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Application of Stable Isotope Variation in Human Tissues to Problems in Identification

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Pages 7-19 | Published online: 22 Nov 2013
 

ABSTRACT

Variation in the stable isotope composition of human tissues and fluids suggests the use of such data as an aid in identification of unknown human remains. Carbon isotope values vary depending specifically on the photosynthetic pathways utilized by plants consumed as feed by domesticated animals, and by humans directly. Sulphur isotopes vary depending on environmental sulphur in the atmosphere and lithosphere, and stable isotopes of oxygen, nitrogen and hydrogen also vary in predictable manners in different geographic locations.

The use of a multi-element approach is demonstrated as a means of narrowing down the possible place of residence of unidentified human remains. Carbon and sulphur isotope ratios were determined on samples of human hair from five countries. Results show that while values for one element may be similar for samples from diverse regions, values for a second element differ such that samples are distinguishable. Hair samples from three regions of Canada were analysed for carbon isotopes. Differences are due to latitude and diet.

Analysis of tissues and fluids with varying turnover rates may be useful in distinguishing long term residence from short term travel. Experiments on one individual show that δ18O and δ34S values changed on an extended stay in Japan then returned to normal values shortly after return to Canada.

RÉSUMÉ

La variation dans la composition isotopique stable des tissus et fluides humains suggère l'utilisation de ces données lors de l'identification de restes humains inconnus. Les valeurs du carbone isotopique varient spécifiquement selon les voies photosynthétiques utilisées par les plantes consommées par les animaux domestiques et directement par les humains. Les isotopes du soufre varient selon la concentration environnementale du soufre dans l'atmosphère et la lithosphère et les isotopes de l'oxygène, de l'azote et de l'hydrogène varient aussi de la même façon dépendamment des localisations géographiques.

L'utilisation d'une approche multi-élémentale est présentée comme moyen d'identifier le plus près possible l'endroit de résidence de restes humains non identifiés. Les ratios isotopiques du carbone et du soufre ont été déterminés à partir d'échantillons de cheveux de cinq pays. Les résultats démontrent que bien que les valeurs pour un élément soient similaires pour des échantillons de différentes régions, celles d'un second élément varient assez pour que les échantillons soient différenciables. Les échantillons de cheveux de trois régions différentes du Canada ont été analysés quant aux isotopes du carbone. Les différences observées sont dues à la latitude et à la diète.

L'analyse de tissue et fluides, dont les vitesses de régénération sont variables, peut être utile sont établir une distinction entre une résidence à long terme et un séjour à court terme. Des expériences sur un individu ont démontré que les valeurs de δ18O et δ34S changèrent lors d'un séjour prolongé au Japon et par la suite revinrent aux valeurs normales lors de son retour au Canada.

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