El papel de los fitolitos en las investigaciones arqueológicas; Un acercamiento interpretativo

Los fitolitos, también conocidos como células vegetales de piedra (Piperno,1985), son partículas minerales amorfas, producidas en los tejidos epidérmicos y parenquimáticos, durante las etapas de crecimiento y desarrollo de las plantas (Piperno, 1985; Sandoval y Galindo, 2022; Venegas y Salazar, 2019; Yepes et al., 2022). Estos están compuestos principalmente de sílice o carbonatos de calcio, elementos que les otorgan características intrínsecas, como una alta dureza, resistencia al fuego y a la disolución a compuestos acuosos no ácidos o alcalinos, que hacen que puedan encontrarse en sedimentos y restos arqueológicos, donde otras estructuras celulares no se conservan (Borrelli et al., 2008; Cabanes et al., 2011; Del puerto, 2015; Monsalve, 2000; Madella y Lancelotti, 2012; Thorn, 2004; Sandoval y Galindo, 2022; Venegas y Salazar, 2019; Zurro, 2006), lo cual concibe que en las investigaciones arqueológicas, los fitolitos desempeñen un papel crucial en la comprensión de las dinámicas antrópicas relacionadas con el mundo vegetal en tiempos pretéritos, como lo son; la alimentación, la economía y la transformación en la cobertura vegetal.

No obstante, aunque el análisis de estas estructuras ha aumentado su relevancia en las investigaciones arqueológicas y arqueo-botánicas en el mundo, en muchas partes de América Latina como la costa Caribe colombiana, son poco los trabajos que han optado por esta técnica metodológica, en gran parte, debido a la discusión existente sobre su relevancia, especificidad, alcance y resolución (Posada, 2014; Sandoval y Galindo, 2022), que junto a la falta de parámetros claros para su extracción, análisis e interpretación (Sandoval y Galindo, 2022), crean un panorama de desconcierto e incertidumbre sobre el uso, los niveles de determinación y confiabilidad, que pueden aportar los estudios de fitolitos.

Sin embargo, muchas de las inquietudes existentes en el panorama investigativo, como las mencionadas anteriormente, son disipables; no obstante, para ello hay que entender: ¿Qué son estas estructuras y cómo se forman? ¿Cuáles son los beneficios y limitantes del estudio de fitolitos? Y ¿Qué factores hay que tener en cuenta para una correcta extracción o análisis?

Los fitolitos; información general y puntual de la formación, alcance y limitación del estudio de estas estructuras

Los fitolitos son estructuras intracelulares, presente en casi todas las plantas del planeta (Sandoval y Galindo, 2022; Venegas y Salazar, 2019), que se forman durante el proceso de evapotranspiración, cuando las raíces de las plantas absorben el ácido ortosilícico depositado en el suelo y lo transportan hasta los tejidos foliares, donde se acumula en la epidermis y otros tejidos de raíces, tallos, hojas y frutos, para ayudar a la planta a reducir la pérdida de agua en las hojas, además dentro de sus funciones esta también otorgar rigidez a los diversos tejidos y fungir como barrera física contra insectos y agentes patógenos (Carnelli et al., 2004; Del puerto, 2015; Hoyas et al., 1990; Madella y Lancelotti, 2012; Thorn, 2004; Sandoval y Galindo, 2022; Venegas y Salazar, 2019; Zucol y Osterrieth, 2002; Zurro, 2006).

Por las múltiples funciones que desempeñan, su producción es variada y se realiza en diversas partes de la planta, lo cual conlleva a que estos tengan múltiples formas, que dependen de las necesidades de crecimiento de cada especie, el clima, la presencia de herbívoros, los componentes del suelo, entre otros (ver figura 1), por ejemplo, algunas células en especies vegetales son genéticamente determinadas a producir sílice de ópalo, como la epidermis de las hierbas que producen células cortas y pelos, mientras que otras lo hacen debido a características ambientales como la producción en las herbáceas de células buliformes como alternativa evolutiva para evitar la alta evaporación de agua (Cabanes et al., 2011; Thorn, 2004).

Por ejemplo, para el caso de las dinámicas económicas, el análisis de la secuencia lineal de los procesos deposicionales ocurrido cuando la planta muere y se descompone liberando los fitolitos en el suelo, permite entender como fluctuó la producción de especies vegetales a lo largo del tiempo en una determinada zona o campo de cultivo (Borrelli et al., 2008; Del puerto, 2015; Korstanje y Cuenya, 2008; Madella y Lancelotti, 2012; Thorn, 2004).

Sin embargo, para realizar una buena interpretación de las fluctuaciones vegetales en el pasado mediante el estudio de fitolitos dispersos en sustratos, es importante considerar los distintos factores que afectan la conservación y deposición de estas estructuras, como el transporte o enterramiento, que pueden presentarse por características geológicas, morfológicas, la utilidad de los sitios y los componentes ambientales, ya que procesos como la erosión, el lavado de los suelos o bioturbaciones causadas por animales, pueden influir en la formación, disposición y conservación de los fitolitos (Madella y Lancelotti, 2012; Thorn, 2004).

Por ejemplo, una tasa de sedimentación alta permite que los fitolitos se depositen a una mayor profundidad, llevando a que se conserven mejor, ya que hay una baja probabilidad de que ocurra una alteración en la morfología de los fitolitos una vez estos son depositados en los sustratos (Borrelli et al., 2008; Cabanes et al., 2011; Korstanje y Cuenya, 2008; Thorn, 2004; Zucol y Osterrieth, 2002). Sin embargo, esta puede ocurrir en suelos con niveles altos de magnesio, potasio, sodio o calcio, y en pH mayores a 9 e inferiores a 3, presentándose el mayor grado de disolución y cambio en sustratos alcalinos (Borrelli et al., 2008; Zurro, 2006).

Aunado a lo anterior, otros factores que pueden influir en la fragmentación y cambios morfologicos en estas estructuras, son los procesos tafonómicos como la disolución química utilizada para su extracción (Posada, 2014: Sandoval y Galindo, 2022), es por ello que autores como Sandoval y Galindo (2022) mencionan que para que las dinámicas de conservación se den, debe haber una combinación de factores, que van desde la tasa de sedimentación y la presencia óptima de acidez y humedad en los suelos donde están los fitolitos, hasta el equilibrio en los reactivos aplicados para la extracción de estas estructuras.

Un ejemplo de ello son los trabajos de Del puerto (2015); Sandoval y Galindo (2022); Tapia (2021), que mediante la contrastación de diferentes investigaciones bajo la implementación de índices y cálculos como: los de fragmentación, pureza, concentración, disolución, concentración óptima de PH en la muestra, densimetría óptima, concentración óptima en términos porcentuales en los reactivos aplicados y durabilidad o permanencia en el contacto de los reactivos con las muestras, plantean una guía ajustable que según el objetivo y especificidad de cada investigación, modifica los pasos metodológicos a implementar para evitar la degradación y perdida de información, que pudiera ocurrir en los ataques químicos en la extracción de los fitolitos.

Para Del puerto (2015); Madella y Lancelotti, 2012; Posada, 2014; Sandoval y Galindo (2022) un mecanismo que puede implementarse para evaluar el impacto que puede tener una pauta metodológica en la fragmentación o degradación de los fitolitos, son los mecanismos de mediciones matemáticas de los morfotipos, como la relación de células cortas frente a largas, ya que las células largas debido a su mayor concentración de sílice, son más propensas a degradación y fragmentación por características físicas y químicas (Borrelli et al., 2008; Sandoval y Galindo, 2022), Por lo tanto, tienden a desaparecer por malos procesos de extracción (Madella y Lancelotti, 2012).

Sin embargo, aunque los cálculos son importantes para una correcta extracción y visualización, para el caso de las asociaciones entre morfotipos y plantas, es imperativo y fundamental la implementación de una colección de referencia, ya que como se mencionó anteriormente, la producción de estas estructuras dentro de una misma especie puede variar como mecanismo adaptativo a dinámicas ambientales, es por ello que se recomienda antes de hacer cualquier análisis tener una colección de referencia específica del sitio o región (Cabanes et al., 2011; Madella et al., 2009; Thorn, 2004), puesto que la tenencia de esta permite crear una mejor caracterización y asociación de los fitolitos observados en sustratos y artefactos con una planta o especie (Del puerto, 2015; Thorn, 2004).

Para autores como Del puerto (2015); Sandoval y Galindo (2022); Thorn (2004) es gracias a la implementación de colecciones de referencia en los estudios de fitolitos, que en los últimos 20 años se ha logrado una mejor interpretación de la interacción que hubo entre los seres humanos y las plantas en tiempos pretéritos, ya que la incorporación de estas, ha permitido hacer cálculos como el porcentaje de morfotipos producidos por cada parte de la planta y la variación en el tamaño de fitolitos que están presente en múltiples especies como los globulares equinados.

Por ejemplo, la caracterización lograda por la implementación de sistemas métricos a colecciones de referencias de especies actuales, ha permitido en el caso de los fitolitos globulares equinados, identificar las diferencias existentes entre los morfotipos producidos por las fibras vasculares de las Arecaceae, de los presentes en las hojas de Bromeliaceae, al observar que en las Arecaceae las proyecciones equinadas en los esferoides son más grandes, y que el tamaño de los morfotipos presenta también variaciones, ya que en las Bromeliaceae el tamaño de las estructuras oscila entre las 10 µm, mientras que para la familia de las palmas la medida es de unas 25 µm, siendo este uno de los principales factores que ha permitido en el registro arqueológico caracterizar con mejor precisión los fitolitos de estas dos familias (Neumann et al., 2019).

Es por lo mencionado anteriormente, que aparte de una nomenclatura de clasificación única, en congresos e investigaciones a lo largo del mundo, cada vez más investigadores optan por la implementación de sistemas métricos y estadísticos en los análisis de fitolitos en contextos arqueológicos, además de la realización de colecciones de referencia de fitolitos en plantas actuales, ya que han observado que esto les permite lograr un aumento en los niveles de especificidad, que conlleva la disminución de la incertidumbre causada en las investigaciones por la diversidad morfológica de estas estructuras (Del puerto, 2015; Neumann et al., 2019; Posada, 2014; Thorn, 2004).