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

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 δ 13C and δ 15N 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 δ 15N and δ 13C 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, δ 15N values decrease on average 2‰ during infancy and early childhood, while δ 13C values slightly increase by 0.7‰. These individuals show enamel defects associated with decreasing δ 15N and increasing δ 13C 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 isotopicos incrementales de la dentina para reconstruir el estres de la vida temprana y las historias dieteticas de individuos indigenas enterrados en la Mision Santa Catalina de Guale (entre los anos 1605 y 1680), en St. Catherines Island, Georgia. La misionizacion espanola en America del Norte esta asociada con el cambio en la dieta y el aumento del estres sistemico en poblaciones indigenas. Se puede abordar la desnutricion como fuente de estres sistemico al integrar los datos isotopicos incrementales con los registros de defectos del esmalte. Se analizo un canino permanente de catorce individuos para identificar defectos en el esmalte y se seleccionaron siete submuestras para el analisis incremental de δ 13C y δ 15N. Los resultados revelan altos niveles de estres en la vida temprana ya que un 93% de individuos muestran defectos en el esmalte con un promedio de 4,4 defectos/individuo. Las cronologias de estres muestran que las personas experimentaron la mayor frecuencia de estres entre los 2,5 y 4,5 anos de edad, un periodo asociado con el destete en muchas sociedades tradicionales. Los valores δ 15N y δ 13C posteriores al destete indican una dieta mixta de maiz y alimentos marinos, con valores mas cercanos a lo que se espera de una dieta rica en maiz (9,9 ‰ y –11,4 ‰, respectivamente). En cuatro individuos, los valores de δ 15N disminuyen en promedio 2 ‰ y los valores de δ 13C aumentan gradualmente un promedio de 0,7 ‰ durante la infancia y la ninez temprana. Estos individuos muestran defectos del esmalte asociados con la disminucion de δ 15N y el aumento de los valores de δ 13C, lo que sugiere el estres asociado con el destete y una transicion hacia una dieta basada en maiz. Este estudio subraya la importancia de combinar los datos isotopicos y paleopatologicos para explorar las fuentes del estres sistemico, especialmente al proporcionar un vinculo entre la dieta y el estres nutricional durante los periodos de crecimiento y desarrollo.