Bevarelse af gamle knogler med moderne teknologi

Et hold af University of Colorado Boulder-antropologer er ude på at ændre den måde, som videnskabsmænd studerer gamle knogler uden skader.

Hvis det lyder som et makabert mål, Overvej dette:Stumper af velbevarede knogler er værdifulde for forskere, der studerer mennesker, der levede for tusinder til hundredtusinder af år siden.

Disse prøver indeholder nogle gange kollagen, et nyttigt molekyle, der kan afsløre et væld af informationer om menneskelige efterladenskaber – fra hvor længe siden en person døde til, hvad han eller hun måtte have spist.

"Knoglekollagen er virkelig en skat inden for arkæologiens område, " sagde Christina Ryder, en kandidatstuderende på Institut for Antropologi på CU Boulder.

Nu, hun og hendes kolleger har fundet på en kreativ måde at være sparsommelig med den skat.

I forskning offentliggjort i denne uge i tidsskriftet Videnskabelige rapporter , gruppen beskriver en ny metode til screening af knogleprøver for at se, om de indeholder kollagen. I modsætning til eksisterende værktøjer, der leder efter den type væv, holdets tilgang vil ikke skade knoglerne i processen.

For antropologer, testen kunne være "en game changer, " sagde studiemedforfatter Matt Sponheimer, en professor i antropologi ved CU Boulder.

"Disse rester har ligget intakte i tusinder af år, så det gør altid lidt ondt at ødelægge en prøve, " sagde han. "Det er dobbelt tragisk, hvis du gør det, og det hele er forgæves. Det er det, vi forsøger at forhindre."

Det er et mål, der er opstået ud af mange timers frustration. For flere år siden, en af ​​Sponheimers kolleger fik til opgave at udvinde kollagen fra en række gamle knogleprøver. Kollagen i knogler er lidt ligesom en fødselsattest; hvis forskerne kan finde nok af det, de kan bruge kollagen til at bestemme alderen på en menneskelig prøve gennem radiocarbondatering.

Men dette materiale, som hjælper med at holde menneskeknogler og andet væv sammen, ældes heller ikke godt. Mange skeletrester, selv dem fra velbevarede grave, indeholder ikke meget af det.

"Min elev tilbragte uger og ultimativt, måneders laboratorietid på at prøve at få kostoplysninger fra gammelt kollagen, og det fungerede utrolig dårligt, " sagde Sponheimer. "Jeg tænkte ved mig selv, "Der må være en bedre måde."

Det viser sig, der var. I deres seneste undersøgelse, Sponheimer, Ryder og deres kolleger opdagede, at de kunne kalibrere en maskine kaldet et nær-infrarødt spektrometer til at teste knogler for tilstedeværelsen af ​​kollagen.

Processen er overraskende nem, sagde Ryder. Instrumentet, som fungerer ved hjælp af en håndholdt sonde, scanner prøver af knogle og derefter - i løbet af få sekunder - fremkommer et skøn over, hvor meget kollagen der er indeni.

"Jeg vil drille, at den længste del af processen er at skrive filnavnet, " sagde Ryder.

For at sikre, at deres metode var nøjagtig, forskerne testede deres instrument på mere end 50 prøver af formalet knogle med kendte koncentrationer af kollagen. Testene forudsagde korrekt de omtrentlige koncentrationer af kollagen i hver af disse prøver. Det fungerede med 44 stykker hel knogle, også.

Ryder tilføjede, at hele spektrometeret er omtrent på størrelse med en dokumentmappe, hvilket betyder, at holdet kan tage det med sig ud i marken.

Den har allerede gennemgået en højprofileret tørløb. Sidste år, Ryder fløj til Tyskland for at mødes med kolleger på Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology. Forskerne ønskede at datere menneskelige rester afdækket fra Dolni Vestonice - et unikt arkæologisk sted i Den Tjekkiske Republik, der er vært for nogle af de ældste kendte eksempler på repræsentationskunst i menneskehedens historie.

"Den studerende på dette projekt havde kun seks hætteglas med prøver fra menneskelige begravelser, " sagde Ryder. "Det var alt, hun havde, og det var alt, hvad nogen ville have i en overskuelig fremtid."

Takket være hendes nær-infrarøde spektrometer, imidlertid, forskerne var i stand til at begrænse, hvor meget knogle de skulle ødelægge for deres radiocarbondatering. Gruppen offentliggjorde sine resultater tidligere på måneden i Journal of Archaeological Science:Rapporter .

Og, Sponheimer sagde, holdets metode kan en dag også give dem mulighed for at screene knogler for tilstedeværelsen af ​​noget endnu mere værdifuldt end kollagen:gammelt DNA.

"For dem, der udfører dette arbejde, de praktiske fordele er indlysende, " sagde Sponheimer.