Para el cálculo de la edad utilizamos el método de racemización de aminoácidos. Normalmente se analizan mediante un cromatógrafo de gases (GC) o un cromatógrafo de líquidos de alta resolución (HPLC).
Datación por racemización de aminoácidos
Uno de los mayores retos a los que se enfrentan los estudios paleontológicos, arqueológicos, paleoambientales y paleoclimatológicos, entre otros, es la necesidad de situar las observaciones en una escala cronoestratigráfica. Estas reconstrucciones deben lograrse mediante un gran número de métodos de datación en función de la escala temporal, por ejemplo, ESR, OSL, 210 Pb, 14 C o U/Th. Además de ellos, existe el método de racemización de aminoácidos, que se puede aplicar a un gran número de materiales, incluidas las conchas de moluscos y ostrácodos. El método de racemización de aminoácidos es especialmente útil para el rango de edad de 10 5 -10 6 años B.P., que está completamente fuera del rango del método de radiocarbono y parcialmente fuera del del método U/Th. La racemización de aminoácidos también se ha empleado en la datación de materiales del Holoceno, así como muestras más jóvenes del último siglo o décadas (p. ej. Goodfriend, 1991; Goodfriend, 1992; Goodfriend et al., 1992; Goodfriend et al., 1995) e, incluso, en determinaciones forenses de la edad de muerte (Othani et al., 1998).
La base del método se apoya en el hecho de que en la mayoría de los seres vivos los aminoácidos son estereoespecíficos, ...L-aminoácidos (levógiros). Tras la muerte del organismo se produce una transformación progresiva de los L-aminoácidos en D-aminoácidos (dextrógiros) en un proceso denominado racemización, una reacción química aparentemente reversible de primer orden que depende de la temperatura. Cuando la relación D/L se aproxima a 1 el proceso está casi en equilibrio y se alcanza el estado racémico, lo que marca el rango del método. Sin embargo, los aminoácidos con más de un átomo de C quiral en su molécula, como la isoleucina, pueden sufrir un proceso llamado epimerización, que consiste en la transformación del diastiómero L (L-isoleucina) en un diastiómero D diferente (D-Alo-isoleucina) no presente en los seres vivos. En este caso, el equilibrio se alcanza con un valor de la relación D-Alo/L-Ile de 1,3.
Sin embargo, el método de racemización de aminoácidos no es un método de datación numérica en sí mismo. Existen dos enfoques generales para calcular la edad de una muestra. El primero se basa en los efectos del tiempo y la temperatura en el proceso de racemización/epimerización de aminoácidos, que se puede determinar en experimentos de laboratorio a “alta” temperatura. Estos datos, junto con la ecuación del modelo cinético, pueden proporcionar la edad de una muestra si se conoce su historial de temperaturas. El segundo enfoque consiste en la calibración de las relaciones D/L con dataciones numéricas para obtener ecuaciones de cálculo de la edad.
Asimismo, el proceso de racemización depende tanto del género como de la temperatura, por lo que estos algoritmos solo se pueden calcular a partir de muestras ubicadas en áreas con el mismo historial térmico.
La racemización de aminoácidos ofrece algunas ventajas sobre otros métodos de datación. Estos pueden resumirse de la siguiente manera:
1) Diversos materiales, como conchas de moluscos (Bada y Schroeder, 1972; Kriausakul y Mitterer, 1978; Wehmiller y Emerson, 1980; Briham, 1983; Kimber et al., 1986; Hearty et al., 1986; Goodfriend, 1987, 1989, 1991, 1992, entre otros), huesos o dientes (Bada, 1972; Bada et al., 1973; Belluomini, 1981; McMenamin et al., 1982; Julg et al., 1987; Torres et al., 2000, 2002, entre otros), son adecuados para esta técnica.
2) Para el análisis de aminoácidos por cromatografía líquida (HPLC) se requiere una pequeña cantidad de muestra, entre 5 y 10 mg (o incluso menos) (Kaufman y Manley, 1998).
3) Se pueden analizar muchas muestras de un único lecho, lo que permite identificar resultados anómalos y calcular el promedio temporal del evento datado (Kowalewski, 1996, Kidwell, 1998; Kowalewski et al., 1998; Behrensmeyer et al., 2000; Kowalewski y Bambach, 2003).
4) Este método tiene un rango mayor que otros métodos de datación como la técnica de radiocarbono. En la Península Ibérica, el rango del método es de aprox. 1,3 Ma (Torres et al., 1997; Ortiz et al., 2004), pero también funciona muy bien para datar materiales del Holoceno (p. ej., Goodfriend, 1991; Goodfriend, 1992; Goodfriend et al., 1992; Goodfriend et al., 1995).
Ostrácodos
Nuestra experiencia (Ortiz et al., 2000, 2002) indica que los ostrácodos tienen características significativas que los hacen particularmente útiles para la datación por racemización/epimerización de aminoácidos:
- Las valvas de los ostrácodos están compuestas principalmente de calcita con bajo contenido de magnesio (Sohn, 1958; Cadot y Kaesler, 1977; Bordegat, 1979, 1985) e inicialmente racemizan más rápido que los gastópodos (Ortiz et al., 2002).
- En la mayoría de los casos, los ostrácodos son abundantes y constituyen la única fauna fósil presente en los yacimientos, por lo que no se pueden utilizar gasterópodos o bivalvos para obtener una cronología completa y precisa de aminoácidos para una zona determinada.
- La excelente conservación de los aminoácidos en las valvas de los ostrácodos significa que solo se requiere un tamaño de muestra pequeño (10-20 mg) para el análisis por cromatografía de gases.
| Los algoritmos de cálculo de edad para las relaciones D/L de cinco aminoácidos (isoleucina, leucina, ácido aspártico, fenilalanina y ácido glutámico) analizados en ostrácodos continentales se determinaron para el sur y centro de la Península Ibérica y permiten la datación numérica de yacimientos del área mediterránea desde el Pleistoceno inferior hasta la actualidad (Ortiz et al., 2004). |  Fig. AARD1. Gráficos de las relaciones D/L transformadas de la cinética de primer orden de los ostrácodos en función del tiempo (para el ácido glutámico) y en función de la raíz cuadrada del tiempo (para el ácido aspártico). Asp: ácido aspártico; Glu: ácido glutámico. |
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Fig. AARD2 |
Para los gasterópodos terrestres del centro y sur de la Península Ibérica, Torres et al. (1997) establecieron los algoritmos de cálculo de la edad de diferentes aminoácidos (leucina, isoleucina, ácido aspártico, fenilalanina y ácido glutámico) que abarcan desde el presente hasta el Pleistoceno inferior (ca. 1,3 Ma) ( Fig. AARD2 ). |
Utilizando ostrácodos y gasterópodos hemos establecido:
- Cronoestratigrafía de una “sección-estratotipo-compuesta” de 356 m de espesor del dominio este de la Cuenca de Guadix-Baza (SE España), que abarca desde el límite Plioceno/Pleistoceno hasta la parte superior del Pleistoceno Medio (Torres et al., 2004a).
- Cronoestratigrafía de la Cuenca de Padul (SE España), que abarca desde 1 Ma hasta 4,5 ka (Torres et al ., 2004b).
- Yacimientos paleontológicos de la Cuenca de Guadix-Baza (Torres et al ., 1997; Ortiz et al ., 2000)
- Yacimientos paleontológicos de Torralba y Ambrona.
- Terrazas fluviales de travertino del Centro de España (Tajo y Cuenca del Ebro) (Torres et al., 1995, 2005; Ortiz et al., 2009).
- Yacimientos eólicos de Canarias
- Yacimientos arqueológicos (Covaciella, El Sidrón) (Fortea et al., 1995, 2003).
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