Kivinen, litteä ja kaikki paitsi kasvillisuus, Avayalik, saari lähellä Labradorin pohjoisosaa Kanadassa, ei ole kenenkään ihanteellinen lomakohde. Siitä huolimatta sen varamaisema on täynnä arkeologisia kohteita, jotka viittaavat ihmisten toimintaan ja asuinpaikkaan yli 1500 vuotta sitten.
Melkein neljä vuosikymmentä sitten Smithsonianin arktisen tutkimuksen keskuksen johtajan William Fitzhughin johtama retkikunta palasi Avayalikilta joukolla esineitä, jotka oli palautettu noista esihistoriallisista paikoista.
Niiden joukossa oli baleenin kimppuja, harjastesuodatusjärjestelmää, jota löytyi Mysticeti-valaiden suusta. Oikein käsiteltynä paalenen on erittäin joustava materiaali - niin paljon, että jotkut tutkijat kutsuvat sitä "luonnon muoviksi". Alkuperäiskansat ovat muun muassa kudottaneet tämän taipuisan materiaalin koriin ja riisuneet sen kalastussiimojen valmistamiseksi. Kaupallisen valaanpyyntikauden aikana käsityöläiset sisällyttäisivät sen jopa korsetteihin ja aurinkovarjoihin.
Tutkiessaan näitä näytteitä Avayalikilta Fitzhugh ja hänen kollegansa eivät kuitenkaan voineet olla varmoja siitä, mitä heillä oli. Heidän epäselvyytensä koskivat enemmän kuin näiden baleen-nippujen käytännöllistä tarkoitusta : Avayalikin muinaiset kansat ovat saattaneet käyttää sisältöään kiinnityksinä tai ansojen komponenteina, mutta yksityiskohdat itse aineesta olivat vähäisiä.
Vaikka kylmä oli säilyttänyt materiaalin hyvin, erottuvat kuviot olivat heikentyneet ja värit haalistuneet, minkä vuoksi oli kaiken mahdollista, mutta mahdotonta määrittää, mistä valaslajeista se oli peräisin. Tuolloin Susan Kaplan - nykyisin Bowdoinin Perry-MacMillan-arktisen museon ja arktisten tutkimuskeskusten johtaja, mutta sitten Smithsonianiin kuuluva jatko-opiskelija - ajatteli, että hänellä voisi olla tapa saada selville.
Baleen on erittäin joustava materiaali - niin paljon, että jotkut tutkijat kutsuvat sitä "luonnon muoviksi". Alkuperäiskansat ovat muun muassa kudoneet tämän taipuisan materiaalin koriin ja riisaneet sen kalastussiimojen valmistamiseksi. (Wikimedia Commons / Randall Wade Grant) "Siellä oli tämä hieno asia, nimeltään elektroniskannausmikroskooppi", Kaplan sanoo viittaamalla Smithsonianin äskettäin myytävään tehokkaaseen työkaluun. Elektroniskannausmikroskopiaa, joka pystyy tuottamaan suurennettuja kuvia nanomittakaavasta, käytetään tutkimaan ja joskus manipuloimaan näytteitä molekyylitasolla. Yrittäessään selvittää, olisiko siitä apua täällä, Kaplan sai luvan poimia pieniä ainesosia materiaaleista baleeninäytteistä, jotka tutkijoiden kollegat olivat tuoneet takaisin. Hän sijoitti huolellisesti nuo pienet - mutta ei aivan mikroskooppiset - näytteet sinetöityihin ja selvästi merkittyihin lasipulloihin. Kuten hän muistelee, ”Kysymykseni ihmisille oli, voisitko tunnistaa [pahan lajin] skannausmikroskoopilla? ”
Kävi ilmi, että he eivät pystyneet, mutta Kaplanin valmistelu kannatti silti - kesti vain odotettua kauemmin.
Kaplanin näyttelykokoelma pysyi vuosien ajan Fitzhughin toimistossa, pieniä muistoesineitä Avayalikin edelleen lausumattomista tarinoista. Siellä he olisivat voineet jäädä, jos Smithsonianin museoiden suojeluinstituutin molekyylibiologi Caroline Solazzo ei olisi lähestynyt Fitzhughia toisella mahdollisuudella, tekniikalla, joka saattaa menestyä siinä, missä elektroneja pyyhkävä mikroskooppi olisi kaatunut.
Solazzon ehdottama menetelmä tunnetaan peptidimassan sormenjälkinä. Se on lähestymistapa, joka sisältää proteiinien hajottamisen lyhyemmiksi aminohappoketjuiksi. Jos tiedät etsimäsi, voit kohdistaa tiettyyn proteiiniin pitämällä silmällä tunnettuja molekyylin biomarkkereita, joiden avulla voit tunnistaa sen lähteen. Se on muun muassa sekä halpaa että nopeaa, varsinkin verrattuna perinteisempiin DNA-analyyseihin, mikä olisi joka tapauksessa ollut lähes mahdotonta, kun otetaan huomioon muinaisten näytteiden, kuten Labradorista talteen otettujen näytteiden, hajoaminen. "DNA on paljon hankalampaa prosessia", Fitzhugh sanoo. "Se on kallis. Se on saastuneita, ja tällaiset asiat. ”
Baleen on harvoin suodattava järjestelmä, jota löytyy Mysticeti-valaiden suusta. (Wikimedia Commons / John Schell) Baleen sopi hyvin menetelmään, koska kuten Solazzo selittää, se “valmistetaan enimmäkseen yhdestä proteiinityypistä: alfa-keratiinista. Se on sama proteiiniperhe, jota löytyy hiuksista, kynnestä, sarvesta ja sorkasta. ”Tässä valossa hän ajatteli, että saattaa olla mahdollista lopullisesti tunnistaa näytteet, jotka Kaplan oli arkistoinut kauan sitten.
Kuten kävi ilmi, Solazzo oli oikeassa. Äskettäin avoimen julkaisun PLOS ONE -lehden julkaisemassa artikkelissa hän ja hänen tekijänsä kirjoittavat, että hän on onnistuneesti soveltanut sormenjälkitekniikkaa 29 katkonaiseen näytteeseen, ja havaitsi, että suurin osa tuli keulavalaista. Suhteellisen yleinen arktillisissa ja subarktisissa vesissä, mukaan lukien Labradorin rannikon ulkopuolella sijaitsevissa vesistöissä, keulapääillä on silmiinpistävän ominaiset leukaviivat, jotka muistuttavat sarjakuvamaisesti vinohymyjä, kun heidän suunsa ovat kiinni. Vaikka niitä pyydettiin voimakkaasti Euroopan valaanpyynnin kultakaudella - ja näyttäisi siltä, että myös kauemmassa menneisyydessä - niitä pidetään nykyään vähäisen huolenaiheen lajeina.
Solazzon menestys on silmiinpistävä saavutus osittain siksi, että se todistaa peptidien massan sormenjälkien hyödyistä yleisemmin.
Tämä näkökulma teki vaikutuksen myös Duke-yliopiston valaiden suojeluun liittyvissä kysymyksissä työskentelevään jatko-opiskelijaan William Cioffiin. "Se näyttää hyvältä tekniikalta", Cioffi sanoi tarkastellessaan paperia. "Jos sinulla on näytteitä, joista et voi saada DNA: ta, se näyttää hieno tapa saada tietoa lajeista."
Vaikka Solazzon analyysien tulokset ovatkin itsessään kiehtovia, ne saattavat avata oven vielä tärkeämmälle tulevaisuuden työlle. Kuten hän myöntää, ”[tekniikka] on tuhoisa, vaikka tarvitsemme hyvin vähän” materiaalia. Siksi joidenkin Smithsonian-kokoelmissa olevien esineiden analysointi voi olla hankala ehdotus, vaikka olisi hyödyllistä tietää enemmän eläimistä, jotka sisältyvät niihin.
"Siellä on paljon pahaa pieninä kappaleina tai sisällytettynä esineisiin (yllä: baleenista valmistettu kori), joka on mielenkiintoinen arkeologisesti, mutta siellä on myös paljon tietoa ympäristöstä ja biologiasta loukkuun saakka", sanoo William Fitzhugh. . (Antropologian osasto, NMNH) Solazzo, osoittanut, että valaan lajit on mahdollista tunnistaa baleenista, sanoo: "Nyt meillä on uusi työkalu näiden kokoelmien tutkimiseen."
Solazzon menestys on kuitenkin enemmän kuin todiste konseptista: Kuten hän ja hänen tekijänsä huomauttavat, se saattaa myös vaikuttaa suoraan suoriin jatkuvaan suojelutoimintaan. Auttamalla meitä ymmärtämään, minkä tyyppisiä valaita metsästää tietyllä alueella tietyllä hetkellä, se voisi antaa meille paremman käsityksen siitä, kuinka populaatiot ovat ajan myötä muuttuneet.
"Yritämme yhä ymmärtää, kuinka molemmat noista populaatioista - keulakannasta ja oikeasta valaspopulaatiosta - hävitettiin, kun ne purettiin, ja mikä niiden alkuperäinen populaatiokoko olisi saattanut olla", kertoo Andrew J. Reid, professori meribiologia Dukessa (ja Cioffin neuvonantaja). "Kaikista näkemyksistä joko varhaisesta kontaktin jälkeisestä eurooppalaisesta valaanpyynnistä tai jopa kosketusta edeltävästä alkuperämaalauksesta on hyötyä."
Ehkä vielä tärkeämpää on, että baleenilla voi olla muita tarinoita kertoa. Solazzo ja hänen tekijänsä huomauttavat paperissaan, että baleen voi tehokkaasti koodata todisteita ilmastonmuutoksesta ja muista ympäristökysymyksistä. Laajennettuaan tätä keskustelun pistettä, Fitzhugh vertasi materiaalin potentiaalia jääydinten potentiaaliin, mikä voi auttaa meitä seuraamaan ilmakehän tasoja, jotka juontavat satoja tuhansia vuosia.
"Baleen kasvaa ja siihen sisältyy ympäristön allekirjoituksia kasvaessaan ja jäädyttäen ne baleeniksi", hän sanoo. ”Kun sinulla on nämä suuret keulavalaat, joiden tiedämme nyt olevan parisataa vuotta vanhoja, nyt meillä on nämä upeat ympäristörekisterit. Se on kuin arkisto pilaantumisesta, veden lämpötilasta, suolaisuudesta ja kaikenlaisista asioista, jotka meidän on tiedettävä ympäristöstä aiemmin. "
Samoin Cioffi ehdotti, että paperi oli osittain jännittävää, koska se voi auttaa meitä selvittämään vielä enemmän näistä pitkistä kuolleista valaista ja vesistä, joiden läpi ne uivat. "Siellä on paljon pahaa pieninä kappaleina tai sisällytettyinä esineisiin, mikä on mielenkiintoista arkeologisesti, mutta siellä on myös paljon tietoa ympäristöstä ja biologiasta loukkuun", hän sanoo. "Se on hieno pieni ikkuna menneisyyteen tavalla, jota emme voi saada sellaista biologista tietoa nyt."
Vaikka tällaisia löytöjä voi tulla ajan myötä, Fitzhugh ehdottaa, että se, mitä olemme jo oppineet, vastaa museoiden todellista potentiaalia.
"Kun kerät asioita, et todella tiedä, mikä niiden tarkoitus voi olla myöhemmin", hän sanoo. ”Jos kerät tavaroita vain tietylle tarpeellesi, joka sinulla on juuri nyt, sinulla ei usein ole tarvitsemiasi materiaaleja, kun kehität uusia tekniikoita niiden tutkimiseksi tai selvittämiseksi. Joten, tämä on hyvä tapa, kun Smithsonianin vanhoista kokoelmista tulee arvokkaita uusien tieteellisten tekniikoiden vuoksi, jotka on kehitetty tutkimaan ja analysoimaan niitä. "
Kaplan puolestaan on tyytyväinen havaintoihin. "On niin mukavaa nähdä baleeniteos painettuna", hän sanoo. Kaikkien näiden vuosien jälkeen hän kuitenkin ajattelee jälleen Avayalikia. Hän jopa toivoo saavansa paluumatkan pian. Meillä on vielä paljon opittavaa jo olemassa olevista esineistä, mutta vielä on vielä paljon löydettävää.
