Gammelt knogleprotein afslører, hvilke skildpadder der var på menuen i Florida, Caribien

For tusinder af år siden, indbyggerne i nutidens Florida og Caribien festede med havskildpadder, efterlader knogler, der fortæller historier om gamle kostvaner og havets fortid.

Et internationalt hold af forskere brugte banebrydende teknologi til at analysere proteiner fra disse knogler for at hjælpe med at identificere, hvilke skildpaddearter mennesker fiskede fra havet for årtusinder siden. Dette kan hjælpe moderne bevaringsbestræbelser ved at hjælpe med at konstruere historiske basislinjer for skildpaddepopulationer, hvoraf mange nu er truet, og belyse langsigtede tendenser for menneskelige påvirkninger.

Teknikken, kendt som kollagen fingeraftryk, giver forskere mulighed for at visualisere forskellige kemiske signaturer i kollagen, det vigtigste strukturelle protein i knogler, som ofte er artsspecifikke. Dette giver et komplementært alternativ til at sammenligne prøvernes fysiske egenskaber og analysere gammelt DNA, to metoder, der kan være mislykkede til artsidentifikation i fragmenterede arkæologiske knogler fundet i troperne.

Anvendelse af kollagen-fingeraftryk på mere end 100 skildpaddeprøver fra arkæologiske steder op til 2, 500 år gammel, forskerne fandt ud af, at 63 % af de kollagenholdige knogler tilhørte grønne skildpadder, Chelonia mydas, med et mindre antal høgnæbskildpadder, Eretmochelys imbricata, og ridley skildpadder, Lepidochelys art. Nogle eksemplarer, der tidligere blev identificeret som havskildpadder ud fra deres skelettræk, var i virkeligheden knogler fra knækkende skildpadder, sumpskildpadder og skildpadder.

"Dette er første gang nogen har opnået information på artsniveau ved hjælp af proteiner bevaret i arkæologisk havskildpaddeknogle, " sagde Virginia Harvey, undersøgelsens hovedforfatter og en doktorgradsforsker i marinbiologi og zooarkæologi ved University of Manchester. "Vores metode har gjort det muligt for os at låse op for ældgamle data, der ellers er gået tabt i tide for at se, hvilke arter af skildpaddemennesker, der var rettet mod tusinder af år siden i Caribien og Florida-regionerne."

Globalt, havskildpadder er blevet udnyttet i årtusinder til deres kød, æg, skaller og andre produkter. I dag, de står over for trusler fra tab af levesteder og forstyrrelser, krybskytteri, forurening, klimaændringer og fiskeri. Kun syv arter af havskildpadder er tilbage, seks af dem er klassificeret som sårbare, truet eller kritisk truet. At få et historisk perspektiv på, hvordan skildpaddepopulationer har ændret sig gennem tiden, er en afgørende komponent i at bevare dem, sagde Harvey.

Et af forskerholdets oprindelige mål var at finde ud af, om der stadig overlevede kollagen i gamle skildpaddeknoglerester. I en analyse af 130 arkæologiske skildpaddeprøver, holdet var i stand til at påvise kollagen hos 88 %.

"Vi var meget imponerede over niveauerne af proteinkonservering i skildpaddeknoglerne, hvoraf nogle menes at være op til 2, 500 år gammel, " sagde undersøgelsens medforfatter Michelle LeFebvre, assisterende kurator for det sydlige Floridas arkæologi og etnografi ved Florida Museum of Natural History. "Det faktum, at vi derefter var i stand til at bruge proteinsignaturerne til artsidentifikation for bedre at forstå disse arkæologiske steder, var meget spændende."

Holdet afslørede en usædvanlig kemisk signatur i et lille antal knogleprøver, der kunne tyde på, at de tilhører en anden art end dem, der findes i havene i dag. Men da forskerne forsøgte gammel DNA-analyse på dem, de fandt, at materialet var for nedbrudt.

"Hvor DNA-sekventering ofte kan give mere præcis information om artsidentitet, dette molekyle er meget skrøbeligt og overlever ikke altid for godt i gamle prøver fra varme, fugtigt klima, " sagde undersøgelsens medforfatter Konstantina Drosou, oldgammel DNA-specialist ved University of Manchester.

I modsætning, proteiner er til stede i meget højere koncentrationer og derfor mere tilbøjelige til at overleve i den arkæologiske optegnelse, Drosou sagde.

"Proteiner er meget robuste molekyler, "Føjede Harvey. "Fraværet af bevaret DNA i disse prøver betyder, at vi ikke har været i stand til at verificere, om de repræsenterer en ny art af havskildpadder eller ej. men det viser os, at vores arbejde her langt fra er færdigt. Der er så meget, som vi stadig kan lære af skildpadderesterne på disse steder og videre."

Brugen af ​​kollagen-fingeraftryk til at rette fejlidentifikationer baseret på fysiske egenskaber var "et godt yderligere resultat af undersøgelsen, " sagde Michael Buckley, seniorforfatter af undersøgelsen og seniorforsker ved University of Manchester.

Susan de France, studie medforfatter og professor ved University of Florida afdeling for antropologi, nævnte unge havskildpadder er ofte fejlidentificeret, fordi de er små og kan mangle de egenskaber, der bruges til at skelne mellem voksne havskildpadders knogler.

"Det er første gang, vi har været i stand til at se så specifikt på de foretrukne madvalg for beboerne på stedet, " sagde hun. "Ved Florida Gulf Coast-stedet, de fangede en masse unge skildpadder. De positive artsniveau-identifikationer af disse prøver kunne ikke være blevet opnået uden denne kollagen-fingeraftryksteknologi."

På samme sted, forskere fandt grønne skildpadderester i både affaldsdynger og høje, men ridley skildpadde eksemplarer blev kun fundet i høje, tyder på, at de måske er blevet reserveret til festritualer, sagde LeFebvre.

"Vi vidste, at disse gamle mennesker spiste havskildpadder, men nu kan vi begynde at finpudse, hvilke skildpadder de spiste på bestemte tidspunkter, " sagde hun. "Det er ikke anderledes end i dag - vi forbinder visse fødevarer med bestemte begivenheder. Det er sådan, mennesker ruller."

Forskerne er også ivrige efter at fortsætte med at anvende kollagen-fingeraftryk på andre arkæologiske museumsprøver, hvoraf mange endnu ikke er blevet positivt identificeret på artsniveau.

Harvey sagde, at hun håber, at undersøgelsen inspirerer til yderligere forskning i havskildpadder og andre sårbare og truede dyr.

"Nu hvor denne metode er tilgængelig, vi håber, at biologer, arkæologer og naturbevarende globalt vil fortsætte dette vigtige arbejde."

Forskerne publicerede deres resultater i Royal Society Open Science .

Casper Toftgaard fra Københavns Universitet og Andrew Kitchener fra National Museums Scotland, Edinburgh var også medforfatter til undersøgelsen.