Skalnat, raven in brez rastlinja, Avayalik, otok blizu severnega vrha Labradorja v Kanadi, ni nikogar idealna destinacija za počitnice. Kljub temu je njegov rezervni teren prepreden z arheološkimi najdišči, ki nakazujejo na človeško dejavnost in bivališče, starejše od več kot 1500 let.
Pred skoraj štirimi desetletji se je iz Avayalika vrnila ekspedicija, ki jo je vodil William Fitzhugh, direktor Smithsonianovega centra za arktične študije, z množico artefaktov, ki so jih odkrili s teh prazgodovinskih najdišč.
Med njimi so bili snopi baleen, ščetinasti filtracijski sistem, ki so ga našli v ustih kitov Mysticeti. Ko se pravilno ravna, je baleen izjemno prilagodljiv material - toliko, da ga nekateri raziskovalci označujejo kot "naravo plastiko". Avtohtoni prebivalci so med drugim ta prožni material tkali v košare in ga slekli, da bi naredili ribiške vrvi. V dobi komercialnega kitolova so jo obrtniki celo vključili v steznike in sončnike.
Vendar pa Fitzhugh in njegovi sodelavci, ki so preučevali te vzorce pri Avayaliku, niso mogli biti prepričani, kaj imajo. Njihova zmeda je bila več kot praktični namen teh snopov baleen: Starodavni narodi Avayalika so svojo vsebino morda uporabljali kot vezi ali sestavne dele pasti, vendar je bilo podrobnosti o sami snovi malo.
Čeprav je mraz dobro ohranil material, so se značilni vzorci poslabšali, barve pa so zbledele, zato je bilo skoraj nemogoče določiti, iz katere vrste kita prihaja. Takrat je Susan Kaplan, ki je zdaj direktorica Bowdoinovega arktičnega muzeja Perry-MacMillan in centra za arktične študije, potem pa doktorska študentka, povezana s Smithsonianovo, mislila, da bo morda našla način za to.
Baleen je izjemno prilagodljiv material - toliko, da ga nekateri raziskovalci označujejo kot "plastiko narave". Avtohtoni prebivalci so med drugim ta prožni material tkali v košare in ga slekli, da bi naredili ribiške linije. (Wikimedia Commons / Randall Wade Grant) "Obstajala je ta čudovita stvar, imenovana elektronski skenirajoči mikroskop, " pravi Kaplan, ki se sklicuje na močno orodje, ki je na voljo na spletni strani Smithsonian. Elektronsko skenirajoča mikroskopija, ki omogoča upodobitev povečanih slik nanodelcev, se uporablja za pregledovanje in včasih manipuliranje vzorcev na molekularni ravni. V iskanju, ali bi lahko tukaj pomagalo, je Kaplan dobila dovoljenje za izvleček drobnih drobcev materiala iz vzorcev baleen, ki so jih prinesli njeni kolegi raziskovalci. Previdno je položila te miniskule (vendar ne ravno mikroskopske) vzorce v zaprte in jasno označene steklene viale. Kot se spominja: „Moje vprašanje do ljudi je bilo, ali lahko na skenirajočem mikroskopu prepoznate [vrste] baleen? ”
Izkazalo se je, da ne morejo, a se je Kaplanova priprava vseeno izplačala - trajalo je veliko dlje, kot so pričakovali.
Kaplanova zbirka vzorcev je dolga leta ostala v Fitzhughovi pisarni, drobni spomini na še vedno neizgovorjene zgodbe Avayalika. Tu bi morda ostali, če se Caroline Solazzo, molekularna biologinja s Smithsonian's Museum Conservation Institute, ne bi približala Fitzhughu z drugo možnostjo, tehniko, ki bi lahko uspela, če mikroskopski skenirni elektroni primanjkujejo.
Predlagana metoda Solazza je znana kot prstni odtis peptidne mase. Gre za pristop, ki vključuje razbijanje beljakovin na krajše verige aminokislin. Če veste, kaj iščete, lahko ciljate na določene beljakovine in pri tem pazite na znane molekularne biomarkerje, ki vam omogočajo, da prepoznate njegov izvor. Med drugim je poceni in hitro, še posebej v primerjavi z običajnejšo analizo DNK, kar bi bilo glede na degradacijo starodavnih vzorcev, kot so bili dobljeni iz Labradorja, skorajda nemogoče. "DNK je veliko bolj težaven proces, " pravi Fitzhugh. "To je drago. Podvržena je kontaminaciji in podobnim. "
Baleen je ščetinasti filtracijski sistem, ki ga najdemo v ustih kitov Mysticeti. (Wikimedia Commons / John Schell) Baleen je bil močan način, saj, kot pojasnjuje Solazzo, "je večinoma narejen iz ene vrste beljakovin: alfa-keratina. To je ista družina beljakovin, ki jih najdemo v laseh, nohtih, rogu, kopitu. "V tej luči je menila, da bi bilo mogoče dokončno prepoznati vzorce, ki jih je Kaplan arhiviral že davno.
Kot se je izkazalo, je bil Solazzo pravilen. V članku, ki ga je nedavno objavil časopis za odprti dostop PLOS ONE, pišeta, da je uspešno uporabila tehniko prstnih odtisov na 29 fragmentarnih vzorcih in ugotovila, da je velika večina prišla iz kitov z lovkami. Relativno pogoste v arktičnih in subarktičnih vodah, vključno s tistimi ob obali Labradorja, imajo presenetljive čeljustne čeljusti, ki spominjajo na karikaturno zvite nasmehe, ko usta zaprejo. Čeprav so jih močno lovili v zlati dobi evropskega kitolova - in zdi se, da tudi v daljni preteklosti - veljajo za vrsto, ki jih danes zelo skrbi.
Uspeh Solazza je presenetljiv uspeh, deloma tudi zato, ker priča o koristih prstnih odtisov peptidne mase na splošno.
Ta kot je navdušil tudi Williama Cioffija, doktorskega študenta, ki se ukvarja z vprašanji, povezanimi z ohranjanjem kitov na univerzi Duke. "Izgleda kot odlična tehnika, " je po pregledu prispevka dejal Cioffi. "Če imate vzorce, od katerih ne morete dobiti DNK, je videti odličen način za pridobivanje informacij o vrstah."
Čeprav so rezultati Solazzovih analiz že sami po sebi fascinantni, bodo morda odprli vrata za še pomembnejše prihodnje delo. Kot priznava, je "[T] tehnika tehnično uničevalna, čeprav potrebujemo zelo malo" materiala. V skladu s tem je analiza nekaterih artefaktov v Smithsonianovih zbirkah lahko težaven predlog, četudi bi bilo koristno vedeti več o živalskih ostankih, vključenih v njih.
"Obstaja veliko baleen v majhnih kosih ali vgrajenih v artefakte (zgoraj: košara iz balena), ki je arheološko zanimiva, vendar je veliko teh informacij o okolju in biologiji tudi tam ujetih, " pravi William Fitzhugh . (Oddelek za antropologijo, NMNH) Ko je pokazal, da je mogoče prepoznati vrste kitov iz baleen, Solazzo pravi: "Zdaj imamo novo orodje za preučevanje teh zbirk."
Uspeh Solazza pa je več kot dokaz koncepta: Kot opažata ona in njeni soavtorji, bi lahko tudi bolj neposredno prispeval k nenehnim prizadevanjem za ohranjanje. Če nam pomaga razumeti, katere vrste kitov so v določenih regijah lovili na določenih območjih v preteklosti, bi nam lahko zagotovili boljše razumevanje, kako se je populacija s časom spreminjala.
"Še vedno poskušamo razumeti, kako sta bili ti populaciji lopov in populacije pravih kitov razkrojeni, ko so bili uničeni, in kakšne so lahko bile njihove prvotne velikosti, " pravi Andrew J. Reid, profesor morska biologija pri Dukeu (in Cioffijev svetovalec). "V zvezi s tem je koristen kakršen koli vpogled v zgodnji evropski kitolov po končnem stiku ali celo kino lov na predkontaktne kitove."
Morda je še pomembneje, da ima Baleen povedati še druge zgodbe. Solazzo in njeni soavtorji v svojem prispevku ugotavljajo, da lahko baleen učinkovito kodira dokaze o podnebnih spremembah in drugih okoljskih vprašanjih. Če se je pogovor razširila na to temo, je Fitzhugh primerjal potencial materiala s potencialom ledenih jeder, kar nam lahko pomaga slediti atmosferske ravni, stare več sto tisoč let.
"Baleen raste in vključuje okoljske podpise, ko raste in zamrzne tiste v baleen, " pravi. "Ko imate velike kitove, za katere vemo, da so stari nekaj sto let, imamo te velike okoljske zapise. To je kot arhiv onesnaženja, temperature vode, slanosti, vseh stvari, ki jih moramo v preteklosti vedeti o okolju. "
Tudi Cioffi je namigoval, da je papir deloma navdušujoč, ker nam lahko pomaga izvedeti še več o teh davno mrtvih kitih in vodah, skozi katere plavajo. "Obstaja veliko baleen v majhnih koščkih ali vgrajenih v artefakte, ki so arheološko zanimivi, vendar je veliko teh informacij o okolju in biologiji tudi ujetih tam, " pravi. "To je veliko majhno okno v preteklost na način, da zdaj ne moremo dobiti takšnih bioloških podatkov."
Čeprav lahko takšna odkritja pridejo pravočasno, Fitzhugh predlaga, da to, kar smo se že naučili, govori o resničnem potencialu muzejev.
"Ko zbirate stvari, resnično ne veste, kakšen bo njihov namen pozneje, " pravi. »Če zdaj zbirate stvari samo za določeno potrebo, pogosto nimate materialov, ki bi jih morali uporabiti, če bi razvili nove tehnike, da bi jih preučili ali razbrali. Torej, to je dober primer, da so stare zbirke na Smithsonianu postale dragocene zaradi novih znanstvenih tehnik, ki so razvite za njihovo proučevanje in analizo. "
Kaplan je medtem z ugotovitvami zadovoljen. "Tako lepo je videti baleeno delo v tisku, " pravi. Po vseh teh letih pa se spet znajde na Avayalik. Celo upa, da se bo kmalu vrnila na pot. Iz artefaktov, ki jih že imamo, se moramo še veliko naučiti, še veliko pa jih je treba odkriti.
