los aminoácidos en el registro geológico: aplicaciones en datación

vvv 1

LOS AMINOÁCIDOS EN EL REGISTRO GEOLÓGICO: APLICACIONES EN DATACIÓN.

1

� PROTEÍNAS� POLIPÉPTIDOS� PÉPTIDOS� AMINOÁCIDOS LIBRES� Fumarolas� Meteoritos� Espacio

EN LOS SERES VIVOS:EN LOS SERES VIVOS:PARTES BLANDASPARTES BLANDASEXOESQUELETO-EXOESQUELETO-

ENDOESQUELETOENDOESQUELETO

2

DATACIÓN POR DATACIÓN POR RACEMIZACIÓN DE RACEMIZACIÓN DE AMINOÁCIDOSAMINOÁCIDOS

� Pro� Ala� Val� Hyp� His� Arg� Thr� Tyr� Met� Lys

� Asp +Asn� Glu + Gsn � Leu� Ile� Phe� Ser� Gly

3

Quiralidad = Propiedad de algunas moléculas de existir en dos formas que son imágenes especulares que no se pueden superponerLos aminoácidos pueden existir en dos formas quirales /enantiómeros

4

� En casi todos los seres vivos los aminoácidos son levógiros. (L-aminoácidos)

� En algunas bacterias dominan los aminoácidos dextrógiros (D-aminoácidos) en las paredes celulares (peptidoglicanos).

Datación por Datación por racemización de racemización de aminoácidosaminoácidos

5

� Después de la muerte* comienza la racemización.

� Equilibrio cuando D/L = 1 (rac.); D/L = 1.3 (epimerizacion-Isoleucina)

L-enantiomero D-enantiomero


6

La racemización (L→D) es una consecuencia del “envejecimiento” de las proteínas

L D

Edad de la proteína

Rac

emiz

ació

nEn tejidos vascularizados los aminoácidos D son reemplazados por L

Recambio

Recambio

Sin Recambio

7

Reacción química de Reacción química de primer orden dependiente primer orden dependiente de la temperatura.de la temperatura.

Ln [(1+D/L)/(1-D/L)]-C = (1+K’)KLt

• C: constante experimental

• KL:constante de equilibrio

• K’ = KL/KD

• t = tiempo 8

LA INCERTIDUMBRE DE LA MEDIDA

9

F A C T O R 1F A C T O R 2

F A C T O R 3F A C T O R 4

F A C T O R 5

F A C T O R 6

C V 3 %C V ~ 8 %

C V ~ 1 2 %C V ~ 3 0 %

C V *

C V *

E D A D " A "

e r r o ra n a l í t i c o

v a r i a c i ó n i n t r a f ó s i l

v a r i a c i ó n e n t r ee j e m p l a r e s d e u n a m i s m ae s p e c i e

e f e c t o

d e l o s

g é n e r o s

E f e c t o s o v a r i a c i ó n n a t u r a l d e n t r o d e l d e p ó s i t o d e b i d o a :a : r e t r a b a j a m i e n t o ( b i o c e n o s i s v s . t h a n a t o c e n o s i s )b : v a r i a c i o n e s l o c a l e s o d e p e q u e ñ a e s c a l a d e l a s c o n d i c i o n e s d i a g e n é t i c a sc : e r o s i ó n y e x p o s i c i ó n a l o s a g e n t e s e x t e r n o sd : c o n t a m i n a c i ó n

V a r i a c i o n e s e n t r e l o c a l i d a d e s d i s t i n t a s d e b i d a s a :

a : v a r i a c i o n e s r e g i o n a l e s d e l a s c o n d i c i o n e s d i a g e n é t i c a s

b : d i f e r e n c i a s r e g i o n a l e s e n t r e m e d i o s m e t e o r i z a n t e s

E r r o rA n a l í t i c o

E r r o r e s d e l a m u e s t r a : P u n t o a i s l a d o

E r r o r e s d e l a m u e s t r a : A m i n o e s t r a t i g r a f í a a n i v e l r e g i o n a l

Res

oluc

ión

del m

étod

oR

atio

D/L

Am

inoá

cid

o

1

E r r o r d e l a M u e s t r a

2


10

Corona raíz

enamel

Agujero estándar2mm externos rechazados

Cavidaddental

dentineABCD

E

0,25

0,20

0,15

0,10

0,05

0,00

Ursus spelaeus

ca.

Ros. HeinCueva de El Reguerillo (Patones, Madrid)

150 ka

0,30

0,35

0,40

0,25

0,20

0,15

0,10

0,05

0,00

Ursus spelaeus

ca.

Ros. HeinCueva de Lezetxiki (Guipúzcoa)

60 ka

0,30

0,35

0,40

1250

0

2500

625

312

1875

TOTAL ASPD/L ASP

0,25

0,20

0,15

0,05

0,00

Ursus deningeri

ca.

Von Reich.Sima de los Huesos (Atapuerca, Burgos)

320 ka

0,30

0,35

0,40 2500

312

1250

1875

0,10 625

1250

0

2500

625

1875

1562

937

312

2187

2187

1562

937

0

1562

937

2187

cemento


11


12


13

Península Ibérica: 1.3 Ma;Islas Canarias: 250 ka

LA HISTORIA TÉRMICA

14

VentajasVentajas

� Diversos materiales� Supera ampliamente el límite de

datación de 14C y U/Th.� Pequeña cantidad de muestra� Barato, muchas muestras� “Time-averaging”


15

ProblemasProblemas

� Contaminación antigua

� Contaminación reciente

� Diagénesis� Retrabajamiento


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•Restos de invertebrados: moluscos, crustáceos, foraminíferos

•Restos de vertebrados: dientes y huesos

•Vegetales (carofitas y tejidos de plantas superiores)

•Sedimentos marinos y lacustres, espeleotemas

•Suelos y paleosuelos


17

Cromatógrafo de gases HP-5890 Series II


18

Cromatógrafo de líquidos de altas prestaciones HPLC-1100


19


20

CONTROL DE LA

CONTAMINACIÓN


21


22


� Aminoestratigrafía

� Aminocronología

23

AMINOESTRATIGRAFÍA


24

• Datación relativa.

• Situar en orden estratigráfico localidades geológicas y paleontológicas de acuerdo a los ratios D/L obtenidos en el mismo grupo de fósiles.

•Todas las muestras debe haberse preservado bajo condiciones ambientales e historias térmicas similares

• Aminozonas


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•Dependiente del género

•Ratios racemización A. A. sólo se pueden usar en zonas con las misma historia térmica → las condiciones palaeoambientales juegan un papel muy importante


26

AMINOCRONOLOGÍA


27

AminocronologíaAminocronología

� Conversión de los ratios D/L de los aminoácidos en edades numéricas

� Calibración

28

Modelos de racemización/epimerización� Ensayos de laboratorio• Ecuación de la cinética

� Basados en muestras calibradas• Cinética reversible de primer orden (FOK)• Cinética parabólica aparente (APK)• Otros modelos


29

Torres et al. Org. Geochem. 1997


Algortimos de cálculo de edadAminoácidos lentos vs.rápidos

CASOS


31

APLICACIONES EN CIENCIA FORENSE


32

Datación por racemización Datación por racemización de aminoácidosde aminoácidos

33

Cuenca de Guadix-BazaCuenca de Guadix-Baza


34


35

Venta Micena: 1095± 55 ka

Cúllar-Baza I: 476±24 kaHuéscar I: 491± 84 ka

Fuente Amarga I: 337± 15 kaSolana Zamborino: 318± 67 ka

Fuente Nueva-2: 570 ± 40 ka

Terraza fluvial: 239± 47 ka

V. Micena-2: 468± 54 ka

36

PALEOMAGNETISMO

Matuyama (-)

OlduvaiChron

Bru nhes (+ )

Emperor or LakeBiwa III Chron ?

CTB CNOR

+-

δ18 0O ( / PDB)00

ESPESO R (metros)

1.77 Ma (pm)

4

2

0

-2

-4

-6

-80 50 100 150 200 250 300 350

Cristales yeso intrasedimentario 1008 125 ka±

1012 169 ka±

743 88 ka±

736 115 ka±

409 95 ka±

407 58 ka±

737 68 ka±

863 173 ka±

517 56 ka±

279 77 ka±

389 62 ka±

339 68 ka±

1 GranP. Frío húmedo

st 2º Gran P.Frío y Húmedo

3 Gran P.Frío y Húmedo

e r1 Gran PeríodoCálido y Seco

er 2º Gran P.Cálido ySeco

4ºG.P. Fy H.

4º Gran P.Cálido ySeco

3 GranP. Cálidoy Seco

e r


AMINOESTRATIGRAFÍA DE LAS TERRAZAS MARINAS

DEL LITORAL MEDITERRÁNEO

PENINSULAR ESPAÑOL


38


39


40

AMINOESTRATIGRAFÍA Y DATACIÓN DE LAS

TERRAZAS TRAVERTÍNICAS DE PRIEGO (CUENCA)


41

274 ± 10 ka


44

AMINOCRONOLOGÍA DEL HUMEDAL DE PEGO

(ALICANTE)


46

Barrier(Restinga)

47


FORMACIONES EÓLICAS DE LAS ISLAS ORIENTALES DEL

ARCHIPIÉLGO CANARIO


49

Islote de La Graciosa


50

AminostratigrafíaAminostratigrafía


51

AMINOZONASAMINOZONAS


52


POBLACIONES IBÉRICAS DE Ursus deningeri y Ursus spelaeus


53

Acumulación de restos de oso de las cavernas (Ursus spelaeus) en la cueva de Amutxate (Navarra).


E x c . T o r r e s 1 9 7 1 - 1 9 7 3E L R E G U E R I L L O C A V E

E x c . T o r r e s - C a n u d o 1 9 9 5

C O R O T R A C I T O C A V E

E x c . V i l l a l t aB U N I C A C A V E

E x c . T h o m a sF . V i l l a l t a 1 9 5 7

E L T O L L C A V E

E x c . L a b o r d eE l o s e g u i 1 9 4 7

T R O S K A E T A C A V EE x c . B a r a n d i a r á nA l t u n a 1 9 6 9 - 1 9 7 5

E K A I N C A V E

E x c . T o r r e s 1 9 7 5

A R R I K R U T Z C A V EE x c . B a r a n d i a r á n A l t u n a 1 9 5 6 - 1 9 6 8

L E Z E T X I K I C A V E

E x c . T o r r e s 1 9 9 9A M U T X A T E C A V E

E x c . T o r r e s 1 9 9 2S A N T A I S A B E L C A V E

E x c . M e i j i d eF u e n t e s 1 9 8 1

L A P A S A D A C A V E

E x c . T o r r e s 1 9 7 6

M A Y O R C A V E

E x c . T o r r e s 1 9 9 3 - 1 9 9 4C U E T O D E L A L U C I A C A V E

E x c . T o r r e s 1 9 9 1 - 1 9 9 2E I R Ó S C A V E

U. spelaeus

U. deningeri

55

Reguerillo cave (Madrid) 56

Aminoestratigrafía de yacimientos de oso


57

DATACIÓN DE RESTOS DE HOMÍNIDOS DE LA CUEVA DE

EL SIDRÓN


59


60

Primeras dataciones por 14C AMS de El Sidrón (Asturias)

Nº muestra Inventario Laboratorio Método Muestra Edad (B.P.)

SID-0/BS011 IAF AA20283 14CAMS Hueso Colag. Insuf.

SID-2A 441 GX-30241 14CAMS Diente 11,289 ± 79

SID-3A 531 GX-30242 14CAMS Diente 10,340 ± 70

61

El Sidrón-Cepaea nemoralis (AARD)

39 ± 7 ka62

Actividad InvestigadoraActividad Investigadora

44 ± 8 ka

63

14.200


64


ALGUNAS “PIFIAS”

CUEVA DE EL SALT (ELX)

CUEVA DEL CAMINO (PINILLA DEL VALLE, MADRID)

ALGUNAS “NO PIFIAS”

CUEVA DE LOS APRENDICES


GRACIAS POR SU ATENCIÓN

los aminoácidos en el registro geológico: aplicaciones en datación

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