Skalnatý, plochý a bez vegetace, Avayalik, ostrov poblíž severního cípu Labradoru v Kanadě, není ideální destinací pro dovolenou. Nicméně jeho náhradní terén je osazen archeologickými nálezy, které svědčí o lidské činnosti a bydlení více než 1 500 let.
Téměř před čtyřmi desetiletími se expedice, kterou společně spravoval William Fitzhugh, ředitel Smithsonianova centra arktických studií, vrátila z Avayaliku s řadou artefaktů získaných z těchto pravěkých míst.
Mezi nimi byly svazky baleenů, štětinový filtrační systém nalezený v ústech velryb Mysticeti. Při správném zacházení je baleen pozoruhodně pružným materiálem - natolik, že ho někteří vědci označují jako „přírodní plast“. Domorodé národy kromě jiného tkaly tento poddajný materiál do košů a svlékly jej, aby vytvořily rybářské vlasce. Během komerčního lovu velryb by je řemeslníci dokonce začlenili do korzetů a slunečníků.
Když však Fitzhugh a jeho kolegové studovali tyto vzorky od Avayalika, nemohli si být jisti, co mají. Jejich zmatení se týkalo více než praktického účelu těch balinských svazků: Starověcí lidé Avayalik možná používali svůj obsah jako připoutání nebo jako součást pastí, ale podrobnosti o samotné látce byly vzácné.
Přestože chladný materiál tento materiál dobře uchoval, výrazné vzory se zhoršily a barvy vybledly, takže bylo nemožné určit, z jakého druhu velryby pochází. V té době Susan Kaplan - nyní ředitelka Bowdoinova arktického muzea Perry-MacMillan a Centra arktických studií, ale pak doktorandského doktorandského studia - si myslela, že by mohla mít způsob, jak to zjistit.
Baleen je pozoruhodně flexibilní materiál - natolik, že ho někteří vědci označují jako „přírodní plast“. Domorodé národy mimo jiné tkaly tento poddajný materiál do košů a svlékly jej, aby vytvořily rybářské vlasce. (Wikimedia Commons / Randall Wade Grant) "Tato fantazijní věc se nazývala elektronový skenovací mikroskop, " říká Kaplan s odkazem na výkonný nástroj nově dostupný u Smithsoniana. Elektronová skenovací mikroskopie, schopná vykreslit zvětšené obrazy nanoměry, se používá ke zkoumání - a někdy i manipulaci - vzorků na molekulární úrovni. Ve snaze zjistit, jestli by to mohlo pomoci, Kaplan obdržel povolení extrahovat z pramenů vzorků drobných kousků materiálu, které její výzkumníci přinesli zpět. Opatrně umístila tyto miniaturní - ale ne zcela mikroskopické - vzorky do uzavřených a jasně označených skleněných lahviček. Jak si vzpomíná: „Moje otázka pro lidi byla: Můžete na skenovacím mikroskopu identifikovat [druh] baleenu? “
Ukázalo se, že to nemohli, ale Kaplanova příprava se stále vyplatila - prostě to trvalo mnohem déle, než se očekávalo.
Po celá léta zůstala Kaplanova vzorová sbírka v Fitzhughově kanceláři, malá mementa Avayalikových dosud nevyzpytatelných příběhů. Tam by mohli zůstat, kdyby se Caroline Solazzo, molekulární biologka z Smithsonianova muzejního institutu ochrany, nepřiblížila k Fitzhughu s jinou možností, technikou, která by mohla uspět tam, kde elektronový skenovací mikroskop zaostal.
Solazzo navrhovaná metoda je známá jako otisky prstů peptidů. Je to přístup, který zahrnuje rozdělení proteinů na kratší aminokyselinové řetězce. Pokud víte, co hledáte, můžete zacílit na konkrétní protein a dávat pozor na známé molekulární biomarkery, které vám umožní identifikovat jeho zdroj. Mimo jiné je to levné a rychlé, zejména ve srovnání s konvenčnější analýzou DNA, která by v každém případě byla téměř nemožná, vzhledem k degradaci starých vzorků, jako jsou vzorky získané z Labradoru. "DNA je mnohem těžkopádnější proces, " říká Fitzhugh. "Je to drahé. Je předmětem kontaminace a podobně. “
Baleen je štětinový filtrační systém, který se nachází v ústech velryb Mysticeti. (Wikimedia Commons / John Schell) Baleen byl pro tuto metodu velmi vhodný, protože, jak vysvětluje Solazzo, „je většinou vyroben z jednoho typu proteinu: alfa-keratinu. Je to stejná rodina proteinů, jaké se vyskytují ve vlasech, hřebících, rohech, kopytech. “V tomto světle si myslela, že by bylo možné konečně identifikovat vzorky, které Kaplan archivoval už dávno.
Jak se ukázalo, Solazzo měl pravdu. V příspěvku nedávno zveřejněném v časopise PLOS ONE zveřejnila ona a její spoluautoři, že úspěšně použila techniku otisku prstu na 29 fragmentárních vzorků, přičemž zjistila, že drtivá většina pochází z velryby úlovky. Relativně běžné v arktických a subarktických vodách, včetně těch, které se nacházejí na pobřeží Labradoru, mají bowheads nápadně zvláštní čelisti, které se podobají karikaturně pokřiveným úsměvům, když jsou jejich ústa zavřená. Ačkoli byli těžce loveni během zlatého věku lovu velryb - a zdá se, že i v mnohem vzdálenější minulosti - jsou dnes považováni za druh, který je málo znepokojivý.
Úspěch společnosti Solazzo je pozoruhodným úspěchem, částečně proto, že svědčí o výhodách hromadné otisků prstů peptidů obecně.
Tento úhel také zapůsobil na doktora Williama Cioffiho, který se zabýval otázkami souvisejícími s ochranou velryb na Duke University. "Vypadá to jako skvělá technika, " řekl Cioffi po přečtení příspěvku. "Pokud máte vzorky, z nichž nemůžete DNA získat, vypadá to skvělý způsob, jak získat informace o druhu."
Zatímco výsledky Solazzových analýz jsou fascinující samy o sobě, mohou otevřít dveře pro ještě důležitější budoucí práci. Jak uznává, „technika je destruktivní, i když potřebujeme jen velmi málo“ materiálu. V souladu s tím může být analýza některých artefaktů v Smithsonianových sbírkách komplikovaným problémem, i když by bylo užitečné vědět více o tom, že do nich zvíře zůstává.
"Existuje mnoho baleenů v malých kusech nebo včleněných do artefaktů (nahoře: košík z baleenů), což je zajímavé archeologicky, ale je zde také spousta těchto informací o životním prostředí a biologii, " říká William Fitzhugh . (Antropologické oddělení, NMNH) Když ukázal, že je možné identifikovat druhy velryb z baleenu, Solazzo říká: „Nyní máme nový nástroj ke studiu těchto sbírek.“
Úspěch společnosti Solazzo je však více než jen důkazem o konceptu: Jak poznamenávají ona a její spoluautoři, může také přímo přispívat k pokračujícím snahám o zachování. Pomohlo nám pochopit, jaké druhy velryb byly loveny v daném regionu v určitých bodech v minulosti, a mohlo by nám to lépe porozumět tomu, jak se populace v průběhu času měnila.
"Stále se snažíme pochopit, jak byly obě tyto populace - populace úklony a populace pravých velryb - zdecimovány, když byly zdecimovány, a jaká by mohla být jejich původní velikost populace, " říká Andrew J. Reid, profesor mořská biologie u vévody (a Cioffiho poradce). „V tomto ohledu je užitečný jakýkoli náhled na evropský velrybářství po kontaktu nebo dokonce na tuzemský velrybář před kontaktem.“
Možná ještě důležitější je, že baleen může mít jiné příběhy, které by měl vyprávět. Ve své práci Solazzo a její spoluautoři poznamenávají, že baleen může účinně zakódovat důkazy o změně klimatu a dalších environmentálních otázkách. Fitzhugh se v tomto bodě rozhovoru rozšiřoval a porovnával potenciál materiálu s potenciálem ledových jader, což nám může pomoci sledovat atmosférické úrovně staré stovky tisíc let.
"Baleen roste a zahrnuje ekologické podpisy, které rostou, a zmrazuje je do baleenu, " říká. "Když máte tyto velryby velké, které nyní víme, že jsou staré několik set let, máme nyní tyto skvělé environmentální záznamy." Je to jako archiv znečištění, teploty vody, slanosti, všeho, co v minulosti musíme vědět o životním prostředí. “
Cioffi také navrhl, že papír je zčásti vzrušující, protože nám může pomoci zjistit více o těchto dlouhých mrtvých velrybách a vodách, kterými plavou. "Existuje mnoho baleenů v malých kouscích nebo začleněných do artefaktů, které jsou zajímavé z archeologického hlediska, ale tam je spousta těchto informací o životním prostředí a biologii uvězněných také tam, " říká. "Je to skvělé malé okno do minulosti, takže nyní nemůžeme získat takové biologické údaje."
I když takové objevy mohou přijít včas, Fitzhugh naznačuje, že to, co jsme se již naučili, hovoří o skutečném potenciálu muzeí.
"Když sbíráte věci, opravdu nevíte, jaký bude jejich účel, " říká. „Pokud sbíráte věci jen pro konkrétní potřebu, kterou právě teď máte, často nemáte materiály, které potřebujete použít, když se vyvíjejí nové techniky, které je studují nebo vymýšlejí. To je dobrý příklad toho, že se staré sbírky v Smithsonianu stávají cennými díky novým vědeckým technikám, které jsou vyvinuty pro jejich studium a analýzu. “
Kaplan je s výsledky nálezy potěšen. "Je tak hezké vidět práci baleen v tisku, " říká. Po všech těch letech se však znovu ocitá v pomyšlení na Avayalika. Dokonce doufá, že se brzy vrátí. Stále máme co učit se z artefaktů, které již máme, ale je jich ještě mnoho, co je třeba objevit.
