Biomechanics, behaviour dynamics and archaeology: Integrative attempts to study animal domestication and husbandry

Abstract

Aquesta tesi està centrada en l’estudi dels inicis de la ramaderia. En concret, s’avalua la gestió de la mobilitat dels primers ramats de bovins domèstics, especialment en si l’aprofitament de la força animal fou un aspecte essencial en aquestes economies. Per fer-ho, s’han estudiat tres jaciments neolítics que permeten abordar el tema diacrònicament i sincrònica. Tell Halula (Síria) és un jaciment amb una ocupació continuada durant més de 2000 anys on s’assisteix a l’adopció de la ramaderia d’aquesta espècie i la seva consolidació. La Draga (Banyoles) és un jaciment lacustre amb una conservació idònia de la matèria orgànica. Cova de les Pixarelles (Tavertet) se situa en un entorn abrupte i escarpat, que contrasta amb l’ambient lacustre de Banyoles, òptima per avaluar com les variables antròpiques, ecològiques i topogràfiques van influir en les característiques biomecàniques dels bòvids neolítics. El treball amb jaciments dels dos extrems del Mediterrani també ha permès analitzar un cas de domesticació autòctona (Tell Halula) i un segon cas en què l’espècie arriba de forma domèstica (la Draga). D’acord amb la problemàtica històrica definida, s’ha treballat amb dues de les espècies animals amb un paper rellevant a les pràctiques ramaderes prehistòriques, i que són claus per a la comprensió del Neolític: els bovins i els suins. La gestió d’aquestes espècies és un element important del procés de neolitització i va contribuir significativament al canvi econòmic, social i ideològic durant la Revolució Neolítica. A partir de l’anàlisi de les restes de Bos taurus, s’ha abordat la qüestió dels orígens de l’explotació de l’energia animal. L’ús de la força animal va suposar una innovació important pel que fa al moviment i a les tasques que impliquen una quantitat significativa de força. Des del punt de vista econòmic, va permetre augmentar la productivitat, aplicar tècniques agrícoles més intensives i recórrer distàncies més llargues transportant càrregues. Aquestes innovacions van suposar potents accions i pressions selectives sobre els animals, fins a aconseguir animals plenament especialitzats en aquestes activitats. En el cas del porc, s’ha creat un referencial de porcs senglars per a la investigació sobre la domesticació i la ramaderia d’aquesta espècie. La col·lecció de referència inclou 50 senglars d’edat, sexe i origen coneguts, amb la intenció d’examinar la influència del sexe i l’edat en la variabilitat morfològica. Fins ara, aquesta col·lecció és l’única d’aquestes característiques a la Península Ibèrica. La seva caracterització exhaustiva basada en la morfometria geomètrica constitueix una aportació original i un instrument de gran valor per a la investigació arqueozoològica i la domesticació d’aquesta espècie. S’han dissenyat i desenvolupat noves eines analítiques que faciliten l’anàlisi dels materials arqueològics en totes les seves dimensions, contribuint als avenços metodològics i tècnics en arqueologia. Així, s’ha desenvolupat un programari de codi obert, ArchaeoToolbox, que permet fer morfometria geomètrica en 3D. ArchaeoToolbox permet digitalitzar punts de referència, semipunts de referència corbs i superficials, anàlisis de Procrustes completes i parcials, anàlisis de components principals dels residus de Procrustes, destacar els punts de referència més importants de cada morfoespai i crear mapes tèrmics exportables per mostrar disparitats morfològiques. Aquest treball ha posat a prova l’abast de la morfometria geomètrica i l’anàlisi d’elements finits per investigar la proporció desconeguda de variància en les dades zooarqueològiques. La flexibilitat de la morfometria geomètrica per detectar canvis en els patrons morfològics, com la disminució o exageració d’una asimetria estructural, s’ha utilitzat amb èxit per destacar els canvis induïts per les comunitats neolítiques al mecanoambient dels bovins neolítics i separar-los dels efectes dels factors anatòmics. L’aplicació de l’anàlisi d’elements finits ha permés verificar si les disparitats observades als residus de Procrustes tenen l’origen en activitats relacionades amb la ramaderia inicial.

Esta tesis se centra en el estudio de los inicios de la ganadería. En concreto, se evalúa la gestión de la movilidad de los primeros rebaños de bovinos domésticos, especialmente en si el aprovechamiento de la fuerza animal fue un aspecto esencial en estas economías. Para ello, se han estudiado tres yacimientos neolíticos que permiten abordar el tema diacrónica y sincrónica. Tell Halula (Siria) tiene una ocupación continuada durante más de 2000 años donde se asiste a la adopción de la ganadería de esta especie y su consolidación. La Draga (Banyoles) es un yacimiento lacustre con una conservación idónea de la materia orgánica. Cova de las Pixarelles (Tavertet) está en un entorno abrupto y escarpado, que contrasta con el ambiente lacustre de Banyoles, óptimo para evaluar cómo las variables antrópicas, ecológicas y topográficas influyeron en las características biomecánicas de los bóvidos neolíticos. El trabajo con yacimientos de ambos extremos del Mediterráneo también ha permitido analizar un caso de domesticación autóctona (Tell Halula) y uno de adopción de la forma doméstica (Draga). De acuerdo con la problemática histórica definida, se ha trabajado con bovinos y suinos, dos de las especies animales involucradas en las prácticas ganaderas prehistóricas, y claves para entender el Neolítico. Su gestión contribuyó significativamente al cambio económico, social e ideológico en la Revolución Neolítica. Con el análisis de Bos taurus, se ha abordado los orígenes de la explotación de la energía animal. El uso de la fuerza animal supuso una innovación importante en lo que se refiere al movimiento ya las tareas que implican una cantidad significativa de fuerza. Desde el punto de vista económico, permitió aumentar la productividad, aplicar técnicas agrícolas más intensivas y recorrer distancias más largas transportando cargas. Estas innovaciones supusieron potentes acciones y presiones selectivas sobre los animales, hasta conseguir animales plenamente especializados en estas actividades. En el caso del cerdo, se ha creado un referencial de jabalíes para la investigación sobre la domesticación y la ganadería de esta especie. La colección de referencia incluye 50 jabalíes de edad, sexo y origen conocidos, con la intención de examinar la influencia del sexo y la edad en la variabilidad morfológica. Hasta ahora, esta colección es la única de estas características en la Península Ibérica. Su exhaustiva caracterización basada en la morfometría geométrica constituye un aporte original y un instrumento de gran valor para la investigación arqueozoológica y la domesticación de esta especie. Se han diseñado y desarrollado nuevas herramientas analíticas que facilitan el análisis de los materiales arqueológicos en todas sus dimensiones, contribuyendo a los avances metodológicos y técnicos en arqueología. Así, se ha desarrollado un software de código abierto, ArchaeoToolbox, que permite realizar morfometría geométrica en 3D. ArchaeoToolbox permite digitalizar puntos de referencia, semipuntos de referencia curvos y superficiales, análisis de Procrustas completas y parciales, análisis de componentes principales de los residuos de Procrustes, destacar los puntos de referencia más importantes de cada morfoespacio y crear mapas térmicos exportables para mostrar disparidades morfológicas. Este trabajo ha puesto a prueba el alcance de la morfometría geométrica y el análisis de elementos finitos para investigar la proporción desconocida de varianza en los datos zooarqueológicos. La flexibilidad de la morfometría geométrica para detectar cambios en los patrones morfológicos, como la disminución o exageración de una asimetría estructural, se ha utilizado con éxito para destacar los cambios inducidos por las comunidades neolíticas en el mecanoambiente de los bovinos neolíticos y separarlos de los efectos de los factores anatómicos. La aplicación del análisis de elementos finitos ha permitido verificar si las disparidades observadas en los residuos de Procrustes tienen su origen en actividades relacionadas con la ganadería inicial.

This thesis focuses on studying early husbandry practices. Specifically, the management of the mobility of the first herds of domestic bovines is evaluated, especially if the use of animal power was an essential aspect in these economies. To do this, three Neolithic sites have been studied that allow addressing the diachronic and synchronous issue. Tell Halula (Syria) has a continuous occupation for more than 2000 years where the adoption of the livestock of this species and its consolidation is witnessed. La Draga (Banyoles) is a lake site with ideal conservation of organic matter. Cova de las Pixarelles (Tavertet) is in an abrupt and steep environment, which contrasts with the lake environment of Banyoles, optimal for evaluating how anthropogenic, ecological and topographic variables influenced the biomechanical characteristics of Neolithic bovids. Working with samples from both ends of the Mediterranean allowed analysing a case of autochthonous domestication (Tell Halula) and one of adoption of the domestic form (Draga). In accordance with the defined historical problems, work has been done with bovines and pigs, two of the animal species involved in prehistoric livestock practices, and keys to understanding the Neolithic. His management contributed significantly to the economic, social and ideological change in the Neolithic Revolution. With the analysis of Bos taurus, the origins of the exploitation of animal energy have been addressed. The use of animal power was a major innovation when it comes to movement and tasks that involve a significant amount of force. From an economic point of view, it made it possible to increase productivity, apply more intensive agricultural techniques and travel longer distances transporting loads. These innovations implied powerful actions and selective pressures on the animals until fully specialized animals were obtained in these activities. In the case of the pig, a wild boar reference has been created for research on the domestication and livestock of this species. The reference collection includes 50 wild boars of known age, sex and origin, with the intention of examining the influence of sex and age on morphological variability. Nowadays, this collection is the only one of these characteristics in the Iberian Peninsula. Its exhaustive characterization based on geometric morphometry constitutes an original contribution and an instrument of great value for archaeozoological research and the domestication of this species. New analytical tools have been designed and developed that facilitate the analysis of archaeological materials in all their dimensions, contributing to methodological and technical advances in archaeology. Thus, this work has designed "ArchaeoToolbox", an open-source software that allows performing geometric morphometrics in 3D. ArchaeoToolbox allows digitizing landmarks, curved and surface semi-landmarks, full and partial Procruste analysis, principal component analysis of Procrustes residues, highlighting the most important landmarks in each morphospace, and creating exportable heatmaps to show morphological disparities. This work has tested the power of geometric morphometry and finite element analysis to investigate the unknown proportion of variance in zooarchaeological data. The flexibility of geometric morphometry to detect changes in morphological patterns, such as the decrease or exaggeration of a structural asymmetry, has been used successfully to highlight changes induced by Neolithic communities in the Neolithic bovine mechanoenvironment and to separate them from the effects of anatomical factors. The application of finite element analysis has made it possible to verify if the disparities observed in the Procrustes residues originate in activities related to the initial livestock.