Late Pleistocene palaeoenvironmental reconstruction of northeastern Iberia: taxonomic, taphonomic and isotopic approach based on small-mammal assemblages

L’obiettivo principale di questa tesi di dottorato è la ricostruzione paleoambientale registrata durante il Pleistocene superiore nella penisola Iberica nord occidentale. Principalmente si è indagato lo stadio isotopico marino 3 (MIS 3), attraverso la combinazione di differenti approcci scientifici basati sullo studio di insiemi faunistici di piccoli mammiferi (insettivori, pipistrelli e roditori). I tre siti analizzati sono: il riparo dell’Abric Romaní (Capellades, Barcellona), la grotta delle Teixoneres (Moià, Barcellona) e la grotta dell’Arbreda (Serinya, Girona). Inoltre è stato anche incluso un quarto sito paleontologico coevo, la grotta dei Xaragalls (Vimbodí-Poblet, Tarragona). L’obiettivo è quello di integrare i dati disponibili delle sequenze archeologiche con i dati derivati dell’approccio paleontologico e dell’analisi degli isotopi dell’ossigeno, per permettere l’incremento delle conoscenze ambientali del MIS 3 da un punto di vista più strettamente regionale e per comprendere meglio la singolarità climatica nell’ultima fase neandertaliana nella penisola Iberica. Lo studio si è incentrato nell’analisi isotopica dell’ossigeno (δ18O) dello smalto dentario sia dei roditori moderni che fossili dei suddetti siti archeologici. L’analisi tafonomica e tassonomica basata sui picoli mammiferi ha inoltre contribuito all’arricchimento delle conoscenze ecologiche, permettendo una più ampia interpretazione dei siti analizzati. Altri metodi, ugualmente utilizzati, sui resti fossili di piccoli mammiferi per la ricostruzione paleoambientale sono il metodo dell’intervalli eco-geografici comune, il metodo dell'habitat ponderato, la classificazione corotipica degli organismi e il metodo basato sul modello bioclimatico. Considerati i risultati ottenuti, questo lavoro mostra che bisogna tenere conto di due fattori importanti nella ricostruzione del paleoambiente iberico sulla base delle analisi isotopiche dell'ossigeno: la possibile stagionalità dell’accumulo di roditori, derivata dal loro predatore, e le particolarità regionali sui valori di δ18O delle acque meteoriche nella penisola iberica. Una nuova proposta metodologica impiegata per la ricostruzione delle paleotemperature e ottenuta dallo studio dentario dei roditori δ18Op nella penisola iberica, dopo esser stata sviluppata, in conformità con quanto previsto, è stata applicata ai siti archeologici e paleontologici studiati. Il paleoambiente registrato mostra condizioni generalmente più fredde e più umide rispetto ad oggi ed è stata inoltre individuata una importante omogeneità climatica in tutti i siti, con leggere variazioni legate alle pulsazioni stadili-interstadiali, le quali si riflettono nelle oscillazioni tra le abbondanze di specie mediterranee e dell’Europa centrale. Le formazioni boschive sono sempre abbondanti in tutte le sequenze. La continua persistenza di coperture boschive oltre a leggere variazioni climatiche e comunita di roditori globalmente stabili, dimostra le peculiarità della Penisola Iberica, in contrasto con l’elevata instabilità climatica registrata in Eurasia. Questo lavoro sottolinea come la combinazione tra l’analisi paleoecologica su scala locale e quella su larga scala geografica, permetta essenzialmente di ottenere una ricostruzione paleoambientale più fedele.

The main objective of the PhD thesis is the reconstruction of palaeoenvironment experienced during the Late Pleistocene, mainly during Marine Isotope Stage 3 (MIS 3), at northeastern Iberia, through the combination of different ecological approaches based on small-mammal assemblages (insectivores, bats and rodents). Three archaeological sites are included: Abric Romaní rock-shelter (Capellades, Barcelona); Teixoneres cave (Moià, Barcelona) and Arbreda cave (Serinyà, Girona). It is also included a paleontological site from a close chronology, Xaragalls cave (Vimbodí-Poblet, Tarragona). The aim is the integration of the available data of the studied archaeological sequences through palaeoecological and oxygen isotope compositions analysis for increasing our knowledge about the MIS 3 environment from a regional point of view and reach a better understanding of the climatic singularities of Iberia during last Neanderthals settlements. One of the focus is fixed in oxygen isotope compositions (δ18O) analyzed from enamel tooth phosphates of both modern and fossil rodent remains of these localities. Taphonomic and taxonomical analyses based on small-mammals are also performed to reach a complete ecological interpretation of these sites. Other methods currently use in palaeoenvironmetal reconstructions based on small-mammal assemblages were also employed, such as mutual ecogeographic range method, habitat weighting method, chorotypes classification and bioclimatic model method. Considering the isotopic results obtained, this work shows that two main factors should be considered in Iberian palaeoenvironmental reconstructions: the possible seasonality of the rodent assemblages, derived from the predator, and the regional particularities on δ18O values of meteoric waters in the Iberian Peninsula. Accordingly, a new methodological proposal for the reconstruction of palaeotemperatures from rodent tooth δ18O accumulated in the Iberian Peninsula was developed and after applied to the archeological and paleontological sites studied. The recorded palaeoenvironment show globally cooler and wetter conditions than nowadays but it is detected notable climatic stability in all sites, with only slight changes related to stadial-interstadial pulsations, reflected mainly in oscitations between Mediterranean and mid-European species abundances. Woodland formations are always abundant throughout the sequences. The continuous maintenance of woodland covertures besides slight climatic variations and globally stable rodent communities, demonstrate the singularities of Iberian Peninsula, in contrast to the high climatic instability experience in Eurasia. This work highlights that a combination of different local-scale palaeoecological proxies compared to larger-scale proxies is essential to obtain faithful environmental reconstructions.