Скалист, равен и почти без растителност, Avayalik, остров в близост до северния край на Лабрадор, Канада, не е идеалната дестинация за почивка. Независимо от това, резервният му терен е осеян с археологически обекти, които предполагат човешка дейност и обиталище, датиращи от повече от 1500 години.
Преди почти четири десетилетия експедиция, съвместно управлявана от Уилям Фицуг, директор на Центъра за арктически изследвания на Смитсониан, се завърна от Авайлик с масив от артефакти, възстановени от тези праисторически обекти.
Сред тях бяха снопове бали, четка филтрираща система, открита в устите на китовете Mysticeti. Когато се третира правилно, балейнът е забележително гъвкав материал - дотолкова, че някои изследователи го наричат „естествената пластмаса“. Коренните народи, наред с други неща, са вплели този гъвкав материал в кошници и го събличали, за да правят въдици. По време на ерата на търговския китолов, занаятчиите дори биха го включили в корсети и чадъри.
Изучавайки тези проби от Avayalik обаче, Fitzhugh и неговите колеги не можеха да бъдат сигурни какво имат. Объркването им беше повече от практическата цел на тези снопове с бали: Древните народи на Аваялик може би използваха съдържанието им като връзки или компоненти на капани, но подробности за самото вещество бяха оскъдни.
Макар студът да е запазил добре материала, отличителните модели са се влошили и цветовете са избледнели, което прави всичко почти невъзможно да се определи от кой вид кит е произлязъл. По това време Сюзън Каплан - сега директор на Арктическия музей на Пери-Макмилан и Пекин Макмилански център, но след това докторант, свързан със Смитсониан - смяташе, че може да има начин да разбере.
Baleen е забележително гъвкав материал - дотолкова, че някои изследователи го наричат „природата пластмаса“. Коренните народи, наред с други неща, са вплели този гъвкав материал в кошници и го събличали, за да правят въдици. (Wikimedia Commons / Рандал Уейд Грант) „Имаше това фантазирано нещо, наречено електронно сканиращ микроскоп“, казва Каплан, като се позовава на мощен инструмент, новодостъпен в Smithsonian. Електронно сканиращата микроскопия, способна да изобразява увеличени изображения на наноразмер, се използва за изследване и понякога манипулиране на образци на молекулно ниво. В опит да разбере дали това може да помогне тук, Каплан получи разрешение за извличане на миниатюрни плъзгачи материал от пробите на Baleen, които нейните колеги изследователи бяха върнали обратно. Тя внимателно постави тези минимални - но не съвсем микроскопични - проби в запечатани и ясно етикетирани стъклени флакони. Както си спомня: „Въпросът ми към хората беше: Можете ли да идентифицирате [вида на] балето на сканиращия микроскоп? "
Оказа се, че не могат, но подготовката на Каплан все пак се изплати - просто отне много повече от очакваното.
Години наред колекцията от проби от Каплан остана в офиса на Фицхуг, мънички спомени от все още неразказаните истории на Avayalik. Там биха могли да останат, ако Каролайн Солацо, молекулярна биоложка от Музея за опазване на музеите на Смитсониан, не се беше обърнала към Фицуг с друга възможност, техника, която може да успее, когато микроскопът за сканиране на електрон отпадна.
Предложеният метод на Солацо е известен като отпечатване на пептидна маса. Това е подход, който включва разграждането на протеините в по-къси аминокиселинни вериги. Ако знаете какво търсите, можете да се насочите към конкретен протеин, като внимавате за известни молекулярни биомаркери, които ви позволяват да идентифицирате неговия източник. Освен всичко друго, той е и евтин, и бърз, особено в сравнение с по-конвенционалния ДНК анализ, който във всеки случай би бил почти невъзможен, като се има предвид деградацията на древни проби като тези, получени от Лабрадор. „ДНК е много по-тромав процес“, казва Фицуг. "Скъпо е. Това е обект на замърсяване и такива неща. "
Baleen е настръхна система за филтриране, намираща се в устите на китовете Mysticeti. (Wikimedia Commons / Джон Шел) Белийн беше много подходящ за метода, тъй като, както обяснява Солацо, той „се произвежда най-вече от един вид протеин: алфа-кератин. Това е същото семейство протеини, открити в косата, ноктите, рога, копита. ”В тази светлина тя смяташе, че е възможно най-накрая да идентифицира пробите, които Каплан е архивирала много преди това.
Както се оказа, Солацо беше прав. В документ, публикуван наскоро от списанието за отворен достъп PLOS ONE, тя и нейните съавтори пишат, че тя успешно е приложила техниката за отпечатване на пръсти върху 29 фрагментарни проби, установявайки, че огромното мнозинство идва от китовете на носа. Сравнително често срещани в арктически и субарктически води, включително тези край бреговете на Лабрадор, полюсите имат поразително особени челюсти, които приличат на карикатурно криви усмивки, когато устата им е затворена. Въпреки че те са били ловяни силно през златния век на европейския китолов - а изглежда, че и в далечното по-далечно минало - днес те се считат за вид, който не е толкова загрижен.
Успехът на Солацо е поразително постижение, отчасти защото свидетелства за ползите от отпечатването на пептидна маса по-общо.
Този ъгъл също впечатли Уилям Чиофи, докторант, работещ по въпроси, свързани с опазването на китовете в университета Дюк. „Изглежда страхотна техника“, каза Сиофи след прегледа на вестника. „Ако имате проби, от които не можете да вземете ДНК, изглежда страхотен начин да получите информация за видовете.“
Докато резултатите от анализите на Солацо са завладяващи сами по себе си, те могат да отворят вратата за още по-важна бъдеща работа. Както тя признава, „[T] той техниката е разрушителна, въпреки че имаме нужда от много малко“ материал. Съответно, анализирането на някои от артефактите в колекциите на Smithsonian може да е сложно предложение, дори ако би било полезно да научите повече за животинските останки, включени в тях.
„Има много baleen на малки парчета или вградени в артефакти (по-горе: кошница, изработена от baleen), което е интересно археологически, но има много тази информация за околната среда и биологията, хваната там също“, казва Уилям Фицуг, (Антропологичен отдел, NMNH) След като показа, че е възможно да се идентифицират видове китове от Baleen, Солацо казва: „Сега имаме нов инструмент за проучване на тези колекции.“
Успехът на Солацо обаче е повече от доказателство за концепция: Както отбелязват тя и нейните съавтори, той може също да допринесе по-пряко за продължаващите усилия за опазване. Като ни помогне да разберем кои видове китове са били ловувани в даден регион в определени точки в миналото, това би могло да ни даде по-добро разбиране за това как популацията се е променила с течение на времето.
„Все още се опитваме да разберем как и двете популации - популацията на носовете и правилната популация на китовете - са били унищожени, когато са били обезличени и какви са били първоначалните им числености“, казва Андрю Дж. Рийд, професор морска биология при Дюк (и съветник на Чофи). „В това отношение е полезно всяко вникване или в ранния след контактен европейски китолов, или дори предконтактен аборигенен китолов.“
Може би дори по-важното е, че Baleen може да има други истории за разказване. В своя документ Солацо и нейните съавтори отбелязват, че baleen може ефективно да кодира доказателства за изменението на климата и други екологични проблеми. Разширявайки тази точка на разговор, Фицуг сравнява потенциала на материала с този на ледените ядра, което може да ни помогне да проследим атмосферните нива, датиращи от стотици хиляди години.
„Baleen расте и включва в себе си екологични подписи, докато расте и замразява тези в baleen“, казва той. „Когато разполагате с тези големи китове, които сега знаем, че живеят на няколкостотин години, сега имаме тези страхотни екологични записи. Това е като архив на замърсяване, температура на водата, соленост, всякакви неща, които трябва да знаем за околната среда в миналото. “
Cioffi също предположи, че хартията е вълнуваща отчасти, защото може да ни помогне да разберем още повече за тези отдавна умрели китове и водите, през които плуват. „Има много бали на малки парчета или вградени в артефакти, което е интересно археологически, но има много тази информация за околната среда и биологията, хваната там също“, казва той. „Това е страхотен малък прозорец в миналото по начин, по който сега не можем да получим такъв вид биологични данни.“
Въпреки че подобни открития могат да дойдат навреме, Фицуг предполага, че това, което вече научихме, говори за реалния потенциал на музеите.
„Когато събирате неща, вие наистина не знаете каква може да бъде тяхната цел по-късно“, казва той. „Ако събирате неща само за конкретна нужда, която имате в момента, често нямате материалите, които трябва да използвате, когато се разработват нови техники, за да ги изучите или да ги измислите. Така че, това е добър случай, когато старите колекции в Smithsonian стават ценни поради новите научни техники, които са разработени за тяхното изучаване и анализ. "
Междувременно Каплан е доволен от констатациите. „Толкова е хубаво да видиш произведението на белезниците в печатен вид“, казва тя. След всички тези години обаче тя отново се замисля за Авайлик. Дори се надява скоро да направи пътуване на връщане. Имаме още много да научим от артефактите, които вече имаме, но има още много неща, които предстои да бъдат открити.
