Tècniques analítiques per a l’estudi de les fibres vegetals com a primera matèria. Propostes metodològiques

Introducció

Fibres vegetals i classificació

Les fibres vegetals són conjunts de cèl·lules associades a funcions de sustentació i al transport d’aigua i nutrients a través de les estructures de les plantes. La seva composició es basa en concentracions variables de lignina i cel·lulosa, cosa que els confereix diferents, com durabilitat, flexibilitat o resistència (Vydal/Hormozábal 2016).

Es tracta d’elements que s’han utilitzat des de la prehistòria per confeccionar objectes amb diferents funcions, per la qual cosa han estat presents a la vida quotidiana de les poblacions humanes des dels seus orígens fins a l’actualitat (Kuoni 1981). Aquests materials han ocupat un lloc privilegiat a la cultura material de les poblacions de tot el món, ja que han constituït una matèria primera bàsica per a la manufactura de gran varietat d’utensilis d’usos molt variats en forma de corderia, cistelleria, calçat i teixits, entre altres (Adovasio/Soffer/Page 2008; Hurcombe 2014).

L’origen de les fibres vegetals és natural i s’extreuen d’una gran varietat de plantes vasculars –aquelles que presenten un teixit especialitzat en el transport d’aigua i nutrients anomenat teixit vascular–, malgrat que no totes són vàlides per extraure’n fibra. Per entendre la classificació dels organismes vegetals, les plantes vasculars es divideixen en dos grups, depenent de si presenten flor, el grup de les anomenades gimnospermes (sense flor) i el de les angiospermes (amb flor). Les segones, al seu torn, es divideixen en monocotiledònies i dicotiledònies, segons el nombre de fulles naixents a la llavor més basal. En plantes madures i des d’un punt de vista més histològic, observem que les monocotiledònies presenten un creixement primari i no són llenyoses. En un tall transversal de la tija o fulla de la planta, s’observen els feixos vasculars individualitzats entre ells i repartits per tota la tija. En el cas de les dicotiledònies, s’observa la reorganització del teixit vascular en forma d’un anell al voltant de la tija, que s’origina durant el creixement secundari que pateixen. Mitjançant aquest creixement desenvolupen el que comunament coneixem com l’escorça, per la qual cosa són el que anomenem plantes llenyoses (Evert 2006).

Com ja hem esmentat, es pot extreure fibra vegetal de diferents famílies, però també de diferents parts de la planta. Es poden obtenir de les fulles, les tiges, les llavors, els fruits i fins i tot de les arrels, i es poden classificar segons aquest origen.

També es diferencien en dos grans grups en funció de les característiques físiques, tècniques i químiques: fibres dures i fibres toves. Les fibres dures són principalment les fulles de monocotiledònies com l’espart (Stipa tenacissima), la iuca (Yucca sp.) o el sisal (Agave sp .), així com les júncies (família Cyperaceae). L’ús d’aquestes fibres s’ha centrat sobretot en la producció de corderia, cistelleria i calçat. D’altra banda, les fibres toves es troben bàsicament a les tiges de dicotiledònies, entre les quals s’inclouen el lli (Linum usitatissimum), el jute (Corchorus capsularis), el cànem (Cannabis sativa) o l’ortiga (Urtica sp.), i es coneixen com a fibres liberianes o bast fibres en anglès. Es tracta de fibres que requereixen un processament més costós i elaborat que el de les monocotiledònies. S’han utilitzat principalment per a la producció de teixits, útils per a vestimentes.

Aquesta classificació depèn del punt de vista de l’artesà, ja que també es consideren fibres vegetals les branques joves de diferents arbres com el salze (Salix sp.), que és el que coneixem com vímet, l’avellaner (Corylus avellana), les fibres liberianes del til·ler (Tilia sp.) o les tiges de la canya, com l’Arundo donax o el Phragmites australis.

El registre de fibres vegetals a arqueologia

Els objectes fets amb fibres vegetals són poc freqüents en el registre arqueològic i la seva conservació tan sols es dona en condicions de preservació molt concretes, com la carbonització, la deshidratació o la saturació en aigua. És per això que el coneixement que tenim actualment sobre aquestes produccions en el passat és parcial i es restringeix a unes àrees geogràfiques i cronologies concretes. Aquesta manca de registre és perquè es tracta d’una cultura perible, i es postula que, en el passat, la seva presència havia de ser molt més gran que el registre que en conservem (Hurcombe 2014).

A tall d’exemple, al sud d’Europa, hi ha alguns casos de cistelleria i corderia. Les restes més antigues són les restes mesolítiques de les Coves de Santa Maira (Alacant; ca. 11200-8200 cal BC), que corresponen a tres fragments de cordes d’espart carbonitzades (Aura Tortosa et al. 2019); el conjunt d’objectes d’espart mesolítics i neolítics procedents de la Cueva de los Murciélagos (Granada; 7986-3740 cal BC) (Martínez-Sevilla et al. 2023) conservats per dessecació, i les restes del neolític antic recuperades en condicions de saturació en aigua del jaciment de La Marmotta (ca . 5840-5010 cal BC; Itàlia) (Mineo et al. 2023) i el conjunt de cistelleria i corderia fet de monocotiledònies i dicotiledònies del jaciment de La Draga (Girona; 5207-4862 cal BC) (Herrero-Otal/Romero-Brugués/Piqué 2021; Romero-Brugués/Piqué/Herrero-Otal 2021a). Un altre exemple són les restes de ciperàcies de les Coves del Fem (Tarragona; 6065-4545 cal BC) conservades per carbonització i dessecació (Herrero-Otal/Romero-Brugués/Piqué 2021; Romero-Brugués et al. 2021b).

Tot i així, a causa del predomini d’un clima semiàrid a la península Ibèrica, la major part del registre de fibres que es conserva és a la regió sud-est, per dessecació dels materials. És a partir del calcolític i l’edat del bronze que els jaciments en què apareix el registre de fibres vegetals són una mica més representatius. Alguns exemples d’aquest registre són els fragments tèxtils de lli procedents de la Cueva de Peñacalera (Còrdova; ca. 3462-3163 cal BC) (Gleba et al. 2021), o els objectes recuperats a Cabezo Redondo (Alacant, 2429-2065 cal BC), Ifré (Almeria, 2360-1910 BC) (Alfaro Giner 1984), Las Angosturas (Granada, 2350-1919 BC) (Cacho et al. 1996) o Castellón Alto (Granada, 1900-1600 cal. BC) (Molina et al. 2003), entre altres.

Tècniques d’anàlisi

Les col·leccions de referència o catàleg d’espècies: la base de tota anàlisi

Tot i que hi ha diversitat de tècniques per estudiar les fibres vegetals com a matèria primera per a la fabricació d’estris, una part fonamental de l’estudi –igual que passa en altres branques de la investigació arqueobotànica– és la creació d’una col·lecció de referència. Es tracta de material modern que permet comparar les restes arqueològiques amb espècies actuals i així plantejar-ne possibles identificacions. El material de referència ha de ser específic per als materials d’estudi i ha de tenir en compte la cronologia i el lloc de procedència. En aquest sentit, les col·leccions de referència per a l’estudi de fibres vegetals utilitzades com a matèries primeres han d’incloure espècies que s’utilitzin en artesanies d’aquest tipus. Així doncs, els estudis etnogràfics i el coneixement popular són clau, a més d’altres anàlisis arqueobotàniques prèvies de la zona d’estudi, si n’hi ha.

La col·lecció de referència a la península Ibèrica, durant la prehistòria i protohistòria, per a l’ús de fibres vegetals en artesanies diverses inclouria plantes com les júncies, l’espart i altres cereals quant a les monocotiledònies i també el til·ler, l’avellaner, el salze, l’ortiga, el lli i el cànem pel que fa a les dicotiledònies. L’anàlisi dels materials de referència és una feina continuada, ja que es va ampliant a mesura que es va desenvolupant l’estudi, a més d’anar acompanyades de literatura especialitzada. Hi ha col·leccions de referència publicades en línia i d’accés lliure, com són la Fiber Reference Image Library (FRIL), liderada per l’Ohio University (fril.osu.edu), o la Fibres in Ancient European Tèxtils (FIBRANET), creada pel Centre for Tèxtil Research de la Københavns Universitet (netlearning.gr/fibranet).

Com s’ha comentat anteriorment, hi ha diferents tècniques d’anàlisi que permeten conèixer la matèria primera que s’ha utilitzat per a la producció d’utensilis de fibres vegetals. L’ús d’aquestes metodologies d’anàlisi depèn de diferents aspectes. Alguns estan relacionats directament amb la mostra –l’estat de preservació i conservació dels materials–, la possibilitat de mostreig i destrucció de la mostra. A més, depèn de l’objectiu de l’estudi, de com es desenvoluparà i de l’accessibilitat a infraestructures. El gran ventall de tècniques pot abastar des de les més accessibles per a la majoria dels investigadors i laboratoris, fins a les anàlisis més complexes, que requereixen instal·lacions més sofisticades i específiques. Aquestes tècniques no són excloents entre elles i és interessant poder aplicar-ne diverses per aconseguir resultats més detallats o encertats.

A continuació, es presenten diferents metodologies que s’han utilitzat al llarg de la investigació arqueològica per a l’estudi de les matèries primeres dels objectes manufacturats amb fibres vegetals, o d’altres que podrien tenir aplicació en aquest aspecte de la investigació arqueològica.

Microscòpia òptica i electrònica

La microscòpia –òptica i electrònica– és la tècnica més utilitzada per identificar matèries primeres. El que esperem veure són fulles o tiges de plantes que s’han fet servir per elaborar objectes. Això ens permet veure característiques histològiques del tall transversal i de l’epidermis. Al tall transversal veurem principalment la disposició i característiques del teixit vascular (xilema i floema), acompanyat de les fibres d’esclerènquima, juntament amb el teixit parenquimàtic, entre altres. A l’observació de l’epidermis observarem les cèl·lules epidèrmiques i els estomes, involucrats en la transpiració cel·lular. Les identificacions i descripcions histològiques es basaran en la comparació amb col·leccions de referència de materials moderns que s’han comentat anteriorment i amb bibliografia especialitzada en fisiologia i histologia vegetal.

A tall d’exemple, aquesta metodologia va permetre identificar tres famílies de monocotiledònies (Poaceae, Cyperaceae i Typhaceae) i de dicotiledònies com el til·ler (Tilia sp.) i l’ortiga (Urtica sp.) per a la confecció de cistells i cordes al jaciment neolític de La Draga (5207-4862 cal BC; Banyoles, Girona). A més, es va identificar la selecció del til·ler per confeccionar una part concreta dels cistells i per produir cordes, juntament amb l’ortiga (figura 1) (Herrero-Otal/Romero-Brugués/Piqué 2021; Herrero-Otal et al. 2023). Diversos autors combinen la microscòpia òptica amb l’electrònica. Aquesta tècnica és vàlida per a l’anàlisi de restes carbonitzades, però en el cas de materials saturats en aigua es fa més complex, ateses les condicions de buit a què treballen aquests dispositius, com les restes de xarxes de pesca –probablement d’ortiga– del jaciment mesolític de Zamostje II (Rússia) (Berihuete-Azorín et al. 2023). Altres exemples de l’ús de la microscòpia òptica i electrònica són els treballs de Borojevic i Mountain (2013) i Martínez-Sevilla et al. (2023) per a restes dessecades, els d’Aura Tortosa et al. (2019) per a restes carbonitzades i els de Romero-Brugués et al. (2022) per a restes dessecades i carbonitzades.

Tot i així, l’ús de la microscòpia té certa limitació, i és que en molts casos les característiques anatòmiques se solapen entre espècies d’una mateixa família o gènere, cosa que dificulta la identificació dels materials. Això també passa entre les fibres liberianes, que, com s’ha comentat amb anterioritat, són aquelles que provenen de la part interna de l’escorça de plantes dicotiledònies. Les característiques que comparteixen les fibres catalogades com a bast fibres fa que la seva determinació sigui complexa, malgrat que s’han descrit algunes proves per poder identificar-les, com la prova d’Herzog.

La prova d’Herzog (Herzog test o Red Plate test) és una prova empírica per determinar l’orientació fibril·lar de l’estructura interna de les fibres liberianes mitjançant l’ús d’un microscopi òptic acoblat a un filtre de llum polaritzada (figura 2). Diferències a l’orientació permeten diferenciar la planta d’origen, com ara el cànem del lli. Altres investigadors estudien les seccions transversals de les bast fibres, tot i que cap es postula com l’únic mètode d’identificació (Lukesová/Holst 2021). Els darrers treballs ressalten la necessitat de combinar diferents proves per millorar-ne la identificació, malgrat que es podria estendre a la determinació de fibres en general (Bergfjord/Holst 2010; Haugan/Holst 2013; Haugan/Holst 2014; Suomela/Vjanto/Räisänen 2018).

El desenvolupament continu de tècniques aplicables a la identificació de fibres fa que en els darrers anys s’hagin anat actualitzant treballs antics. Un exemple és el cas dels teixits de Çatalhöyük (Turquia), identificats com a lli o llana al principi, però recentment determinats com a fibres extretes de l’escorça de roure (Quercus) sp.) i fulles de gramínies (Poaceae/Gramineae) (Rast-Eicher/Karg/Bender 2021). Aquest treball ressalta que el líber dels arbres s’ha passat per alt en la identificació de les fibres, a excepció d’algunes espècies, com ara el til·ler, sobretot al nord d’Europa.

Anàlisi de fitòlits

L’anàlisi de fitòlits relacionats amb les fibres juntament amb la dels sediments, estructures, sitges i forns també proporciona informació sobre fibres que no s’han conservat. Ryan (2011) i Wendrich i Ryan (2013) analitzen els fitòlits relacionats amb estructures tipus sitja al jaciment de Çatalhöyük (Turquia) (figura 3). Aquestes investigadores determinen que es van fer servir fins a quatre espècies vegetals diferents per a la fabricació d’estris domèstics fets de fibres vegetals, i que van ser reutilitzats en contextos funeraris. Les autores adverteixen de la problemàtica de l’anàlisi de fitòlits per a l’estudi d’aquests materials, i és que algunes de les plantes usades produeixen pocs fitòlits, com les dicotiledònies, per la qual cosa és possible que hi hagi una infrarepresentació dels objectes fets de fibres mitjançant aquest anàlisi.

Tomografia computeritzada

La tomografia computeritzada (CT), o més concretament la microtomografia computeritzada (micro-CT), és una tècnica d’imatge que utilitza raigs X per obtenir imatges detallades de seccions transversals d’un objecte d’estudi (figura 4). En el context de l’estudi de les fibres vegetals, la CT (o micro-CT) pot ser útil per la seva capacitat de crear imatges tridimensionals detallades de l’estructura interna de les fibres sense danyar o alterar la mostra (Dierick et al. 2014 ; Andonova 2021).

Aquesta metodologia es pot utilitzar per identificar l’estructura interna de les fibres, així com la morfologia –mida, forma i estructura interna– i la variació d’aquestes fibres al llarg de la planta. L’estat de degradació de les fibres també es pot estudiar mitjançant aquesta tècnica, que aporta informació sobre la durabilitat dels materials i com la seva estructura es pot veure modificada sota diferents condicions ambientals de preservació o tafonòmiques.

Quimiotaxonomia

La quimiotaxonomia és l’estudi de la correlació entre la química de les plantes i la seva classificació taxonòmica. En altres paraules, es basa en la idea que diferents espècies, gèneres o famílies de plantes produeixen diferents compostos químics. Aquests perfils químics podrien ser utilitzats per identificar i classificar les espècies vegetals (Ankanna/ Suhrulatha/Savithramma 2012; Singh 2016; Courel/Adam/Schaeffer 2019; Jardine et al. 2019).

En context arqueològic, aquesta tècnica es pot aplicar per identificar els compostos químics presents en les fibres que deferiran entre les plantes d’origen. Igual que la tomografia computeritzada, permet obtenir informació sobre la degradació dels materials i com pot canviar la seva estructura sota diferents condicions ambientals.

És important tenir en compte que, malgrat que la quimiotaxonomia pot ser una bona eina en l’estudi de les fibres vegetals arqueològiques, també té limitacions, ja que la preservació dels compostos químics es pot veure afectada per factors tafonòmics diversos com el temps, les condicions de deposició i els processos de preparació de les fibres per part dels artesans.

Proteòmica

La proteòmica és l’estudi, a gran escala, de les proteïnes, inclosa la seva estructura, funció i interaccions. En el context de les fibres vegetals arqueològiques, la proteòmica es pot utilitzar per identificar els vegetals d’origen de les fibres i per obtenir informació sobre com es van processar i utilitzar.

Les plantes produeixen una àmplia varietat de proteïnes, moltes de les quals són específiques de certes espècies, gèneres o famílies. En analitzar les proteïnes presents a les fibres vegetals, els investigadors poden identificar-ne l’origen taxonòmic. És important tenir en compte que la proteòmica és una tècnica relativament nova en el camp de l’arqueologia i encara s’estan desenvolupant mètodes i protocols per utilitzar-la (Hendy et al. 2018).

Estudi d’impressions negatives

A causa de l’alt caràcter perible dels materials orgànics com les fibres vegetals, és necessari cercar aquest tipus de registre en un altre tipus de materials. Les empremtes que aquests materials han deixat sobre materials no peribles com la ceràmica o argiles en són un exemple, i és una línia de recerca que s’ha desenvolupat amb més interès en els darrers anys (Andonova/Nikolov 2022).

Si bé és cert que la tècnica amb què es van fer els objectes –corderia i cistelleria– és relativament senzilla (o possible) de descriure, la identificació de les matèries primeres és una mica més complexa a través de l’estudi d’aquests materials. En aquest cas, a partir de la morfologia i de les mesures de les empremtes que deixen les fibres es pot arribar a proposar una aproximació de les famílies de vegetals que es van utilitzar, tot i que no solen ser resultats molt precisos.

Un exemple seria la feina feta per Romero-Brugués et al. (2021) sobre les empremtes de cistelleria fetes en ceràmica procedents del jaciment de l’edat de bronze de la Cova Fonda (Tarragona). L’anàlisi determina que la totalitat dels objectes cistellers es van confeccionar amb la tècnica d’espiral cosida i que es van poder fer mitjançant l’ús de plantes monocotiledònies com el jonc, a més de l’ús d’escorça de dicotiledònies (no determinades) per cosir els objectes (figura 5).

Anàlisi de càlcul dental

El càlcul dental és el que es coneix com a placa bacteriana calcificada. Per a la seva producció és necessària la presència de saliva, per la qual cosa s’origina durant la vida de l’individu i impedeix que hi hagi inclusions post mortem. És justament per aquest motiu que representa un material potencial d’estudi en recerca arqueològica (Blatt et al. 2011; Hendy/Charlton/Radini 2013; Cristiani et al. 2016; Juhola et al. 2019).

A la matriu del càlcul es poden preservar microfòssils d’origen vegetal, com pòl·lens, midons, fitòlits, però també fibres vegetals (figura 6). Aquests microfòssils poden proporcionar informació sobre la dieta i les pràctiques d’higiene oral de les poblacions antigues, així com sobre l’ús de la dentició com a eina (Sperduti et al. 2018; Lozano et al. 2020). Un cop aquests materials queden atrapats a la matriu del càlcul, es conserven durant milers d’anys. En analitzar aquestes fibres, es pot obtenir informació sobre les plantes que es consumien i com es processaven.

La identificació de les fibres vegetals en el càlcul dental és un treball complex, atesa la petita quantitat de fibres presents i la possibilitat de contaminació. Per tant, és important prendre precaucions per evitar la contaminació de les mostres. Per aquest motiu es duen a terme protocols com l’ús d’equipaments nets i desinfectats per a cada prova, la manipulació acurada de les mostres, la neteja superficial dels dipòsits de càlcul i mostres de control. També és aconsellable desenvolupar les anàlisis dins de campanes d’extracció, que eviten l’entrada d’agents contaminants de l’exterior. Tot i així, és difícil controlar les fonts de contaminació, per la qual cosa els resultats de l’anàlisi de càlcul dental s’han d’interpretar amb precaució.

Conclusions

Les fibres vegetals van tenir i tenen un paper crucial a les societats humanes des dels seus orígens, i es fan servir en una gran varietat d’aplicacions, des de la fabricació de roba, cordes i cistells fins a la construcció d’habitatges i embarcacions. Això evidencia el coneixement que les societats prehistòriques tenien sobre com processar i treballar aquests materials.

Hi ha una àmplia varietat de fibres que es poden extreure de diferents parts de les plantes de diferents espècies, però també d’espècies arbòries. Cadascuna d’aquestes fibres té propietats úniques que les fan adequades per a diferents usos. L’ús d’aquestes fibres per part de les poblacions depèn de la disponibilitat que hi hagi a l’ambient més proper, així com de la seva idoneïtat per ser elegides matèria primera per a la producció d’estris per als grups humans.

El coneixement que tenim sobre aquestes produccions en el passat és limitat pel fet que, com que es tracta de matèria orgànica, desapareixen en la majoria dels contextos arqueològics. La seva preservació està condicionada per les condicions de conservació als jaciments, i es materialitzen de manera excepcional quan es donen situacions de carbonització, dessecació/deshidratació o saturació en aigua. Aquesta infrarepresentació al registre arqueològic ha fet que hagin estat materials tradicionalment marginats de la investigació arqueològica.

El fet que siguin materials tan escassos al registre arqueològic fa necessària la recerca de la seva presència en altres materials, encara que siguin evidències residuals de la seva existència. Un exemple són les impressions en materials duradors –ceràmica o argila– de les produccions directes, com cordes o cistells, o vestigis del processament de les fibres immerses en dipòsits de càlcul dental. Tot i així, en aquests casos, l’estudi de les fibres vegetals és complex i els resultats no són gaire precisos.

En aquest article s’ha vist que hi ha diversitat de tècniques que es poden utilitzar per analitzar les matèries primeres utilitzades en artesanies en fibres, com ara la microscòpia (òptica i electrònica), l’anàlisi de fitòlits, la microtomografia computeritzada, la quimiotaxonomia i la proteòmica, entre altres. Aquestes tècniques poden proporcionar informació valuosa sobre les fibres vegetals i el seu ús a la prehistòria. Serveixen per identificar l’origen de les fibres, però també per conèixer-ne l’estructura i entendre com es van processar per poder ser utilitzades. Si bé diverses d’aquestes tècniques ja s’han utilitzat per a l’estudi d’aquests materials, com s’ha anat presentant amb exemples d’estudis al llarg del treball, algunes d’elles podrien ser potencialment útils, però cal explorar-ne la utilitat per a aquest objectiu.

Tot i els avenços en l’estudi de les fibres vegetals, encara hi ha molts aspectes per desenvolupar. Cal més investigació per entendre completament com es van utilitzar les fibres vegetals a la prehistòria, com es van seleccionar i processar les plantes per obtenir fibres i com aquestes pràctiques van variar entre diferents societats i períodes de temps. Es tracta d’una línia de la recerca arqueobotànica poc desenvolupada fins aquest moment que té un gran potencial d’anàlisi, tot i que cada cop hi ha més projectes de recerca que impliquen l’estudi d’aquests materials. Els resultats d’aquesta recerca ajudaran a descriure des d’un altre punt de vista el funcionament i l’organització de les societats en el passat, així com la seva relació amb l’ambient.