, che potrebbero aver influito negativamente sul sistema respiratorio delle popolazioni trattate in questa ricerca.
Infine, un fitolito di tipo bulliforme e un polline di Pinaceae con una malformazione genetica hanno indicato stress ambientale, forse preannunciando i cambiamenti climatici che caratterizzano la transizione verso l'età del Bronzo.
L'originalità di questa ricerca risiede in due argomenti principali. In primo luogo, interpretando i risultati in un'ottica multidisciplinare, che includeva evidenze bioarcheologiche, etnografiche, botaniche e mediche, questa ricerca di dottorato ha dimostrato il potenziale delle analisi degli inclusi del calcolo dentale per offrire nuove prospettive sui comportamenti alimentari e non alimentari, sul paleoambiente e sulle condizioni di vita a livello di popolazione. In secondo luogo, dal punto di vista metodologico, lo studio ha mostrato che il calcolo dentale formatosi su diversi tipi di denti (anteriore-posteriore) e dentizioni (decidua-definitiva) può preservare evidenze distinte di comportamenti, assieme alla necessità e la potenzialità di una selezione dei campioni riflessiva e orientata da obiettivi ben definiti nelle ricerche sul calcolo dentale.
Questo studio presenta risultati significativi sulla vita quotidiana e sull'ambiente di vita delle popolazioni del NF/C che vivevano nel sud-ovest della Penisola Iberica. In futuro, l'analisi del calcolo dentale utilizzando altri metodi (ad esempio, analisi metagenomica o biomolecolare) potrebbe rivelare nuovi dati, soprattutto nell’ambito della salute delle popolazioni antiche, rafforzando le evidenze riscontrate e colmando le lacune lasciate da questa ricerca. Inoltre, è necessario continuare a migliorare i metodi di identificazione attraverso la costruzione di collezioni di riferimento più complete, adattate alle dimensioni ridotte e alle condizioni frammentarie dei microfossili intrappolati nel calcolo dentale archeologico.