PROIECTUL NR. 1.1
a. Denumire: STUDII DE ARHEOLOGIE BIOMOLECULARĂ
b. Coordonator: dr. habil. Adrian Bălăşescu (CȘ II)
c. Colectivul de cercetare: dr. Radu Băjenaru (CȘ I), dr. habil. Cristian Schuster (CȘ I), dr. habil. Adina Boroneanț (CȘ II), dr. Alexandra Comșa (CȘ II), dr. Alexandru Morintz (CȘ II), dr. habil. Erwin Gáll (CȘ II), dr. Valentin Dumitraşcu (CȘ II), dr. Gabriel Vasile (CȘ III), dr. Anca Popescu (CŞ III), dr. Despina Măgureanu (CȘ), Anca Ganciu (CȘ), Mihaela Golea (AC), Franceska Ştirbu (doctorand), David Baciu (doctorand);
d. Termen de realizare: permanent; 2024 – etapă; anual se vor formula obiective specifice de cercetare;
e. Stadiul actual al cunoştinţelor în domeniul respectiv: în ultimele decade, datorită dezvoltării unor noi tehnologii şi metodologii de analiză fizico-chimică a materialelor organice descoperite în cursul săpăturilor arheologice, studiile de arheologie biomoleculară au luat o amploare deosebită în întreaga lume, fiind deja nelipsite în orice abordare arheologică actuală asupra unor teme majore, precum paleogenetica, reconstituirea dietei, mobilitatea indivizilor şi a grupurilor umane, reconstituirea paleomediului etc. În România, abia în ultimii ani au apărut sporadic o serie de studii de arheologie biomoleculară, dedicate preponderent pre- și protoistoriei, având ca teme paleogenetica (umană și animală) și studiul izotopilor stabili din resturi scheletice umane, animale și din macroresturi vegetale. Toate aceste studii au fost realizate în cadrul unor proiecte şi colaborări internaţionale. Nu există în momentul de faţă în România un program cuprinzător şi coerent care să coordoneze astfel de investigaţii.
f. Scop: ideea generală a acestui proiect este de a integra în mod coerent metodele și tehnicile de arheologie biomoleculară într-un demers științific care să permită o analiză complexă a tuturor vestigiilor arheologice de natură antropică, animală și vegetală, extrem de numeroase în cadrul cercetărilor arheologice sistematice și preventive. Studiul biomoleculelor vechi descoperite în contexte arheologice, în strânsă corelare cu cercetarea genetică, biomedicală și evolutivă, permite obținerea de informații științifice importante asupra subiectelor fundamentale pentru societatea umană, cum ar fi originile noastre evolutive, diversitatea biologică și culturală, sănătatea și bolile antice. Mai mult decât atât, se pot observa şi stabili anumite modele ale istoriei vieții și răspunsurile comunităților umane la schimbările de mediu și climatice. De asemenea, acest tip de cercetare oferă informații despre întrebări similare, dar pentru organisme non-umane, cum ar fi plantele, animalele sălbatice și domestice. Arheologia biomoleculară oferă, prin urmare, un set de instrumente analitice importante atât pentru arheologi, cât și pentru biologi, ecologi, medici, etc., oferind informaţii extrem de valoroase şi perspective bine documentate asupra diversității biologice din trecut.
g. Material şi metode de lucru: Moleculele studiate de arheologia biomoleculară sunt compuși organici care se găsesc în organismele vii și care uneori sunt prezente, de obicei într-o stare parțial degradată, în rămășițele acelor organisme şi după moartea lor. Există patru categorii de astfel de macromolecule:
1) Acizii nucleici (acid dezoxiribonucleic – ADN și acid ribonucleic – ARN) care reprezintă un depozit de informații biologice care permit identificarea unora dintre caracteristicile biologice ale unui specimen arheologic (cum ar fi sexul unui individ uman), legăturile de rudenie dintre diferiți indivizi, cartografierea relațiilor evolutive dintre animalele/plantele domestice și sălbatice sau evidențierea/discriminarea diferitelor specii patogene;
2) Proteinele au roluri structurale și funcționale în organismele vii. Unele dintre ele (colagenul și osteocalcina) se găsesc în toate oasele vertebratelor, sunt relativ stabile și pot fi adesea identificate în materialul arheologic conservat. Altele sunt mai puțin stabile și au distribuții limitate (cazeina, de exemplu, se găsește numai în lapte și poate fi deci folosită ca marker pentru prezența reziduurilor derivate din produse lactate în vasele de gătit sau de depozitare din perioadele vechi);
3) Lipidele sunt un grup divers de macromolecule (care includ substanțe denumite în mod obișnuit grăsimi sau uleiuri), clasele biochimice majore fiind acizii grași și derivații acestora – ceară, steroizi și terpene. Lipidele sunt atât de diverse încât se pot întâlni uneori doar într-un singur grup mic de specii și astfel pot fi folosite ca markeri pentru identificarea lor Analiza lipidelor din rezidurile organice din vasele de gătit poate, prin urmare, identifica tipul de legume sau carnea care a fost preparată. Studii similare asupra unor vase de depozitare pot arăta dacă acestea au fost folosite pentru a păstra, de exemplu, un anumit tip de ulei. Identificarea terpenelor din adezivii utilizați pentru atașarea vârfului de silex la capătul de lemn al săgeții pot dezvălui care arbori au fost exploatați ca surse de gudron și smoală, ceea ce ne permite să înțelegem mai bine tehnologia veche;
4) Carbohidrații sunt compuși structurali și de stocare, importanți în viața organismelor vii și includ amidonul și celuloza la plante și glicogenul la animale. Carbohidrații sunt cei mai puțin studiați în cadrul arheologiei biomoleculare deoarece, deși sunt stabili pe perioade lungi, este dificil să se obțină informații utile de la ei. O excepție ar fi examinarea boabelor de amidon din depozitele arheologice, care pot indica tipurile de plante care au fost prezente într-un anumit sit. În studierea acestor patru tipuri de macromolecule, arheologii biomoleculari folosesc o mare varietate de metode și tehnici analitice.
Analiza izotopilor stabili este considerată ca fiind o zonă distinctă a arheologiei biomoleculare în care se studiază rapoartele diferiților izotopi ai anumitor elemente (în primul rând C și N, dar în ultimii ani sunt studiați, cu mult succes, O, S, Hg, Sr, Pb, Hg) din proteine și lipide. Raporturile naturale ale acestor elemente sunt constante, dar variațiile pot fi determinate de o serie de procese biologice și de mediu. Aceste variații pot fi exploatate în studiile de dietă, deoarece rapoartele stabile ale izotopilor prezenți în proteinele osoase sau în păr, reflectă diferite tipuri de organisme consumate de acel individ. O dietă bogată în resurse marine poate fi deosebită de o hrană alcătuită în mare parte din proteine animale terestre, sau se pot face discriminări dintre diferite plante utilizate în alimentație (plante C3 versus C4). De asemenea, analiza izotopilor stabili a fost utilizată pentru a identifica lipidele derivate din produse lactate sau permite estimarea sezonului de naștere la diferite specii de animale domestice.
h. Rezultate scontate: reconstituirea sexului și a legăturilor de rudenie dintre indivizi descoperiți în cadrul aceluiași cimitir/necropolă, observarea mobilității umane și animale la scară locală şi supra-regională, observarea dietei comunităților umane și animale din diferite perioade şi epoci, reconstituirea mediului pe baza studiilor izotopice pe resturi umane și vegetale.
Se are în vedere alcătuirea şi dezvoltarea unei baze de date care să stocheze toate rezultatele analizelor efectuate, pe diferite teme şi categorii, astfel încât să devină un reper fundamental în compararea datelor obţinute de-a lungul timpului prin astfel de investigaţii şi, implicit, în obţinerea unei imagini coerente din această perspectivă asupra epocilor preistorice şi istorice din spaţiul carpato-dunărean.
i. Valorificarea rezultatelor: rapoarte și comunicări, studii şi articole publicate în ţară şi în străinătate. Având în vedere costurile şi echipamentele necesare pentru astfel de analize, se vor avea în vedere studii de caz pe diferite epoci şi regiuni, în funcţie de finanţare şi de colaborările naționale și internaționale în curs. Pentru 2024:
Radu Băjenaru, Anca-Diana Popescu – prelucrarea digitală a documentaţiei arheologice rezultate prin cercetarea tumulului 5 de la Medgidia şi redactare de text pentru un articol ce va fi predat în 2024;
Adrian Bălăşescu şi colaboratori – susţinerea a cel puţin două comunicări;
Eşantionare de materiale şi analize:
– analize de izotopi din fauna care provine din siturile de la Alexandria – Limonagiul (cultura Gumelnița) și Sultana – Ghețărie, Hârșova – tell, Gruiu Dării (cultura Cernavoda) (peste 100 de probe) (Adrian Bălăşescu, Alexander Wilkinson, David Baciu);
– eșantionare de probe umane pentru un studiu izotopic legat de dietă și mobilitate în cadrul cimitirului medieval de la Buftea (26 de probe) (Franceska Știrbu, Gabriel Vasile, Alexandru Morintz);
– eșantionare de probe umane pentru un studiu izotopic legat de dietă și mobilitate în cadrul necropolei otomane de la Palazu Boreal (30 de probe) (Gabriel Vasile, Andreea Toma);
– eșantionare de probe animale pentru analize de paleogenetică pe canide (câini și lupi) care provin dintr-o serie de situri neo-eneolitice din sudul României (Schela Cladovei, Cheia, Vitănești, Hârșova) (circa 30 de probe) (Adrian Bălășescu, Valentin Radu, Adina Boroneanț).
j. Finanțare: diferite proiecte de cercetare naționale și internaționale;
k. Colaborări în ţară: Institutul de Cercetări al Universității București (laboratorul de izotopi stabili), Universitatea Babeș-Bolyai Cluj-Napoca (paleogenetică), Valentin Radu (Muzeul Național de Istorie a României);
l. Colaborări în străinătate: dr. Marie Balasse (studii izotopice pe animale, CNRS Paris), dr. Gwanelle Goude (studii izotopice pe oameni, CNRS Aix en Provence), Morgane Ollivier (paleogenetică canide, CNRS Rennes), dr. Greger Larson (paleogenetică suine, Oxford University), prof. dr. Ludovic Orlando (paleogenetică equide, CNRS Toulouse), Sterling Wright (The Pennsylvania State University), Andreea Toma (Sheffield University), Alexander Wilkinson (studii izotopice pe animale, York University).