L'influenza che il complesso sistema politico ed economico dell'Impero Romano ebbe sullo stile di vita delle comunità nei territori di vecchia e nuova acquisizione è ancora oggi oggetto di analisi per diversi storici e archeologi. Studiare la dieta delle popolazioni umane antiche è essenziale per metterne in luce dinamiche socio-culturali ed il benessere economico. Negli ultimi anni, gli storici dell'economia classica hanno proposto diversi modi per stimare, in termini calorici, il contributo di diversi alimenti nella dieta romana, tutti concordando sul ruolo centrale dei cereali. È tuttavia difficile credere che queste stime si possono applicare ad ogni abitante dell'Impero e mancano ancora dati per studiare differenze intra- e inter-popolazionistiche. Ad oggi, le analisi degli isotopi stabili del carbonio e dell'azoto nel collagene osseo rappresentano un'opportunità unica di studiare la dieta in maniera diretta ed individuale. Il progetto si pone l'obiettivo di utilizzare una modalità di indagine isotopica innovativa, quella degli amminoacidi del collagene, per esplorare la dieta nella comunità di Lucus Feroniae, (Roma). I dati ottenuti attraverso questa nuova indagine permettono una ricostruzione ad un'eccezionale risoluzione, come dimostrato da diverse pubblicazioni tra cui quella in press del richiedente di questi fondi su Science Advances, e rappresenterebbero il primo progetto di ricerca italiano che utilizza questa metodologia innovativa. I risultati ottenuti dagli individui di Lucus Feroniae verranno messi a confronto con quelli precedentemente generati dal richiedente di questo Avvio alla Ricerca dagli individui ritrovati sull'antica spiaggia di Ercolano, Napoli, a seguito dell'eruzione del 79 d.C., con lo scopo di osservare differenze e riflettere sulle cause in due realtà dell'Impero Romano che sembrerebbero ben diverse al dato archeologico ed antropologico.
Gran parte delle limitazioni del classico approccio bulk SIA nello studio delle abitudini alimentari di popolazioni archeologiche dipendono dal fatto che i valori isotopici ottenuti rappresentano valori medi dei valori isotopici dei singoli amminoacidi (circa 20 diversi) che costituiscono la proteina collagene. Ognuno di questi amminoacidi presenta valori isotopici diversi a seconda del percorso metabolico a cui è sottoposto per la sua sintesi e, dal momento che a seconda della reazione metabolica diversi macronutrienti sono coinvolti, è quindi rappresentativo del consumo di diverse fonti alimentari. Per esempio, il carbonio contenuto nell'amminoacido alanina ha origine dal consumo di carboidrati, mentre quello contenuto negli amminoacidi acido glutammico e acido aspartico proviene dalla digestione di tutti i macronutrienti (quindi proteine, carboidrati e lipidi)(e.g., Howland et al. 2003). Alcuni amminoacidi invece, cosiddetti "essenziali", non possono essere sintetizzati de novo dal corpo e quindi devono essere necessariamente assunti attraverso la dieta attraverso le proteine, dal momento che gli amminoacidi ne rappresentano il mattone primario. Sono amminoacidi essenziali per esempio fenilalanina, lisina, valina, leucina, isoleucina. metionina. Per quanto riguarda l'azoto, le proteine ingerite con la dieta ne rappresentano l'unica fonte. L'acido glutammico detiene un ruolo centrale in quella che è stata definita la "Nitrogen metabolic pool" (sensu O¿Connell 2017) in quanto scambia il proprio azoto e riceve l'azoto con e da gran parte degli altri amminoacidi. Altri amminoacidi non possono ricevere l'azoto dall'acido glutammico e pertanto devono essere assunti attraverso la dieta. Questi amminoacidi sono chiamati "source" (tradotto, "fonte") e sono fenilalanina, lisina, arginina, triptofano, metionina, treonina, istidina.
Negli ultimi anni, diversi ricercatori in campo archeologico hanno dimostrato come sia possibile utilizzare i valori isotopici di carbonio e azoto dei singoli amminoacidi dal collagene (CSIA-AA) per ottenere informazioni non visibili con il classico approccio bulk SIA. È stato dimostrato per esempio, che i valori isotopici del carbonio della glicina sono informativi rispetto al contributo di risorse marine nella dieta delle popolazioni umane antiche (Corr et al. 2005), mentre quelli dell'azoto dell'acido glutammico e della fenilalanina sono informativi della posizione nella catena trofica degli individui analizzati (è stato quindi per esempio utilizzato dimostrando che la dieta dei Neanderthal era principalmente costituita da carne, Jaouen et al. 2019). Ad ogni modo questi studi si sono concentrati sulla valutazione dei singoli valori isotopici. Il richiedente di questo Avvio alla Ricerca ha invece recentemente proposto due nuovi modelli di statistica Bayesiana per considerare il contributo di tutti gli amminoacidi misurati attraverso sistema di spettrometria isotopica GC-C-IRMS all'Università di York e così di valutarne il contributo in termini quantitativi. I risultati ottenuti mostrano un'eccezionale risoluzione che permette di ricostruire la dieta in termini calorici e proteici, a seconda del modello usato (Soncin et al. in press).
Gli studi finora condotti applicando CSIA-AA non hanno esplorato contesti nel Mediterraneo e, ad oggi, lo studio in press del proponente ne rappresenta l'unico esempio. Questo studio mostra che è possibile con questa innovativa metodologia superare le limitazioni del classico approccio bulk SIA nel Mediterraneo e di rispondere alle numerose domande di interesse archeologiche, ambientali e nutrizionali che rimangono ancora senza risposta, per esempio nel contesto nell'Impero Romano.
I dati CSIA-AA che verranno ottenuti dalla comunità di lavoratori di Lucus Feroniae rappresenterà un nuovo prezioso tassello in quella che sta velocemente diventando l'area di ricerca con più potenziale nello studio degli isotopi stabili da popolazioni umane antiche. Sarà possibile distinguere il contributo dei cereali da quello dei prodotti animali e sarà finalmente possibile quantificare il contributo dei prodotti della pesca. L'interpretazione dei dati servirà a riflettere sulle identità dei singoli individui all'interno della comunità di Lucus Feroniae e sarà possibile collocare l'intera popolazione nel più ampio contesto dell'Impero Romano.