Posibles biomarcadores para cazadores del sur de África

Scientific Reports volumen 13, número de artículo: 11877 (2023) Citar este artículo

852 Accesos

1 altmétrica

Detalles de métricas

La detección de recetas complejas de venenos aplicadas a armas de caza antiguas tiene el potencial de proporcionar información importante sobre los sistemas de conocimiento farmacológico tradicionales. Sin embargo, las recetas que contienen muchos ingredientes pueden resultar difíciles de descifrar, especialmente en muestras más antiguas que han sufrido biodegradación. Presentamos los resultados de nuestro intento de analizar muestras de veneno recolectadas de puntas de flecha del sur de África de los siglos XIX y XX, y de una punta de hueso arqueológica de 1000 años de antigüedad. Los residuos de veneno de flecha y las muestras de referencia se analizaron mediante espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier de reflectancia total atenuada (ATR FTIR) y espectrometría de masas por cromatografía de gases (GC-MS). El análisis ATR FTIR puede principalmente separar entre diferentes recetas de aglutinantes de veneno para flechas. Los extractos identificados mediante el análisis GC-MS constan de una multitud de componentes tanto de aglutinantes como de sustancias activas, lo que confirma y complementa los resultados de los análisis ATR FTIR. Discutimos los resultados en términos de biomarcadores potenciales para venenos de flechas en análisis de residuos orgánicos de artefactos arqueológicos; El hecho de que se puedan detectar residuos de glucósidos cardiotónicos tóxicos en puntas de flechas curadas y excavadas de entre 1.000 y 100 años de antigüedad sirve como prueba de concepto para trabajar con materiales más antiguos en el futuro.

Una de las fascinaciones duraderas por las tecnologías de las sociedades cazadoras-recolectoras son sus armas envenenadas1,2,3. Los san del sur de África son famosos por el uso de flechas envenenadas para cazar una amplia gama de animales, a los que a menudo rastreaban durante días mientras el veneno hacía efecto4. De hecho, las flechas ligeras y endebles de los San probablemente serían ineficaces en animales más grandes sin la aplicación de veneno5,6. Precisamente cuando los ancestros cazadores-recolectores de los San de la Edad de Piedra comenzaron a usar veneno como ayuda para la caza es un tema de considerable interés y debate.

Basándose en las áreas transversales de sus puntas, Lombard7 especuló que las puntas de flechas de hueso envenenado podrían haberse utilizado antes del año 70 ka en el sur de África. Uno de estos puntos se ha encontrado en depósitos de ~ 61 ka en el sitio principal del río Klasies, provincia del Cabo Oriental, Sudáfrica8. Está recubierto de un residuo negro, rico en componentes orgánicos. La ubicación de este recubrimiento de residuos sugiere la aplicación de veneno, pero aún no se ha establecido la composición química precisa del residuo. En Border Cave, en KwaZulu-Natal, Sudáfrica, se han identificado compuestos tóxicos de origen vegetal en un aplicador de madera que data de 24 ka9. Se cree que algunos de estos compuestos tóxicos, que incluyen el ácido ricinoleico, son subproductos oxidativos de la toxina ricina, que se encuentra en las semillas de ricino. Es posible, sin embargo, que estos subproductos provengan de especies vegetales similares, pero no relacionadas; la planta Abrus precatorius, que crece naturalmente en la zona y es igual o más tóxica10,11,12. Se han recuperado puntas de hueso, cubiertas de lo que se cree que es veneno, de niveles de 13 ka en la cueva Kuumbi en Zanzíbar, pero no se llevó a cabo ninguna confirmación química de estos residuos13.

El desafío de identificar con precisión las firmas químicas de los compuestos orgánicos conservados como residuos arqueológicos es precisamente porque se degradan en partes constituyentes con el tiempo. A este problema se suma el hecho de que la mayoría de los venenos para flechas, al menos aquellos que conocemos a través del registro etnohistórico, eran en realidad recetas complejas, que comprendían muchos ingredientes y pasos preparatorios10,14,15, y que diferían de una región a otra16,17. . También se agregaron algunos ingredientes no tóxicos por sus propiedades adhesivas, o simplemente porque se creía que impartían ciertos efectos18,19,20. Por ejemplo, las arañas trampilla se trituraban enteras y se mezclaban con otros ingredientes21. Esto no añadió nada a la toxicidad de la mezcla22,23, pero introduciría muchos cientos de proteínas y polipéptidos en la mezcla. Una vez que estas mezclas se biodegradan, resulta muy difícil reconstruir los compuestos originales, particularmente cuando pueden estar presentes varios de estos compuestos.

El conocimiento bioquímico actual sobre los venenos para flechas africanos proviene de estudios que han buscado caracterizar los compuestos originales a partir de ingredientes frescos11,14,22,23,24. Estos estudios se centraron necesariamente en los venenos de caza registrados etnohistóricamente, que, en el caso del sur de África, se limitan a las regiones secas occidentales del subcontinente. Hay muchas plantas tóxicas (y animales, por ejemplo, la rana de goma de bandas rojas) en los distritos orientales que son adecuados para la caza de venenos, pero de los cuales no tenemos evidencia registrada de su uso10. En un estudio realizado por Shaw y sus colegas se descubrió que el veneno aplicado a flechas de hace 80 años todavía estaba farmacológicamente activo25. Se pensaba que la longevidad de estos venenos se debía a ingredientes de origen vegetal, más que a la diamfototoxina de la larva Diamphidia, que era el ingrediente principal. A pesar de varios estudios químicos recientes sobre venenos orgánicos y residuos de adhesivos, predominantemente de origen vegetal9,18,26,27, queda mucho trabajo por hacer para reconocer las vías biodegradativas de los compuestos orgánicos y los efectos de los procedimientos de preparación en dichas vías.

Con este fin, presentamos un estudio bioquímico de residuos de veneno de puntas de flecha de los siglos XIX y XX recolectadas en el norte de Namibia y el Kalahari (Fig. 1). Es útil saber si la gente utilizaba recetas complejas de veneno como ayuda para la caza y, en última instancia, evaluar la profundidad temporal de dicha innovación, porque habla directamente del desarrollo de la cognición compleja en el Homo sapiens28,29. Incluimos un único espécimen arqueológico de la cueva Kruger en la región de Magaliesberg en Sudáfrica. Esta punta de flecha envenenada tiene aproximadamente 1000 años. Esperamos que al analizar residuos de venenos cada vez más antiguos, eventualmente obtengamos una mejor comprensión de cómo se descomponen estas complejas mezclas orgánicas para poder identificar posibles biomarcadores y huellas dactilares químicas que puedan usarse para identificar venenos para flechas en especímenes arqueológicos más antiguos. Para ello, primero realizamos una caracterización general de los residuos de veneno de flechas utilizando espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (FTIR)30,31. Los espectros IR de las muestras se compararon mediante una comparación aritmética punto por punto de datos, lo que dio como resultado una matriz de coeficiente de correlación (Pearson r) que se investigó para determinar la estructura del grupo mediante un análisis de conglomerados jerárquico31. Se eligió el Pearson r ya que el algoritmo utilizado (una regresión lineal) tiene en cuenta factores como la deriva de la línea base y la diferencia en la escala entre muestras, lo que hace innecesarias las correcciones de la línea base o la normalización. Además, dado que los valores de coincidencia calculados son coeficientes de correlación, son valores absolutos con significación estadística, en lugar de alguna medida de mejor ajuste relativo. Sin embargo, este método sólo proporciona una indicación de la estructura del grupo en lugar de un modelo rígido de los datos32. Para adquirir dicho modelo, los datos espectrales de muestras y materiales de referencia se sometieron a PCA (Análisis de componentes principales) y DFA (Análisis de función discriminante). El propósito del PCA era reducir el número de variables (es decir, números de onda) y detectar la estructura en las relaciones de absorbancia en diferentes números de onda (es decir, enlaces químicos y grupos funcionales). Los componentes principales relevantes de los materiales de referencia se utilizaron luego como variables en un DFA para producir un modelo de clasificación utilizado para clasificar las muestras desconocidas. Luego procedemos aplicando el procedimiento estándar de análisis de residuos orgánicos para la investigación de residuos lipídicos; extracción con disolventes asistida por ultrasonidos y espectrometría de masas por cromatografía de gases (GC-MS)33. Elegimos este procedimiento porque los lípidos y los compuestos bioquímica y funcionalmente relacionados con los lípidos persisten en materiales arqueológicos durante largos períodos de tiempo. Dado que se desconoce la composición del veneno para flechas, adoptamos un enfoque exploratorio no dirigido, investigando hasta qué punto los extractos de los residuos de veneno para flechas pueden identificarse mediante este procedimiento.

Mapa del sur de África que muestra las regiones de donde se recolectaron las puntas de flecha. A la derecha, una selección de flechas tomadas para análisis de veneno. Puntas lanceoladas de hueso simple: (A) ET 3413; (B)MM 1-67-600. Punta de hueso con inserción con punta de metal: (C) SMP 2528. Puntas de flecha de metal con espigas: (D) MA 1948-61; (E)ET 6577; (F)ET 5099/3; (G) MA 1948-6L. Puntas de flecha de hueso con espigas: (H) ET 5109/4; (I) ET 5113. Varillas para guardar venenos y adhesivos: (J) ET 1989/15/9; (K) MM 40-69-2805.

Dado que Pearson r es una medida de similitud y el análisis de conglomerados necesita una medida de disimilitud, se convirtió a (1 − r) y se utilizó como distancia de vinculación en el análisis de conglomerados. Es poco probable que muestras diferentes muestren coeficientes de correlación superiores a 0,95. En consecuencia, se eligió una distancia de vinculación de 1 − 0,95 = 0,05 como distancia límite para una estructura de grupo significativa; resultando en cuatro grupos de diez, trece, seis y dos muestras respectivamente, y dos muestras únicas (MM 1-67-600 y ET1989/15/9 negra) que no se agrupan con ninguna de las otras muestras (Fig. 2). ). El resultado muestra claramente que existe una estructura de grupo en los datos.

Diagrama de árbol basado en una matriz de coeficientes de correlación utilizando un algoritmo de regresión lineal de los espectros IR de las muestras.

El PCA de los espectros IR de materiales y muestras de referencia mostró que los primeros cuatro componentes principales tenían cargas altas (> + 0,7: < − 0,7) en regiones específicas de los espectros. El primer componente principal explica el 47,2% de la variación total en el conjunto de datos y representa principalmente la variación en las regiones de los espectros de 1793–2487 y 3645–3992 cm−1, lo que corresponde a variaciones de fondo entre muestras. El segundo componente principal explica el 21,4% de la variación total en el conjunto de datos con una fuerte carga positiva en la región de 1176–1215 y 1716 cm−1 de los espectros y con una fuerte carga negativa en la región de 3066–3529 cm−1. La absorción de IR en la región de 1176-1215 cm-1 puede tener varias fuentes diferentes, pero las más distintivas son el estiramiento C-C, el estiramiento C-O y la adsorción por deformación OH. La adsorción alrededor de 1716 cm-1 es característica del estiramiento de C=O, y la adsorción amplia en la región de 3066-3529 cm-1 es característica de la absorción de estiramiento de OH y NH. El tercer componente principal explica el 12,3% de la variación total con una fuerte carga positiva en la región de 1485-1523 cm-1, característica de la flexión O-H y la adsorción por deformación C-H, y una fuerte carga negativa en la región de 868-984 cm-1. −1 región, característica de la adsorción asociada a CO32− y NO3−. El cuarto componente principal explica el 6,3% de la adsorción total con una fuerte adsorción positiva en las regiones 2565–2873 y 2950–2989 cm−1, característica de las adsorciones de estiramiento C–H y O–H, y una fuerte adsorción negativa en las 598 –Región de 752 cm−1, característica de la adsorción de estiramiento de C–S y N–O, así como de la adsorción asociada con SO42−.

Dado que el primer componente principal estaba asociado con la variación de fondo, este factor fue excluido del DFA. En el modelo elaborado por el DFA, las dos primeras raíces cubren el 99,5% de la variación de los tres componentes principales (Cuadro 1). La primera raíz tiene una fuerte carga positiva de los PC 2 y 4, y una carga negativa moderada de los PC 3, mientras que la segunda raíz tiene fuertes cargas negativas de los PC 2 y 3.

Al consultar las cargas de los componentes espectrales del PCA, esto sugiere que los espectros con adsorción pronunciada de estiramiento de C – H, C – C y C – O deberían tener puntuaciones positivas en la raíz 1, mientras que los espectros con adsorción pronunciada de estiramiento de N – O y N – H. debe tener una puntuación negativa en la Raíz 1. Los espectros con una adsorción pronunciada del estiramiento O – H deben tener una puntuación positiva en la Raíz 2 y los espectros con una adsorción pronunciada del estiramiento C = O y C – C deben obtener una puntuación negativa en la Raíz 2. Probar el modelo comparando la clasificación observada versus la correcta muestra que el modelo es 93,2% correcto y, como se puede ver en la Fig. 3, separa los materiales de referencia en el gráfico. Los pegamentos animales ricos en proteínas tienen puntuaciones negativas en la raíz 1 (enlaces N – O y N – H) y la creciente aparición de enlaces C – O, C – H y C – C en carbohidratos, lípidos y resinas separan respectivamente los tejidos vegetales. tejidos y breas ricos en grasas y ceras con puntuaciones altas en el mismo eje. Los polisacáridos ricos en OH en la goma natural tienen puntuaciones altas en la Raíz 2, lo que los separa de otros carbohidratos y materiales más ricos en cadenas de carbono, como grasas y resinas. Los materiales de referencia ricos en grasas Diamphidia y la cera de abejas se esparcen muy cerca.

Diagrama de dispersión de las dos raíces a partir del análisis factorial discriminante de los materiales de referencia y las muestras. Los agrupamientos de muestras se refieren a los agrupamientos de esta figura: Grupo de muestras 1 = BC11-13M, ET63/33(f), ET 88/117/4, ET1973/76/2, ET4706, ET5107/5, MA1965-3876, MA4139(K ), MM40-69-445, MM40-69-458. Grupo de muestra 2 = ET3420, ET5099/3, MA1948-61(I), MM40-69-357, MM40-69-2235, MM649_G, MM649_K, MM649_P, SMP2528a, SMP2528c, SMP2528d, SMP suelto. Grupo de muestra 3 = MM1-67-600. Grupo de muestra 4 = ET1989/15/9 (claro), ET6577, ET6632, MA1942-256 (J), MM40-69-2805 (claro), MM40-69-2805 (transparente). Grupo de muestra 5 = ET1989/15/9 (oscuro). Grupo de muestra 6 = MM40-69-2607, MM40-69-2805 (negro).

Agregar las muestras al diagrama de dispersión, marcadas según el grupo en el análisis de conglomerados jerárquico (grupos de muestras, Fig. 2) muestra que la mayoría de las muestras se trazan junto con los materiales de referencia del tejido vegetal (Fig. 3). Esto se enfatiza aún más cuando se utiliza el modelo DFA para calcular probabilidades a posteriori para las muestras en relación con los diferentes grupos de materiales de referencia (Tabla 2). Tenga en cuenta que el material de referencia constituye toda la “realidad” del modelo y es bastante improbable que el modelo dé el resultado “ninguno de estos grupos” para una muestra de un material no incluido en el modelo, a menos que este material sea químicamente muy diferente. de todos los materiales de referencia. Además, los materiales de referencia son sustancias singulares, mientras que lo más probable es que las muestras sean mezclas que pueden provocar dispersiones entre grupos bien separados de materiales de referencia. Ninguna de las muestras está clasificada como pegamento para ocultar, lo que no sorprende ya que, hasta donde sabemos, no hay ninguna referencia al pegamento para ocultar en el contexto del sur de África. Una muestra (ET1989/15/9) se clasifica entre cera de abejas y Diamphidia. Cuatro muestras se clasifican como predominantemente goma, mientras que otras dos comprenden predominantemente resinas. Los grupos de muestras 1 a 6 están bien separados en el diagrama de dispersión (Fig. 3). El grupo de muestra 1 tiene puntuaciones más bajas en la Raíz 2 y la mayoría de las referencias de plantas cerca de las cuales se encuentran son Euphorbia. Los grupos de muestras 2 y 3 se dispersan ligeramente más arriba en la Raíz 2 y la mayoría de las referencias de plantas cercanas a las que se dispersan son Adenium. El grupo de muestra 4 es aún mayor en la raíz 2 y está cerca de las referencias de goma arábiga. Los dos especímenes en el grupo de muestra 6 tienen puntuaciones más altas en la Raíz 1 y están más cerca de las referencias de resina (ver Tabla 2), pero aún están lejos de estas en la Fig. 3, lo que sugiere que consisten en un tipo de resina diferente a las del grupo de muestras 6. material de referencia, o que se mezclen con algo más rico en carbohidratos. Parece que los especímenes del grupo de muestras 4 tienen goma vegetal como ingrediente principal, aunque con un grado variable de mezcla con materiales más ricos en celulosa; los especímenes de los grupos de muestras 2 y 3 tienen componentes principales más ricos en celulosa (p. ej., Sansevieria, además de Adenium); y los especímenes del grupo de muestra 1 tienen más plantas cerosas (como Euphorbia) como ingredientes principales.

El análisis con cromatografía de gases con espectrómetro de masas (GC-MS) de extractos de estas muestras produjo un conjunto de datos bastante complejo. En las 31 muestras que produjeron resultados de este análisis se detectaron ~ 240 compuestos diferentes, la mayoría de ellos como ésteres o éteres de trimetilsililo. Utilizando el software Masshunter y el Programa de búsqueda de espectro de masas del NIST fue posible identificar la mayoría de estos compuestos por clase y muchos por componentes específicos, aunque no fue posible identificar todas las muestras (Tabla 3). En número de componentes no identificados destacan dos muestras: ET1989/15/9 y MM40-69-2805 (transparente). MM40-69-2805 (transparente) es un trozo de material transparente en esa muestra y también la muestra con la mayor cantidad de contaminantes identificados y puede excluirse como un trozo de laca o pegamento. La muestra ET1989/15/9 se representó cerca de la cera de abejas y Diamphidia en el análisis FTIR (Fig. 3) pero, después de los compuestos no identificados, está dominada por una variedad de triterpenoides pentacíclicos en el análisis GC-MS (Tabla 3).

Es obvio que la muestra de 1000 años de antigüedad de la cueva Kruger en Magaliesberg (BC11-13M, Fig. 4) se desvía de las otras muestras en que no contiene ninguna de las clases de compuestos más solubles en agua como se ve en la Tabla 3 ( di- y trioles, ácidos orgánicos de cadena corta y carbohidratos). Las muestras clasificadas como tejido vegetal y gomas del análisis FTIR (grupo de muestras 1, 2 y 4 en la Fig. 2) son también las muestras que contienen las mayores cantidades de carbohidratos, y las muestras clasificadas como que tienen más plantas cerosas (grupo de muestras 1 en la Fig. 2). Fig. 2) también son los que generalmente tienen mayores rendimientos de ácidos grasos y compuestos relacionados. Los carbohidratos son una clase abundante de materiales orgánicos en la naturaleza, pero tienen relativamente poca variabilidad dependiente del origen y, por lo tanto, son una fuente relativamente pobre de información sobre materiales arqueológicos34. Los carbohidratos detectados son una variedad de monosacáridos y polioles C3-C6, glicerilo glucósidos y disacáridos.

Cromatograma de iones totales de la muestra BC11-13M (Fecha: 1020 ± 70 BP). La muestra está dominada por ácidos grasos y también contiene componentes esteroides y terpenoides.

Los residuos lipídicos, en cambio, están mejor estudiados35. Los lípidos están dominados por ácidos grasos libres con longitudes de cadena que van desde C9 a C32, pero dominados por el ácido palmítico (C16) y esteárico (C18). La presencia de intermediarios de descomposición, como mono y diacilglicidos, ácidos grasos β-hidroxi y ácidos grasos dihidroxi de cadena media, muestra que los lípidos se están descomponiendo. La mayoría de los especímenes (n = 21) tienen una distribución de ácidos grasos que sugiere un origen de grasa o aceite vegetal, estando claramente dominado por el ácido palmítico, como lo ilustra una alta proporción de ácido palmítico a esteárico (P/S > 1,3) (Tabla 4). . P/S es la relación entre ácido palmítico y esteárico, normalmente superior a 1,3 en residuos de aceites vegetales, pero también podría indicar grasas de animales acuáticos. Aunque la relación dada aquí (P/S > 1,3) es válida para las proporciones de residuos lipídicos de los ácidos grasos, que en general son susceptibles a procesos de descomposición, individualmente son sólo indicativos del origen y deben evaluarse en el contexto de otros componentes. Quince muestras también contienen ácidos dicarboxílicos de cadena corta (C8-10), sustancias formadas a partir de aceites secantes y, en particular, la presencia de ácido azelaico (ácido nonanodioico, C9) es indicativa de la presencia de un aceite secante36,37,38. El ácido azelaico es un producto de descomposición común de los ácidos grasos insaturados, en particular de los aceites vegetales. También se detectaron trazas de ácido oleico monoinsaturado (n = 22) y ácido linoleico diinsaturado (n = 6) (cf. Fig. 5). El ácido linoleico es un ácido graso diinsaturado común en varios aceites vegetales. Los fitoesteroles son esteroles producidos por las plantas. Los residuos de ceras vegetales se encuentran principalmente como distribuciones de ácidos grasos de cadena larga, alcanoles de cadena larga y varios triterpenoides pentacíclicos. También está presente el D-Pinitol, que es un ciclitol común en plantas de las familias Leguminosae y Pinaceae39.

Cromatograma de iones totales de la muestra MA 4139K (Fecha: anterior a 1936). Este es un ejemplo de una muestra dominada por lípidos, probablemente de origen principalmente de aceites vegetales, y mono y disacáridos.

Se detectaron fitoesteroles en cuatro muestras. En tres muestras, se detectaron distribuciones de ácidos grasos y alcanoles de cadena larga (C > 20); restos de ceras vegetales para cutículas40,41. Sólo unos pocos ejemplares (n = 7) presentan distribuciones de ácidos grasos sugestivas de origen animal, teniendo un mayor aporte de ácido esteárico en relación al ácido palmítico. Se ha identificado colesterol en cinco muestras. Se trata de un esterol predominantemente animal, pero también es un componente importante de los lípidos de la piel humana y, por lo tanto, puede haber rastros de manipulación42.

Los terpenoides están dominados por compuestos de la clase de los triterpenos, triterpenos pentacíclicos con esqueletos de ursano u oleanano. Estas clases de compuestos se encuentran en diez de los especímenes (columna de terpenoides de la Tabla 3). Están ampliamente distribuidos en la naturaleza y se encuentran principalmente en las ceras de las cutículas de muchas plantas. Sin embargo, al ser bastante inespecíficos, indican materiales vegetales cerosos. La mayoría de los ácidos orgánicos de cadena corta detectados, como el ácido gálico, cafeico, siríngico, málico, cítrico y quinínico, también son de origen vegetal (cf. Fig. 6).

Cromatograma de iones totales de la muestra MM 40-69-2235 (Fecha: década de 1920). Este es un ejemplo de una muestra con una amplia distribución de varias clases de compuestos, desde ácidos orgánicos de cadena corta (por ejemplo, ácido láctico y siríngico) hasta alcanoles de cadena larga (octacosanol) y una pentametoxiflavona (un producto natural que se encuentra en muchas plantas).

La columna de esteroides en la Tabla 3 contiene compuestos que en la búsqueda no dirigida mostraron patrones de fragmentación característicos de compuestos que contienen un esqueleto de hidrocarburo tetracíclico, que tiene una estructura central de esteroides. Los esteroles no se incluyen aquí sino en “Lípidos” (Tablas 3 y 4). Algunos de los componentes se han identificado positivamente, por ejemplo, ácido colanoico y alocolanoico (cf. Fig. 4), mientras que otros sólo se clasifican tentativamente en posibles especies moleculares, como compuestos derivados de androstano, colano, pregnano y lanostano, basándose en fragmentos característicos de derivados de trimetilsililo43. Este grupo de componentes merece una mayor exploración en futuras investigaciones.

En la mayoría de las muestras (n = 29) de este estudio hay muchos componentes mono y disacáridos que podrían derivar de un proceso hidrolítico, como los que producirían residuos glucosídicos. Los glucósidos cardíacos se basan estructuralmente en una estructura central de esteroides44. En su mayoría son compuestos esteroides C23, pero existen variaciones y todos tienen una de dos estructuras de anillo conectadas a la posición 17 del núcleo del esteroide; una estructura de cinco anillos para cardenólidos y una estructura de seis anillos para bufadienólidos. En el extremo opuesto, en la posición 3 de la estructura central del esteroide, se encuentra el sitio de glicosilación donde se unen uno o más compuestos de azúcar. Estos no son necesarios para la actividad pero sirven para modificar la potencia y la duración de su efecto. Los glucósidos cardíacos utilizados en los conocidos venenos para flechas suelen tener una sola molécula de azúcar, lo que proporciona una rápida distribución al corazón y una corta duración de actividad. Cuando dicha molécula se deteriora, el enlace glucósido del compuesto de azúcar podría romperse debido a la hidrólisis, dejando residuos glucosídicos de cadena corta y un residuo cardenolidal esteroide (cf. Fig. 7).

La hidrólisis del glucósido cardíaco Acovenósido A, dejando residuos glucosídicos de cadena corta y un residuo cardenolidal esteroide.

Estos residuos de cadena corta tienen una alta solubilidad en agua y se filtrarían de los especímenes arqueológicos durante su deposición en el suelo. Además, los residuos cardenolidales son polares debido a los grupos hidroxilo unidos al núcleo esteroide. Se han identificado compuestos esteroides en la única muestra arqueológica de este estudio (BC11-13M, Fig. 4). La aplicabilidad de estos biomarcadores depende del medio ambiente, por lo que las condiciones generalmente secas del sur de África pueden favorecer la preservación de dichos biomarcadores, a diferencia de las condiciones más húmedas de otras regiones. Aunque hoy en día se realiza gran parte del trabajo sobre este tipo de compuestos utilizando espectrometría de masas por cromatografía líquida, GC-MS sigue siendo la herramienta de descubrimiento más destacada en el área de los esteroides, especialmente en combinación con técnicas de MS/MS como Q-TOF (tiempo de cuadripolo de Vuelo MS)43. La localización de los grupos hidroxilo en el núcleo esteroide sería crucial para la identificación de estos residuos y la derivatización de TMS y muchos de los iones fragmentados de este derivado brindan información detallada sobre la ubicación del grupo hidroxilo, lo que brinda buenas esperanzas para la identificación positiva de diferentes especies moleculares.

En la Tabla 5 se presenta un resumen de los resultados analíticos, donde destacamos nuestras interpretaciones de los resultados de FTIR y GC-MS, así como las muestras con glucósidos cardiotónicos. Los glucósidos cardíacos o cardiotónicos son los componentes activos de muchas especies de plantas utilizadas en venenos para flechas y dardos documentados etnográficamente en todo el mundo14,22. Las saponinas triterpenoides y esteroides, así como algunos alcaloides, son glucósidos cardioactivos y pueden encontrarse en todas las partes de determinadas plantas. Los componentes activos son en su mayoría del tipo cardenólido, lo que significa que son derivados de esteroides a los que normalmente se les une un anillo de lactona insaturado de 5 miembros en la posición 17, pero esto puede variar en algunas plantas. Bisset22 también analiza cómo, además de la glucosa, están presentes muchos azúcares inusuales, que no se encuentran en ningún otro lugar, unidos en la posición 3 del esqueleto esteroide. Estos pueden estar metilados y pueden carecer de grupos hidroxilo en las posiciones 2 y/o 6. Generalmente se entiende que el receptor de glucósidos cardíacos, el receptor digital, es una enzima unida a la membrana que, entre otras cosas, actúa como una bomba para mantener el equilibrio químico del líquido intracelular45. Cuando los glucósidos cardíacos se unen a la enzima, interrumpen la actividad normal de la "bomba" y una sobredosis puede provocar arritmia y fibrilación. La familia Apocynaceae representa el grupo de plantas al que pertenecen la mayoría de las plantas venenosas para flechas con glucósidos cardíacos. Los principales géneros entre ellos incluyen Acokanthera, Adenium, Beaumontia, Amaryllidaceae, Euphorbiaceae y Strophanthus22,46. Aparte de Beaumontia, los taxones que pertenecen a todas estas familias son autóctonos del sur de África y son ingredientes bien conocidos de los venenos de los cazadores-recolectores San10. Diez de nuestros especímenes (grupo de muestras 1 en la Fig. 3) pueden tener Euphorbia como ingrediente principal según el análisis FTIR.

Trece especímenes (grupos de muestras 2 y 3 en la Fig. 3) pueden tener Adenium como ingrediente principal. Las especies de adenium contienen glucósidos cardiotónicos altamente tóxicos22. Adenium miltiflorum (lirio impala) es ampliamente conocido en África como fuente de veneno para peces y flechas11, y se sabe que Adenium boehmianum del norte de Namibia es la fuente de un veneno para flechas extremadamente tóxico14. Los venenos de adenium se preparan principalmente a partir de la corteza, pero a veces también de las raíces. En África oriental suele ser un ingrediente que se utiliza en combinación con otros ingredientes venenosos para formar un veneno compuesto47. Por ejemplo, Neuwinger14 informa que los aditivos pueden incluir látex de Euphorbia y/o la savia de Spirostachys africana o especies de Aloe. En el sur de África también lo preparan solos, por ejemplo, cazadores Hei//om, Herero y Nama de Namibia25, y Nadler23 informó que los Ju|wasi mezclaban savia de Adenium con entrañas de Diamphidia.

Muchas especies de Euphorbia se utilizan en toda África en recetas de veneno para flechas10,14. Las tres especies más comúnmente utilizadas como venenos para la caza en el sur de África son E. ingens (E.Mey ex Boiss), E. virosa y E. arborescens25, de las cuales E. virosa se considera la más virulenta11. A esta lista se pueden agregar E. Tirucalli (Linné) y E. coerulescens, las cuales contienen potentes diterpenoides12,14,48,49. El látex cancerígeno contiene varias serina proteasas50, terpenoides, lectinas y varios ésteres de alcoholes diterpénicos14,50,51. Entre algunas de las tribus del Namib y el Kalahari, el veneno Euphorbia se utiliza en su forma más simple, cuando el látex blanco lechoso se seca al sol para espesarlo y luego se aplica directamente a las flechas21. Sin embargo, el látex a menudo se mezcla con otros ingredientes, incluidos exudados de Acokanthera11, Boophane21, Adenium y Spirostachys africana52, así como entrañas de Diamphidia53,54. Los Hei||om y Ju|wasi cerca de Grootfontein en Namibia utilizan una receta compleja en la que el exudado de Euphorbia se mezcla con extractos de Strychnos y Boophane como aditivos para el veneno de serpiente y el veneno de Diamphidia55. Esta mezcla se hierve durante 10 minutos en una piedra hueca en la que el fabricante del veneno escupe frecuentemente durante los intervalos mientras canta. Usamos este ejemplo para demostrar los muchos factores complicados que deben considerarse al analizar venenos antiguos y para resaltar que la mayoría de los protocolos no podrán probar todas las variables, por lo que la mayoría de los resultados reflejarán solo una parte de lo que se pudo haber utilizado. .

Las especies de Sansevieria tienen una distribución global, se encontró que todos los taxones analizados eran tóxicos para los ratones14 y estudios posteriores confirmaron la presencia de triterpenos, flavonoides y glucósidos cardíacos56. Las hojas ricas en celulosa se utilizan para la producción de fibra. Se sabe que los fabricantes de veneno de Namibia añaden los jugos de una hoja calentada de Sansevieria aethiopica para fortalecer y prolongar la vida útil. Recetas de veneno a base de Diamphidia, que a veces incluyen otras especies de plantas como Protasparagus exuvialis, Swartzia madagascariensis14,23,57. Los cazadores del norte de Kenia simplemente untan el jugo de las hojas de Sansevieria en flechas ya envenenadas para "refrescar" el veneno si creen que está demasiado seco14. Por lo tanto, el uso de exudados de Sansevieria en venenos para flechas puede tener múltiples propósitos, como aumentar la toxicidad y funcionar como aglutinante y reactivador.

El desafío de identificar los ingredientes de los venenos antiguos, como ocurre con la mayoría de las moléculas orgánicas antiguas, es que son propensos a descomponerse en cadenas moleculares constituyentes más pequeñas. Es cuestión de algo de trabajo reconstruir estas cadenas más pequeñas en el compuesto original correcto. Para complicar las cosas, la mayoría de las recetas de veneno incluyen muchos ingredientes diferentes y tienen varios pasos preparatorios. Aquí presentamos los resultados biomoleculares de nuestro análisis en tres pasos de veintiocho puntas de flecha envenenadas, que abarcan los últimos 100 años. Además, se incluyó un ejemplo arqueológico de 1000 años de antigüedad para probar la eficacia de nuestro método en especímenes mucho más antiguos.

ATR-FTIR y la quimiometría resultaron útiles para el cribado y la caracterización general. El protocolo de extracción y derivatización aplicado produce datos sobre los principales componentes presentes en las muestras de veneno. El modelo resultante es principalmente capaz de separar y distinguir entre diferentes aglutinantes de veneno para flechas, aunque los extractos de ambas fracciones constan de una multitud de componentes tanto de aglutinantes como de sustancias activas.

Nuestros resultados muestran que incluso cuando los especímenes se agrupan según la región, existe una diversidad notable en los ingredientes que se utilizaron en las recetas de veneno. Esto confirma observaciones etnográficas e históricas10,17. Sin embargo, vale la pena señalar que los especímenes más jóvenes de nuestra muestra tendían a contener mezclas más complejas de azúcares, péptidos y lípidos, mientras que los especímenes más antiguos, incluido el arqueológico de la cueva Kruger, estaban dominados por lípidos y terpenoides. Aunque nuestra muestra es relativamente pequeña y temporalmente restringida a finales del siglo XIX y mediados del XX, esto sugiere que las recetas del veneno para flechas cambiaron con el tiempo, si no como resultado de la descomposición. Nuestros resultados indican que los extractos de plantas dominan el material venenoso, aunque, como se señaló anteriormente, las proteínas animales de cadena larga son notoriamente difíciles de detectar con GC-MS, incluso en su estado oxidativo, lo que dificulta descartar con seguridad su presencia en nuestras muestras. Otro hallazgo importante es que los subproductos oxidativos de los glucósidos cardíacos se conservan y son detectables en forma de residuos de cardenólidos de cadena corta. La identificación de estos residuos en el espécimen de la cueva Kruger significa que este residuo puede usarse como biomarcador de glucósidos cardíacos en puntas de flechas arqueológicas que se cree que han sido envenenadas.

Queda mucho trabajo por hacer para reconocer las vías biodegradativas de otros compuestos orgánicos y los efectos de los procedimientos de preparación en dichas vías. Con este fin, planeamos ampliar nuestra investigación incorporando venenos adicionales de flechas del sur de África ubicadas en Kew Gardens, Reino Unido, y el Museo Etnografiska en Estocolmo, con el propósito de crear un enfoque metodológico sólido para el análisis de muestras arqueológicas más antiguas. También planeamos probar si el análisis de isótopos de carbono estables de un solo compuesto puede distinguir ciertos venenos de origen animal, como la grasa de Diamphidia, de fuentes vegetales y animales.

El material etnohistórico fue recopilado del Museo África en Johannesburgo, el Museo de Historia de la Cultura Ditsong en Pretoria y el Museo KwaZulu-Natal en Pietermaritzburg (Tabla 6). Lo común a la mayoría de estas colecciones es la falta de información detallada sobre su procedencia. La mayoría de las flechas fueron recolectadas y/o donadas a museos por coleccionistas privados a principios del siglo XX. El material de Ditsong y Museum Africa proviene del norte y centro de Namibia y del norte del Kalahari, que abarca la parte oriental de Namibia y la mitad occidental de Botswana (Fig. 1). En la mayoría de los casos, no se mencionan los grupos concretos de los que se recolectaron las flechas (siendo la designación amplia 'san' o 'bosquimano'), pero con toda probabilidad fueron hechas por los ju/wasi. Sin embargo, en el caso de la colección Fourie (designada por el prefijo MM en la Tabla 6), sabemos que las flechas fueron recolectadas en Hai//om en el norte de Namibia y, a diferencia de las otras colecciones, tenemos mucha información sobre su procedencia. estas flechas52,58,59.

Las flechas del Museo de KwaZulu-Natal proceden de la llamada Colección Vinnicombe. Estas flechas fueron encontradas en un carcaj de cuero junto con un equipo de caza completo en la cueva Eland en las montañas Drakensberg por Johannes Lombard en 192660. La colección de flechas envenenadas es una de las dos únicas que se han encontrado en la región de Drakensberg. Finalmente, incluimos una punta de flecha de madera envenenada recuperada de un contexto estratificado, fechada por carbono en 1020 ± 70 BP, en la Cueva Kruger61. La cueva Kruger está ubicada en Magaliesberg, Sudáfrica (Fig. 1), una región para la cual no existe información etnohistórica sobre los venenos de caza. Esta punta de flecha, y otras dos del sitio, se encuentran entre las pocas flechas obviamente envenenadas recuperadas de contextos arqueológicos13.

Tomamos muestras de veneno de cuatro variedades de flechas (Fig. 1)62,63. Se seleccionaron flechas que tenían trozos de veneno desprendiéndose y que, por lo tanto, eran fáciles de tomar sin causar mucho daño. Se eliminó aproximadamente 1 mg de material de cada punta de flecha en condiciones estériles.

Las muestras de residuos de veneno de flechas y las muestras de referencia se analizaron mediante espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier de reflectancia total atenuada (ATR FTIR). Se eligió esta técnica porque permite el análisis de muestras muy pequeñas (< 0,1 mg). La elección de los materiales de referencia para el modelo se seleccionó en función de los ingredientes conocidos del veneno de flecha y del resultado de comparar los espectros de muestras con los materiales de referencia en nuestra base de datos espectral. La selección de ingredientes conocidos se basa principalmente en fuentes del sur de África10, pero también incluye materiales conocidos de otras regiones14. El modelo final se basó en 52 materiales de referencia que consistían en diversos tejidos vegetales (n = 24, incluidos Adenium, Euphorbia y Sansevieria), resinas vegetales (n = 6), goma arábiga (n = 6), pupas del escarabajo flecha venenoso ( Diamphidia, n = 6), cera de abejas (n = 4) y diferentes pegamentos animales (n = 6). Los datos espectrales obtenidos de los análisis ATR FTIR de las muestras se investigaron primero para agrupaciones utilizando un análisis de conglomerados jerárquico31. Luego, los datos se procesaron adicionalmente utilizando una combinación de PCA y DFA. El PCA se utiliza aquí como técnica de reducción de datos. Se investiga la carga espectral de los primeros componentes principales (PC) para determinar su relevancia diagnóstica. Luego, las PC relevantes se utilizan para construir un modelo DFA basado en las PC de los materiales de referencia. La precisión del modelo se prueba y luego se utiliza para clasificar las muestras. Este procesamiento se realizó utilizando el paquete de software Statistica 12.

El instrumento ATR FTIR utilizado en este estudio fue un FTIR Thermo Scientific Nicolet iS10 equipado con un accesorio ATR de cristal de diamante. Los espectros IR se registraron entre 4000 y 525 cm-1, utilizando 32 escaneos con una resolución de 4,0 cm-1. Los espectros IR resultantes se exportaron como archivos csv para análisis aritmético.

Luego, los componentes extraíbles con solvente se analizaron mediante GC-MS, utilizando una extracción con solvente asistida por ultrasonidos. Se homogeneizaron muestras de residuos de veneno de flecha de unos pocos miligramos mediante sonicación en unos pocos cientos de microlitros de una mezcla de cloroformo y metanol (2:1, v:v). El residuo no extraíble y la fase líquida se separaron mediante centrifugación (3000 rpm, 30 min) y se recogió la fase líquida. Este proceso se repitió tres veces y se combinaron los extractos.

El uso de metanol como componente polar en la mezcla de extracción es importante para la eficiencia de este método, ya que mejora la solubilización de las moléculas lipídicas64 pero también facilita la extracción de muchos compuestos polares no lipídicos. Como resultado, los extractos pueden contener una amplia gama de clases de compuestos orgánicos, tanto apolares (por ejemplo, lípidos, terpenos, etc.) como polares (por ejemplo, azúcares, ácidos dicarboxílicos, etc.). El disolvente se eliminó mediante una suave corriente de nitrógeno gaseoso y los extractos secos se trataron usando N, O-bis(trimetilsilan)trifluoroacetamida (BSTFA) con clorotrimetilsilano al 10 % a 70 °C durante 20 min. Este procedimiento bloquea los sitios próticos en compuestos polares y apolares por igual, mejorando sus propiedades para el análisis GC-MS43. El reactivo de acceso se eliminó utilizando una suave corriente de nitrógeno gaseoso y los componentes sililados se redisolvieron en 100 µl de n-hexano y se analizaron mediante GC-MS.

Los componentes sililados del lavado con disolvente se analizaron utilizando un cromatógrafo de gases HP 6890 equipado con una columna capilar SGE BPX5 (30 m × 220 µm × 0,25 µm). La inyección se realizó mediante la técnica de splitless pulsado (presión de pulso de 25 Psi) a 325 °C utilizando un autoinyector Agilent 7683B. El volumen de inyección utilizado fue 1,0 µl. La temperatura del horno se programó con una isotérmica inicial de 2 min a 50 °C, seguida de un aumento de temperatura de 10 °C por minuto hasta 360 °C, seguido de una isotérmica final a esta temperatura durante 15 min. Se utilizó helio como gas portador y se mantuvo a un flujo constante de 2,0 ml por minuto durante todo el análisis. El cromatógrafo de gases se conectó a un detector selectivo de masas HP 5973 a través de una interfaz con una temperatura constante de 360 ​​°C. La fragmentación de los compuestos separados se realizó mediante ionización electrónica (EI) a 70 eV. La temperatura en la fuente de iones fue de 230 °C. El filtro de masas se configuró para escanear entre m/z 50 y 700, proporcionando 2,29 escaneos por segundo. La temperatura del filtro de masas fue de 150 °C. Los resultados se evaluaron utilizando el software MSD Chemstation, así como el software Masshunter 10 junto con el Programa de búsqueda espectral de masas NIST 2.3 y la biblioteca NIST 2017. Investigar las muestras con un enfoque no dirigido significó usar el software Masshunter para identificar picos en los cromatogramas y extraer espectros de masas restados de fondo de estos picos. Estos espectros de masas luego se investigaron utilizando el Programa de búsqueda de espectros de masas del NIST con el objetivo de identificar los compuestos que dan lugar a los picos y los espectros de masas, junto con una revisión exhaustiva de la fragmentación espectral de masas de los derivados de trimetilsililo43.

Los conjuntos de datos generados y analizados para este estudio se pueden encontrar en el Servicio Nacional de Datos de Suecia: Datos de biomarcadores potenciales para venenos de flechas de cazadores-recolectores del sur de África aplicados a muestras etnohistóricas y arqueológicas | Servicio Nacional de Datos de Suecia (gu.se).

Theal, Historia de GM de Sudáfrica bajo la administración de la Compañía Holandesa de las Indias Orientales, 1652 A 1795 (Swan Sonnenschein and Co., 1997).

Google Académico

Borgia, V. La prehistoria de las flechas envenenadas. En Toxicología en la Antigüedad (ed. Wexlar, P.) 1–12 (Academic Press, 2019).

Google Académico

Wexlar, P. (ed.) Toxicología en la antigüedad (Academic Press, 2019).

Google Académico

Marshall-Thomas, E. The Old Way (Picador, 2006).

Google Académico

Marshall, L. !Bandas de Kung Bushman. África. J. Int. Inst. 30, 325–355 (1960).

Artículo de Google Scholar

Noli, HD Una investigación técnica sobre la evidencia material del tiro con arco en el registro arqueológico y etnográfico del sur de África. Doctorado no publicado. tesis. (Universidad de Ciudad del Cabo, 1993).

Lombard, M. Las áreas transversales de puntas de flechas de hueso envenenadas del sur de África. J. Arqueol. Ciencia. Rep. 33, 102477 (2020).

Google Académico

Bradfield, J., Lombard, M., Reynard, J. & Wurz, S. Más evidencia de la caza con arco y sus implicaciones hace más de 60 000 años: resultados de un análisis de rastros de uso de la punta de hueso del sitio principal del río Klasies , Sudáfrica. Cuat. Ciencia. Rev. 236, 106295 (2020).

Artículo de Google Scholar

d'Errico, F. et al. Evidencia temprana de la cultura material San representada por artefactos orgánicos en Border Cave, Sudáfrica. Proc. Nacional. Acad. Ciencia. 109, 13214–13219 (2012).

Artículo ADS PubMed PubMed Central Google Scholar

Bradfield, J., Wadley, L. y Lombard, M. Recetas de veneno para flechas del sur de África, sus ingredientes e implicaciones para la arqueología de la Edad de Piedra. S. África. Humanidad. 27, 29–66 (2015).

Google Académico

Watt, JM & Breyer-Brandwijk, MG Las plantas medicinales y venenosas del sur y este de África (Oliver y Boyd, 1962).

Google Académico

van Wyk, B.-E., van Geerden, F. & Oudtshoorn, B. Plantas venenosas de Sudáfrica (Briza Publications, 2002).

Google Académico

Langley, MC y cols. Flechas venenosas y utensilios de hueso en África oriental del Pleistoceno tardío: evidencia de la cueva Kuumbi, Zanzíbar, Tanzania. Azania Arqueol. Res. África. 51(2), 155-177 (2016).

Google Académico

Neuwinger, H. Etnobotánica africana: venenos y drogas (Chapman y Hall, 1996).

Google Académico

Chaboo, C., Hitchcock, R., Bradfield, J. & Wadley, L. Venenos para flechas de escarabajos y plantas del pueblo san del sur de África. En Toxicología en la Antigüedad (ed. Wexler, P.) 11–72 (Elsevier, 2019).

Capítulo Google Scholar

Chaboo, C., Biesele, M., Hitchcock, R. & Weeks, A. Escarabajos y venenos para flechas vegetales de los pueblos Ju|hoan y Hai||om San de Namibia (Insecta, Coleoptera, Chrysomelidae; Plantae, Anacardiaceae, Apocynaceae , Burseráceas). ZooKeys 558, 9–54 (2016).

Artículo de Google Scholar

Wadley, L., Trower, G., Backwell, L. y Derrico, F. Pegamento, adhesivo y veneno tradicionales utilizados para armas compuestas por Ju/'hoan San en Nyae Nyae, Namibia. Implicaciones para la evolución de los equipos de caza en la prehistoria. MÁS UNO 10, e0140269 (2015).

Artículo PubMed PubMed Central Google Scholar

Borgia, V., Carlin, MG & Crezzini, J. Veneno, plantas y cazadores paleolíticos. Un método analítico para investigar la presencia de veneno vegetal en artefactos arqueológicos. Cuat. En t. 427, 94-103 (2016).

Artículo de Google Scholar

Bird, TL y cols. La araña de telaraña Argiope (Araneidae) como veneno de flecha indígena de los cazadores G/ui y G//ana San en el Kalahari. MÁS UNO 18, e0276557 (2023).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Philippe, G. & Angenot, L. Desarrollos recientes en el campo de los venenos para flechas y dardos. J. Etnofarmacol. 100, 85–91 (2005).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Schapera, I. Venenos para flechas de bosquimanos. Semental bantú. 2, 190–214 (1925).

Google Académico

Bisset, NG Venenos para flechas y dardos. J. Etnofarmacol. 25, 1–41 (1989).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Nadler, O. Los venenos para flechas de los !Kung Bushmen (Oserna-africana-Verlag, 2005).

Google Académico

Lewin, L. Acerca de los venenos para flechas del Buocbmanuer. Zuid Ethnologie 44, 831–837 (1912).

Google Académico

Shaw, M., Woolley, P. y Rae, F. Venenos para flechas bosquimanos. Cimbebasia 7, 2–41 (1963).

Google Académico

Wooding, M. y col. Informe sobre los métodos de detección bioquímica de algunos venenos para flechas de origen vegetal utilizados por los cazadores-recolectores san del sur de África. S. África. J. Ciencias. 113, 1-10 (2017).

Google Académico

Charrié-Duhaut, A. et al. Primera identificación molecular de un adhesivo para mangos en Late Howiesons Poort en Diepkloof Rock Shelter (Cabo Occidental, Sudáfrica). J. Arqueol. Ciencia. 40, 3506–3518 (2013).

Artículo de Google Scholar

Lombard, M. & Wadley, L. Tecnologías de caza durante Howiesons Poort en la cueva Sibudu: lo que revelan sobre la cognición humana en KwaZulu-Natal, Sudáfrica, entre ~65 y 62 ka. En Enfoques multidisciplinarios para el estudio del armamento de la Edad de Piedra (eds Iovita, R. & Sano, K.) 273–286 (Springer, 2016).

Capítulo Google Scholar

Wynn, T. y Coolidge, FL Un encuentro de mentes en la edad de piedra. Soy. Ciencia. 96, 44–51 (2007).

Artículo de Google Scholar

Shillito, LM, Almond, MJ, Wicks, K., Marshall, LJR y Matthews, W. El uso de FT-IR como técnica de detección para el análisis de residuos orgánicos de muestras arqueológicas. Espectroquimia. Acta Parte A 72, 120-125 (2009).

ADS del artículo Google Scholar

Isaksson, S. Guiado por la luz. La rápida caracterización de la materia orgánica antigua mediante FTIR, huellas dactilares por infrarrojos y análisis de conglomerados jerárquicos. Laborativ Arkeologi 12, 35–43 (1999).

Google Académico

Bratchell, N. Análisis de conglomerados. Quimio. Intel. Laboratorio. Sistema. 6, 105-125 (1989).

Artículo de Google Scholar

Dunne, J. Arqueología y análisis de residuos orgánicos: orientación para buenas prácticas (Inglaterra histórica, 2017).

Google Académico

Brown, T. y Brown, K. Arqueología biomolecular. Una introducción (Wiley-Blackwell, 2011).

Reservar Google Académico

Evershed, RP Análisis de residuos orgánicos en arqueología: la revolución de los biomarcadores arqueológicos. Arqueometría 50, 895–924 (2008).

Artículo CAS Google Scholar

Kumarathasan, R., Rajkumar, AB, Hunter, NR y Gesser, HD Autooxidación y amarillamiento del linolenato de metilo. Prog. Res. lipídica. 31, 109-126 (1992).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Casoli, A., Musini, P. & Palla, G. Enfoque cromatográfico de gases-espectrometría de masas al problema de caracterizar medios aglutinantes en pinturas. J. Cromatogr. A 731, 237–246 (1996).

Artículo CAS Google Scholar

Isaksson, S., Olsson, M. y Hjulström, BD engrasaron sus mollejas. Restos de aceite vegetal en cerámica de la Baja Edad del Hierro. El antiguo amigo 100, 179-191 (2005).

Google Académico

Sánchez-Hidalgo, M. et al. D-Pinitol: un ciclitol con actividades biológicas y farmacológicas versátiles. Fitoquímica. Apocalipsis 20, 211–224. https://doi.org/10.1007/s11101-020-09677-6 (2021).

Google Académico

Charters, S., Evershed, RP, Quye, A., Blinkhorn, PW & Reeves, V. Experimentos de simulación para determinar el uso de vasijas de cerámica antiguas: el comportamiento de la cera epicuticular de las hojas durante la ebullición de vegetales de hojas. J. Arqueol. Ciencia. 24, 1–7 (1997).

Artículo de Google Scholar

Steele, V., Stern, B. & Stott, AW ¿Aceite de oliva o manteca de cerdo?: Distinguir aceites vegetales de grasas animales en el registro arqueológico del Mediterráneo oriental mediante cromatografía de gases/combustión/espectrometría de masas de relación isótopa. Comunicacion Rapida. Espectro de masas. 24, 3478–3484 (2010).

Artículo ADS CAS PubMed Google Scholar

Hammann, S., Cramp, L., Whittle, M. y Evershed, R. Degradación del colesterol en cerámica arqueológica mediada por arcilla cocida y prooxidantes de ácidos grasos. Tetraedro Lett. 59(50), 4401–4404 (2018).

Artículo CAS Google Scholar

Harvey, D. & Vouros, P. M. Fragmentación espectrométrica de derivados de trimetilsililo y alquilsililo. Espectro de masas. Rev. 39, 105–211 (2020).

Artículo ADS CAS PubMed Google Scholar

Dauncey, EA y Larsson, S. Plantas que matan. Una historia natural de las plantas más venenosas del mundo (Kew Publishing, 2018).

Google Académico

Erdman, E. y Brown, L. El sistema de receptores de glucósidos cardíacos en el corazón humano. EUR. Corazón J. 4, 61–65 (1983).

Artículo de Google Scholar

Bally, PRO, Mohr, K. & Reichstein, T. Los glucósidos de Acokanthera longiflora. Helv.Chim. Acta 34, 1740-1761 (1951).

Artículo CAS Google Scholar

Verdcourt, B. y Trump, E. Plantas venenosas comunes de África oriental (Collins, 1969).

Google Académico

Morton, J. 1958. Plantas ornamentales con propiedades venenosas. En Actas de la Sociedad de Horticultura del Estado de Florida vol. 71, 372–80 (1969).

Evans, F. Las toxinas irritantes de Blue Euphorbia (Euphorbia coerulescens Haw.). Toxico 16, 51–57 (1978).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Konno, K. Látex vegetal y otros exudados como sistemas de defensa de las plantas: funciones de diversas sustancias químicas de defensa y proteínas contenidas en ellos. Fitoquímica 72, 1510-1530 (2011).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Opferkuch, H. & Hecker, E. Nuevos irritantes diterpenoides de Euphorbia ingens. Tetraedro Lett. 3, 261–264 (1974).

Artículo de Google Scholar

Fourie, L. Notas preliminares sobre determinadas costumbres de los bosquimanos Hei-//om. J. Suroeste Afr. Ciencia. Soc. 1, 49–63 (1926).

Google Académico

Paterson W. Una narración de cuatro viajes al país de los hotentotes y Caffraria. (J. Johnson, 1769).

Mossop, EE El diario de Hendrik Jacob Wikar (1779) (Sociedad Van Riebeeck, 1935).

Google Académico

Hall, I. y Whitehead, R. Estudio farmacobacteriológico de flechas africanas envenenadas. J. Infectar. Dis. 41, 51–69 (1927).

Artículo de Google Scholar

Anbu, JSJ y cols. Efectos analgésicos y antipiréticos de las hojas de Sanseviera trifasciata. África. J. tradición. Complementar. Alternativo. Medicina. 6, 529–533 (2009).

PubMed PubMed Central Google Académico

Robbins, L., Campbell, A., Brook, G., Murphy, M. y Hitchcock, R. La antigüedad del arco y la flecha en el desierto de Kalahari: puntas de hueso del refugio rocoso de White Paintings, Botswana. J. Afr. Arqueol. 10, 7-20 (2012).

Artículo de Google Scholar

Wanless, A. El silencio de la melancolía colonial: la colección Fourie de Khoisan Ethnologica. Tesis doctoral inédita. (Johannesburgo, 2007).

Wanless, A. La colección Fourie de Khoisan Ethnographica: formando un archivo (Universidad de Witwatersrand Press, 2010).

Google Académico

Vinnicombe, P. Un equipo de caza bosquimano de Natal Drakensberg. Ana. Museo de Natal 20, 611–625 (1971).

Google Académico

Mason, R. Kruger Cave (Universidad de Witwatersrand Press, 1988).

Google Académico

Bosc-Zanardo, B., Bon, F. & Fauvelle-Aymar, F. Las flechas bosquimanas y su historia reciente: miradas cruzadas de fuentes históricas, etnológicas y arqueológicas. Palethnologie 1, 341–357 (2008).

Google Académico

Bradfield, J. Identificación de tipos de flechas con punta de hueso en el registro arqueológico del sur de África: la contribución de los estudios de uso-desgaste. J. Afr. Arqueol. 13, 135-147 (2015).

Artículo de Google Scholar

Eggers LF & Schwudke, D. Extracción líquida. En Encyclopedia of Lipidomics (ed. Wenk, M. R) (2016).

Descargar referencias

El permiso para tomar muestras fue otorgado por la Universidad Wits; Museo de Natal; Museo Ditsong de Historia de la Cultura; la Colección Killie Campbell, Universidad de KwaZulu Natal; y el Museo Nacional, Bloemfontein, bajo los permisos #2023 otorgados por la Agencia de Recursos del Patrimonio de Sudáfrica y SAH15/7370 otorgados por Amafa Heritage KwaZulu-Natal.

Financiamiento de acceso abierto proporcionado por la Universidad de Estocolmo.

Laboratorio de Investigación Arqueológica, Departamento de Arqueología y Estudios Clásicos, Universidad de Estocolmo, Estocolmo, Suecia

Sven Isaksson

Departamento de Ciencias Culturales, Facultad de Artes y Humanidades, Universidad Linnaeus, Kalmar, Suecia

Anders Högberg

Instituto de Paleo-Investigación, Universidad de Johannesburgo, Johannesburgo, Sudáfrica

Anders Högberg, Marlize Lombard y Justin Bradfield

También puedes buscar este autor en PubMed Google Scholar.

También puedes buscar este autor en PubMed Google Scholar.

También puedes buscar este autor en PubMed Google Scholar.

También puedes buscar este autor en PubMed Google Scholar.

Todos los autores contribuyeron a la concepción y diseño del estudio. JB probó las colecciones del museo. SI diseñó los experimentos y realizó todos los análisis bioquímicos y estadísticos. SI escribió el primer borrador del manuscrito. AH, JB y ML escribieron secciones del manuscrito. Todos los autores leyeron y aprobaron la versión enviada.

Correspondencia a Sven Isaksson.

Los autores declaran no tener conflictos de intereses.

Springer Nature se mantiene neutral con respecto a reclamos jurisdiccionales en mapas publicados y afiliaciones institucionales.

Acceso Abierto Este artículo está bajo una Licencia Internacional Creative Commons Attribution 4.0, que permite el uso, compartir, adaptación, distribución y reproducción en cualquier medio o formato, siempre y cuando se dé el crédito apropiado al autor(es) original(es) y a la fuente. proporcione un enlace a la licencia Creative Commons e indique si se realizaron cambios. Las imágenes u otro material de terceros en este artículo están incluidos en la licencia Creative Commons del artículo, a menos que se indique lo contrario en una línea de crédito al material. Si el material no está incluido en la licencia Creative Commons del artículo y su uso previsto no está permitido por la normativa legal o excede el uso permitido, deberá obtener permiso directamente del titular de los derechos de autor. Para ver una copia de esta licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/.

Reimpresiones y permisos

Isaksson, S., Högberg, A., Lombard, M. et al. Posibles biomarcadores de venenos para flechas de cazadores-recolectores del sur de África aplicados a muestras etnohistóricas y arqueológicas. Representante científico 13, 11877 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-38735-0

Descargar cita

Recibido: 05 de mayo de 2023

Aceptado: 13 de julio de 2023

Publicado: 23 de julio de 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-38735-0

Cualquier persona con la que compartas el siguiente enlace podrá leer este contenido:

Lo sentimos, actualmente no hay un enlace para compartir disponible para este artículo.

Proporcionado por la iniciativa de intercambio de contenidos Springer Nature SharedIt

Al enviar un comentario, acepta cumplir con nuestros Términos y pautas de la comunidad. Si encuentra algo abusivo o que no cumple con nuestros términos o pautas, márquelo como inapropiado.