https://frosthead.com

Menguji DNA dalam Artifak Muzium Boleh Membuka Sejarah Semula Jadi Baru, Tetapi Adakah Adakah Kerosakan Potensial?

Dengan tanduk yang besar dan melengkung dan bertumbuh besar di atas lima setengah kaki tinggi dan menimbang di lebih daripada satu tan-lembu aurochs yang pupus menimbulkan penglihatan tentang makhluk yang hampir mitos. Spesies bovine yang hebat muncul sepanjang sejarah, yang digambarkan dalam lukisan gua sejak 40, 000 tahun, yang dipamerkan sebagai simbol kekuatan dalam seni bina Yunani purba, bahkan digunakan sebagai binatang pertempuran semasa pemerintahan Empayar Rom.

Tetapi aurochs perkasa, nenek moyang untuk lembu moden, hilang dari Eropah pada awal 1600-an. Hari ini, saintis tahu sedikit tentang apa yang berlaku kepada spesies ini sekali-sekali di mana-mana.

Bagi kebanyakan kerjaya akademiknya, Mikkel Sinding, seorang penyelidik paleogenomics di Trinity College Dublin, telah terpesona oleh aurochs. Apa yang terjadi kepada bovine yang hebat itu, hanya 500 tahun yang lalu, menjelajah luas Eropah, Asia dan Afrika Utara? Adakah aurochs diburu ke kepupusan, atau adakah haiwan-haiwan yang diasimilasikan ke dalam kolam gen domestik? Berapa rapatnya hubungan dengan aurochs kepada lembu moden?

Untuk mengisi beberapa jurang dalam pemahaman kami tentang evolusi aurochs, Sinding mencari petunjuk genetik dari masa lalu. Jujukan genom menyediakan alat untuk memeriksa penyimpangan sedikit dalam DNA aurochs, mendedahkan bagaimana binatang-binatang ini hidup dan mungkin yang menyebabkan mereka hancur.

Mengasingkan DNA kuno cukup sukar. Mencari pelbagai sampel DNA aurochs lebih sukar. Muzium Negara Denmark-di mana Sinding telah mengkaji aurochs-mempunyai dua rangka lengkap yang tersedia untuk ujian, tetapi DNA dari dua spesimen tidak memberikan data yang mencukupi untuk mengesan sejarah genetik seluruh penduduk Eropah.

Sinding dan rekannya, ahli genetik Tom Gilbert, bercakap dengan kurator di Muzium Negara Denmark ketika mereka datang dengan idea untuk mengakses lebih banyak sampel aurochs untuk ujian DNA. Muzium Copenhagen menempatkan koleksi tanduk minum Skandinavia zaman pertengahan, yang sebahagiannya cukup besar untuk dibayangkan dari aurochs. Gilbert dan Sinding membincangkan kelangkaan artifak yang boleh diuji apabila kurator berkata, "Adakah anda tidak memandang melihat tanduk itu?"

"Anda seorang jenius, " jawab Sinding.

Fur Parka Parka bulu, mungkin dari Alaska atau Siberia, dengan hud yang dipercayai dibuat dari bulu rubah. (Muzium Sejarah Alam Negara, Jabatan Antropologi)

Walaupun semangat awal ini, pasukan Gilbert dan Sinding tidak mempunyai harapan yang tinggi untuk maju. Ujian DNA boleh menjadi proses yang sebahagiannya atau sepenuhnya merosakkan, dan kurator cenderung menyimpang pada mana-mana penyelidikan yang melibatkan keretakan atau memusnahkan sebahagian daripada artifak. "Kami fikir, 'Tidak ada cara di neraka anda akan dapat mencontohi mereka, '" kata Gilbert. Tetapi terkejutnya, muzium itu bersetuju untuk membiarkan Sinding menjalankan ujiannya.

"Kami tidak tahu sama ada mereka akan menjadi tanduk aurochs. Mereka adalah tanduk dari koleksi kebudayaan, "kata Sinding. Sesetengah tanduk dalam tarikh kutipan kembali kepada zaman purba Greco-Rom. Pada abad ke-13, minum tanduk mengalami kebangkitan semula populariti di kalangan bangsawan dan paderi. Tanduk hiasan yang dibuat dari sarung keratin berongga dan dihiasi emas, perak atau gangsa-digunakan untuk menghiasi meja-meja kerajaan. Tanduk terbesar di koleksi National Museum of Denmark diambil sebagai perang rampasan oleh tentera Sweden semasa perang Poland-Sweden pada awal abad ke-17.

Sinding diberi akses kepada enam tanduk dari abad ke-14 dan awal ke-15: tanduk berburu dari lembu auroch terakhir dan lima tanduk minum zaman pertengahan. Dalam kajian terbaru yang diterbitkan dalam The Journal of Archaeological Science, Sinding dan rakan-rakannya mengeluarkan DNA mitokondria dari tanduk-tanduk ini untuk menghasilkan genom mitokondria yang hampir lengkap (terdiri daripada DNA dari garis wanita). Berdasarkan bukti genetik dan saiz tanduk, Sinding dan pasukannya membuat kesimpulan bahawa sekurang-kurangnya empat tanduk minum mungkin diambil dari penduduk lembu aurochs terakhir untuk menjelajah dataran Eropah. Tiga tanduk mengandungi urutan genetik tertentu yang hanya terdapat dalam aurochs tulen.

Selain mendedahkan bab-bab yang hilang dalam sejarah semula jadi aurochs, kajian itu juga secara tidak sengaja mengenal pasti tanduk minuman Scandinavia koleksi muzium sebagai salah satu koleksi terkumpul dunia spesimen aurochs. Kerja-kerja Sinding adalah peringatan bahawa koleksi kebudayaan di institusi-institusi ini-di mana siasatan sering menumpukan pada tingkah laku manusia-juga dipenuhi dengan artifak-artifak yang diperbuat daripada kulit binatang, gigi, cakar dan pelbagai sisa-sisa fauna yang sudah pupus.

Biasanya para saintis mencuba objek dari koleksi sejarah semula jadi yang khusus diketepikan untuk ujian. Tetapi semakin banyak, penyelidik sejarah semula jadi dan ahli genetik berharap dapat mengambil artifak keluar dari belakang kaca.

Dengan menggabungkan biologi, arkeologi dan kimia, bidang paleogenomik telah dimatikan, kata Matthew Collins, seorang ahli biologi di Universiti York yang terkenal kerana kerja-kerja menggali DNA binatang dari kulit abad pertengahan. Terdapat "letupan sebenar" yang menarik, terutama apabila para penyelidik menyedari bahawa mereka "boleh menunggang kemajuan teknologi."

Antara yang menyelam ke dalam peluang penyelidikan baru ini ialah Tatiana Feuerborn di Muzium Negara Denmark. Dia mengkaji DNA dalam pakaian kuno, khususnya dalam pakaian yang dibuat dari bulu anjing luncur dan serigala. Dengan bantuan dari Sinding, Feuerborn menavigasi muzium untuk mendapatkan sampel kulit haiwannya.

Kebanyakan sampel haiwan ini telah duduk di koleksi sejarah, tidak disentuh, selama lebih dari seratus tahun, ditemui oleh penjelajah bebas yang melintasi Artik untuk mempelajari lebih lanjut mengenai budaya asli, menurut Feuerborn. Sekarang dia menggunakan pakaian untuk mempelajari evolusi anjing luncur.

"Kami mendapat dua kehidupan yang berbeza daripada bahan-bahan ini, " kata Feuerborn. Kehidupan pertama memberikan konteks sejarah tentang anjing dan budaya yang membiak mereka. Kehidupan kedua memberikan "pengertian tentang anjing itu sendiri, seumur hidupnya, idea umum tentang solek genetiknya."

"Perkara gila adalah, anda menyedari bahawa dalam galeri seni, muzium, arkib, terdapat banyak perkara yang telah disimpan kerana ia sama-sama cantik atau penting atau bahkan biasa sahaja, " kata Collins. "Pakaian, teks undang-undang mengenai tanah, semua barang-barang seperti ini yang dibuat dari tumbuh-tumbuhan dan haiwan-linen, bulu, kulit, tanduk-semuanya membawa isyarat biologi juga."

Bagi saintis seperti Sinding, Feuerborn dan Collins, koleksi arkeologi ini dipenuhi dengan data yang diabaikan. Walau bagaimanapun, banyak koleksi pengurus dan konservator tidak berminat untuk membekalkan spesimen mereka yang tidak ternilai untuk diperiksa dan diperiksa.

Collins berjuang pada awalnya untuk mendapatkan contoh-contoh kertas untuk penyelidikannya. "Kami bercakap dengan ketua arkib [di Cambridge University], dan dia fikir ini adalah idea yang sangat keren. Saya tidak peduli untuk bercakap dengan konservator, yang berpendapat ini adalah idea yang sangat tidak jelas. "

Magna Carta Salah satu daripada salinan Magna Carta yang masih hidup pada tahun 1215, yang ditulis pada kulit yang terbuat dari kulit domba. (Perpustakaan British)

Martin Appelt, kurator koleksi etnografi di Muzium Negara Denmark, bertanggungjawab memberi kebenaran kepada penyelidik untuk membuat artifak untuk kajian DNA. Appelt selalu memulakan setiap projek dengan mengingatkan dirinya pada satu prinsip: "Jika anda memutuskan untuk membelanjakan keseluruhan artefak pada analisis sejenis yang merusak, anda mungkin tidak akan dapat mendapatkannya lagi."

Pada intinya, pengekstrakan DNA merosakkan dan invasif. Tahap kemusnahan bergantung pada sifat artefak itu. Bagi Feuerborn untuk mengeluarkan DNA dari pakaian, dia memerlukan sampel kira-kira setengah saiz lubang pukulan. Sinding mengikat keratin serpih dari bahagian paling dalam tanduk minum. Dan Collins nyaris tidak dapat menyelesaikan tugasnya-selepas ditolak keizinan untuk terus mencuba kertas itu, dia dibenarkan mengumpul habuk yang telah jatuh dari dokumen semasa pembersihan biasa.

Secara umumnya, saintis memahami kebimbangan mengenai persampelan bekalan artifak bersejarah yang terhad. "Saya berharap sebenarnya lebih banyak muzium akan mengatakan tidak, " kata Collins. "Oleh kerana jika anda memikirkan sejauh mana koleksi fosil telah dicontohkan untuk DNA kuno, jika anda pergi ke muzium, anda akan melihat begitu banyak bahagian koleksi dengan sedikit takuk dipotong tulang atau dihancurkan."

Apabila teknologi pensampelan genetik bertambah baik, kurator bekerja untuk menyeimbangkan antara pemuliharaan dan penyelidikan. "Ini adalah satu cabaran secara umum bahawa bidang ini berfungsi untuk menangani, " kata Tim Cleland, ahli paleontologi molekular di Smithsonian's Museum Conservation Institute. "Dengan kedua-dua protein dan DNA purba, kita memerlukan kurang dan kurang bahan untuk bekerja, dan ketika kita bergerak ke depan, sampel akan menjadi lebih kecil dan lebih kecil kerana maklumat semakin baik."

Walaupun dengan kemajuan ini, persampelan bertanggungjawab sumber terhad adalah kunci. Muzium telah dibakar sebelum ini dengan berinteraksi dengan penyelidik, kata Enrico Cappellini , profesor EvoGenomics di Muzium Sejarah Alam Denmark. Cappellini bekerja dengan spesimen yang jarang dan berharga, dari lukisan-lukisan klasik kepada enamel pergigian berusia berumur ribu tahun. " Orang kadang-kadang pergi ke muzium, mendekati mereka, mendapatkan sampel, dan kemudian hilang, " kata Cappellini. "Sekiranya analisis itu tidak berjaya seperti yang disyaki, orang tidak peduli untuk menulis laporan asas muzium untuk rekod mereka, dan akibatnya, kesediaan mereka untuk menyediakan sampel tidak begitu tinggi."

Laporan asas ini bertujuan untuk membantu muzium mengesan pengedaran koleksi mereka, memberikan maklumat mengenai jenis pemeriksaan dan hasil penyelidikan. Malangnya, Cappellini berkata, terlalu sedikit saintis meluangkan masa untuk mengisi laporan ini.

"[Muzium Negara di London] telah mengeluarkan 70 sampel untuk analisis yang merosakkan, dan mereka hanya menerima laporan mengenai segelintir, " kata Collins. "Saya maksudkan secara literal, lima atau sesuatu, dan mereka hanya mempunyai bahan yang dikembalikan dari dua atau tiga. Selebihnya baru saja masuk ke dalam eter. "

Sesetengah institusi mempunyai sistem yang lebih tegar untuk memerangi tingkah laku membazir. Di muzium Smithsonian, sebagai contoh, terdapat "kepolisan yang sangat kuat mengenai sampel, " kata saintis fizikal Caroline Solazzo. Beliau menjelaskan bahawa sebaik sahaja seorang penyelidik mendapat kebenaran untuk menggunakan sampel yang bernilai, "kami pastikan semua orang tahu apa sampel akan digunakan untuk, berapa banyak yang ditinggalkan selepas itu, dan kami kembali sampel."

Pengkaji secara umumnya bersimpati dengan penyelidikan yang diharapkan para saintis untuk mencapai, tetapi mereka juga merupakan pelayan benda-benda sejarah yang jarang, seperti tanduk minum hiasan, dokumen bersejarah dan pakaian yang tidak ternilai. Para penyelidik akan sentiasa mendakwa bahawa teknik mereka lebih halus atau objektifnya benar-benar inovatif.

"Selalu ada keseimbangan antara apa yang dapat diperolehi dengan bijak pengetahuan dan apa yang kita perlu korbankan mengenai sumber yang terhad ini, " kata Appelt.

Menguji DNA dalam Artifak Muzium Boleh Membuka Sejarah Semula Jadi Baru, Tetapi Adakah Adakah Kerosakan Potensial?