Early Life Stress at Mission Santa Catalina de Guale: An Integrative Analysis of Enamel Defects and Dentin Incremental Isotope Variation in Malnutrition

Abstract

This study examines internal enamel micro-defects and incremental isotopic data from tooth dentin to reconstruct early life stress and dietary histories of native individuals interred at Mission Santa Catalina de Guale (ca. A.D. 1605–1680), St. Catherines Island, Georgia. Spanish missionization in North America is associated with dietary change and increased indigenous stress. By integrating incremental isotopic data with enamel defect records, malnutrition as a source of stress can be explored. One permanent canine from 14 individuals was analyzed for enamel defects, and, of these subsamples, seven were selected for incremental δ13C and δ15N analysis. Results reveal high levels of early life stress, with 93% of individuals exhibiting enamel defects and an average of 4.4 defects/individual. Stress chronologies show that individuals experienced the highest frequency of stress between ages 2.5 and 4.5 years, a period associated with weaning in many traditional societies. Post-weaning δ15N and δ13C values indicate a mixed diet of maize and marine foods, with values closer to what would be expected for a diet heavy in maize (9.9‰ and –11.4‰, respectively). In four individuals, δ15N values decrease on average 2‰ during infancy and early childhood, while δ13C values slightly increase by 0.7‰. These individuals show enamel defects associated with decreasing δ15N and increasing δ13C values, suggesting stress associated with weaning onto a maize-based diet. This study underscores the importance of combining isotopic and paleopathological data to explore sources of non-specific stresses, especially in providing a link between diet and nutritional stress during periods of growth and development.

Este estudio examina los microdefectos internos del esmalte y los datos isotópicos incrementales de la dentina para reconstruir el estrés de la vida temprana y las historias dietéticas de individuos indígenas enterrados en la Misión Santa Catalina de Guale (entre los años 1605 y 1680), en St. Catherines Island, Georgia. La misionización española en América del Norte está asociada con el cambio en la dieta y el aumento del estrés sistémico en poblaciones indígenas. Se puede abordar la desnutrición como fuente de estrés sistémico al integrar los datos isotópicos incrementales con los registros de defectos del esmalte. Se analizó un canino permanente de catorce individuos para identificar defectos en el esmalte y se seleccionaron siete submuestras para el análisis incremental de δ13C y δ15N. Los resultados revelan altos niveles de estrés en la vida temprana ya que un 93% de individuos muestran defectos en el esmalte con un promedio de 4,4 defectos/individuo. Las cronologías de estrés muestran que las personas experimentaron la mayor frecuencia de estrés entre los 2,5 y 4,5 años de edad, un período asociado con el destete en muchas sociedades tradicionales. Los valores δ15N y δ13C posteriores al destete indican una dieta mixta de maíz y alimentos marinos, con valores más cercanos a lo que se espera de una dieta rica en maíz (9,9 ‰ y –11,4 ‰, respectivamente). En cuatro individuos, los valores de δ15N disminuyen en promedio 2 ‰ y los valores de δ13C aumentan gradualmente un promedio de 0,7 ‰ durante la infancia y la niñez temprana. Estos individuos muestran defectos del esmalte asociados con la disminución de δ15N y el aumento de los valores de δ13C, lo que sugiere el estrés asociado con el destete y una transición hacia una dieta basada en maíz. Este estudio subraya la importancia de combinar los datos isotópicos y paleopatológicos para explorar las fuentes del estrés sistémico, especialmente al proporcionar un vínculo entre la dieta y el estrés nutricional durante los períodos de crecimiento y desarrollo.