La técnica combina la espectroscopia de infrarrojo cercano (NIR) y herramientas quimiométricas para diferenciar muestras históricas y modernas de cráneos y mandíbulas de ardilla roja sin dañar las piezas

Un estudio liderado por la Universitat Rovira i Virgili (URV), el Museo de Ciencias Naturales de Barcelona y la Università degli Studi dell’Insubria (Como, Italia), ha aplicado con éxito un método para clasificar piezas óseas según su antigüedad. Para ello, se ha utilizado la metodología no invasiva de espectroscopia de infrarrojo cercano (NIR), que ha permitido analizar cráneos y mandíbulas de ardilla roja manteniendo intactos los huesos. Como resultado, se ha elaborado un modelo de clasificación que ayuda a diferenciar muestras antiguas y modernas. Los resultados de esta investigación se han publicado en la revista Analytical Chemistry.

Se estima que en todo el mundo existen 120 millones de especímenes en colecciones de ciencias naturales que no pueden utilizarse en investigación por falta de información sobre su fecha de recolección, un dato fundamental para estudiar cómo eran las poblaciones animales en el pasado reciente. Para determinar la época de los huesos analizados, es necesario disponer previamente de ejemplares de referencia con una edad conocida que permitan realizar comparaciones y establecer un sistema de clasificación para validar la metodología.

Una vez definidas las muestras de referencia, se aplica radiación infrarroja a las piezas que se desean estudiar y, al interactuar con los huesos, se obtiene un espectro que muestra qué partes de la luz han sido absorbidas por la pieza y cuáles no. El grupo de investigación de Barbara Giussani, del Departamento de Ciencia y Alta Tecnología de la Università degli Studi dell’Insubria, ha sido el encargado de llevar a cabo estas mediciones espectroscópicas NIR. “Una de las principales innovaciones es que también hemos aplicado un método quimiométrico que nos permite saber qué partes de este espectro pueden presentar un mayor error y, de este modo, identificar cuáles son más fiables”, explica Jordi Riu, investigador del Grupo de Investigación en Quimiometría y Sensorial para Soluciones Analíticas (Chemosens) del Departamento de Química Analítica y Química Orgánica de la URV.

Durante el estudio se han analizado un total de 59 ejemplares de ardilla roja (Sciurus vulgaris) procedentes del Museo de Ciencias Naturales de Barcelona, divididos en dos grupos: individuos históricos, recolectados entre 1916 y 1923, e individuos modernos, recolectados entre 2005 y 2021. Se eligió esta especie porque se disponía de un número suficiente de huesos y se logró una fiabilidad de clasificación del 100 % en los cráneos analizados, mientras que en las mandíbulas el porcentaje fue ligeramente inferior, entre el 87 % y el 95 %. Para alcanzar estos resultados se utilizó el tratamiento quimiométrico de los datos, rama de la química analítica que aplica métodos matemáticos y estadísticos para extraer información relevante de los datos.

La técnica detecta cambios en el colágeno y la humedad del hueso, y las piezas catalogadas como históricas suelen ser más porosas debido a la degradación y retienen una mayor humedad ambiental, dos factores detectables mediante la radiación infrarroja. La metodología empleada, además de no ser invasiva, destaca por su rapidez, ya que permite realizar análisis en menos de un minuto. “Se toma el hueso y se irradia con radiación infrarroja para obtener su espectro”, explica Riu. “Así se puede observar cómo interactúa la luz infrarroja y, mediante la comparación con muestras de edad conocida, extraer conclusiones”. En el pasado, era necesario extraer, por ejemplo, una pequeña parte de los huesos para aplicarles rayos X, lo que podía afectar a su estado de conservación. “La destrucción parcial de la muestra suponía un problema, especialmente si se consideraba extraer una muestra de una especie muy pequeña, como una musaraña o un colibrí de gran valor científico o patrimonial”, explica Javier Quesada, del Museo de Ciencias Naturales de Barcelona, que ha participado en la investigación junto con Marc Campeny.

Estas conclusiones abren nuevas posibilidades para museos y laboratorios, con la opción de ampliar la espectroscopia de infrarrojo cercano a nuevas especies y materiales, como aves o pieles naturalizadas, para diferenciarlas y determinar a qué animal pertenece un hueso del que no se dispone de información. Para que esto sea posible, es necesario contar con un número suficientemente amplio de muestras que permita identificar a qué ave corresponde cada pieza.

Referencia bibliográfica: Riu, J., Giussani, B., Monti, M., Baruffaldi, L., Campeny, M., Quesada, J. (2026). Shedding Light on the Past: Temporal Classification of Zoological Specimens from Museum Collections with Portable NIR Sensors and Multivariate Error Modeling, Analytical Chemistry, 98 (13), 9658-9671 https://doi.org/10.1021/acs.analchem.5c06767