Группа антропологов Университета Колорадо в Боулдере намерена изменить способ, которым ученые изучают старые кости без повреждений.
Если это звучит как мрачная цель, подумайте вот о чем: кусочки хорошо сохранившихся костей представляют ценность для исследователей, изучающих людей, живших от тысяч до сотен тысяч лет назад.
Эти образцы иногда содержат коллаген, полезную молекулу, которая может дать много информации о человеческих останках - от того, как давно человек умер, до того, что он или она, возможно, съел.
«Костный коллаген - это настоящее сокровище в области археологии», - говорит Кристина Райдер, аспирант кафедры антропологии Калифорнийского университета в Боулдере.
Теперь она и ее коллеги придумали творческий способ сэкономить на этом сокровище.
В исследовании, опубликованном на этой неделе в журнале Scientific Reports, группа описывает новый метод скрининга образцов костей, чтобы определить, содержат ли они коллаген. В отличие от существующих инструментов, которые ищут этот тип ткани, подход команды не повредит кости в процессе.
Для антропологов этот тест может изменить правила игры, считает соавтор исследования Мэтт Спонхеймер, профессор антропологии в Калифорнийском университете в Боулдере.
«Эти останки пролежали нетронутыми тысячи лет, поэтому всегда немного больно уничтожать образец», - сказал он. "Это вдвойне трагично, если вы это сделаете, и все это напрасно. Это то, что мы пытаемся предотвратить."
Это цель, которая появилась после многих часов разочарования. Несколько лет назад одному из коллег Спонхеймера было поручено извлечь коллаген из серии образцов древней кости. Коллаген в костях немного похож на свидетельство о рождении; если ученые найдут его в достаточном количестве, они смогут использовать коллаген для определения возраста человеческого образца с помощью радиоуглеродного датирования.
Но этот материал, который помогает скреплять человеческие кости и другие ткани, тоже плохо стареет. Во многих скелетных останках, даже в хорошо сохранившихся могилах, его содержится немного.
«Мой студент потратил недели и, в конечном счете, месяцы лабораторного времени, пытаясь получить диетическую информацию из древнего коллагена, и это работало невероятно плохо», - сказал Спонхеймер. «Я подумал про себя: «Должен быть лучший способ».
Как оказалось, был. В своем последнем исследовании Спонхеймер, Райдер и их коллеги обнаружили, что они могут откалибровать машину, называемую спектрометром ближнего инфракрасного диапазона, для проверки костей на наличие коллагена.
Этот процесс на удивление прост, сказал Райдер. Прибор, работающий с помощью ручного датчика, сканирует образцы костей, а затем - за считанные секунды - производит оценку количества коллагена внутри.
«Я подразню, что самая длинная часть процесса - это ввод имени файла», - сказал Райдер.
Чтобы убедиться в точности своего метода, исследователи протестировали свой инструмент на более чем 50 образцах измельченной кости с известной концентрацией коллагена. Тесты правильно предсказали примерную концентрацию коллагена в каждом из этих образцов. Он работал и с 44 кусками цельной кости.
Райдер добавил, что весь спектрометр имеет размер портфеля, а это значит, что команда может взять его с собой в поле.
Он уже прошел один громкий пробный прогон. В прошлом году Райдер прилетел в Германию, чтобы встретиться с коллегами из Института эволюционной антропологии Макса Планка. Исследователи хотели датировать человеческие останки, обнаруженные в Долни-Вестонице - единственном в своем роде археологическом памятнике в Чешской Республике, где хранятся одни из старейших известных образцов изобразительного искусства в истории человечества.
«У аспиранта этого проекта было всего шесть флаконов с образцами из человеческих захоронений», - сказал Райдер. «Это все, что у нее было, и это все, что будет у кого-либо в обозримом будущем».
Благодаря ее спектрометру ближнего инфракрасного диапазона, однако, исследователи смогли ограничить количество костей, которые они должны были разрушить для радиоуглеродного датирования. Группа опубликовала свои результаты ранее в этом месяце в Journal of Archaeological Science: Reports.
И, по словам Спонхеймера, метод команды может однажды также позволить им проверять кости на наличие чего-то еще более ценного, чем коллаген: древней ДНК.
«Для тех, кто выполняет эту работу, практические преимущества очевидны», - сказал Спонхеймер.