Rocky, rata, dan semua tetapi bebas daripada tumbuh-tumbuhan, Avayalik, sebuah pulau berhampiran hujung utara Labrador, Kanada, adalah destinasi percutian yang ideal. Walau bagaimanapun, kawasan gantinya dipenuhi dengan tapak arkeologi yang mencadangkan aktiviti manusia dan kediaman sejak lebih daripada 1, 500 tahun.
Hampir empat dekad yang lalu, sebuah ekspedisi yang dikendalikan bersama oleh William Fitzhugh, pengarah Pusat Kajian Arktik Smithsonian, kembali dari Avayalik dengan pelbagai artifak yang diperoleh dari laman prasejarah.
Antaranya ialah berkas baleen, sistem penapisan bristly yang terdapat di mulut paus Mysticeti. Apabila dirawat dengan betul, baleen adalah bahan yang sangat fleksibel-sehingga banyak penyelidik merujuknya sebagai "plastik alam". Orang-orang asli mempunyai, antara lain, menjahit bahan lentur ini ke dalam bakul dan melucutkannya untuk membuat garis pancing. Semasa zaman penangkapan ikan paus komersial, tukang-tukangnya akan memasukkannya ke dalam korset dan payung.
Belajar sampel dari Avayalik, bagaimanapun, Fitzhugh dan rakan-rakannya tidak dapat memastikan apa yang mereka ada. Kekeliruan mereka adalah lebih daripada tujuan praktikal bundle baleen: Orang kuno Avayalik mungkin telah menggunakan kandungannya sebagai lashings atau komponen perangkap, tetapi butiran tentang bahan itu sendiri tidak mencukupi.
Walaupun sejuk telah memelihara bahan dengan baik, corak tersendiri telah merosot dan warna telah pudar, menjadikannya semua tetapi mustahil untuk menentukan spesies ikan paus itu. Pada masa itu, Susan Kaplan-kini pengarah Muzium Arktik Perry-MacMillan dan Pusat Kajian Arktik Bowdoin, tetapi kemudian seorang pelajar PhD dari Smithsonian-berfikir dia mungkin mempunyai cara untuk mengetahui.
Baleen adalah bahan yang sangat fleksibel-sehingga banyak penyelidik merujuknya sebagai "plastik alam". Orang-orang asli mempunyai, antara lain, menjahit bahan lentur ini ke dalam bakul dan melucutkannya untuk membuat garis pancing. (Wikimedia Commons / Randall Wade Grant) "Ada perkara mewah ini yang disebut mikroskop pengimbasan elektron, " kata Kaplan, merujuk kepada alat yang kuat yang baru diperoleh di Smithsonian. Mikroskopi pengimbasan elektron, yang mampu menghasilkan imej nanoscale yang diperbesarkan, digunakan untuk memeriksa-dan kadang-kadang memanipulasi-spesimen pada tahap molekul. Dalam usaha untuk mengetahui sama ada ia boleh membantu di sini, Kaplan mendapat kebenaran untuk mengeluarkan bahan kecil kecil dari sampel baleen yang dikemukakan rakan-rakan penyelidiknya. Dia meletakkan dengan teliti sampel kecil-tetapi tidak cukup mikroskopik ke dalam botol kaca yang dimeteraikan dan jelas. Sewaktu dia teringat, "Persoalan saya kepada orang adalah, Bolehkah anda mengenal pasti [spesis] pada mikroskop pengimbasan? "
Ternyata mereka tidak dapat, tetapi persediaan Kaplan masih berbayar-ia hanya mengambil masa lebih lama daripada yang diharapkan.
Selama bertahun-tahun, koleksi sampel Kaplan kekal di pejabat Fitzhugh, kisah-kisah kecil cerita Avayalik yang masih belum diterokai. Di situlah mereka mungkin tinggal, jika Caroline Solazzo, ahli biologi molekular dengan Institut Pemuliharaan Muzium Smithsonian, tidak mendekati Fitzhugh dengan kemungkinan lain, satu teknik yang mungkin berjaya di mana mikroskop pengimbasan elektron telah jatuh pendek.
Kaedah yang dicadangkan Solazzo ini dikenali sebagai sidik jari jisim peptida. Ia adalah pendekatan yang melibatkan pemecahan protein ke rantai asid amino yang lebih pendek. Jika anda tahu apa yang anda cari, anda boleh menyasarkan protein khusus, memerhatikan biomarker molekul yang diketahui yang membolehkan anda mengenal pasti sumbernya. Antara lain, ia adalah murah dan cepat, terutamanya berbanding dengan analisis DNA konvensional yang mana, dalam apa jua keadaan, telah hampir mustahil, memandangkan kemerosotan sampel kuno seperti yang diperolehi dari Labrador. "DNA adalah proses yang lebih rumit, " kata Fitzhugh. "Ia mahal. Ia tertakluk kepada pencemaran, dan perkara seperti ini. "
Baleen adalah sistem penapisan yang ditemui di mulut paus Mysticeti. (Wikimedia Commons / John Schell) Baleen sangat sesuai untuk kaedah ini, kerana, sebagai Solazzo menjelaskan, ia "kebanyakannya dibuat dari satu jenis protein: alpha-keratin. Ia adalah keluarga yang sama protein yang terdapat pada rambut, kuku, tanduk, kuku. "Dengan cahaya itu, dia menganggap mungkin untuk mengenal pasti sampel Kaplan yang telah diarkibkan lama dahulu.
Seperti yang ternyata, Solazzo betul. Di dalam kertas yang baru-baru ini diterbitkan oleh jurnal akses terbuka PLOS ONE, dia dan penulisnya menulis bahawa dia berjaya menerapkan teknik cap jari kepada 29 sampel fragmen, mendapati bahawa kebanyakannya berasal dari ikan paus bowhead. Relatif biasa di perairan Arctic dan sub-arctic, termasuk di luar pantai Labrador, bowheads mempunyai garis-garis aneh yang unik yang menyerupai senyuman kartun yang bengkok ketika mulut mereka ditutup. Walaupun mereka banyak memancing semasa zaman keemasan ikan paus Eropah-dan, nampaknya, dalam masa yang jauh lebih jauh juga-mereka dianggap sebagai spesies yang rendah perhatian hari ini.
Kejayaan Solazzo adalah pencapaian yang menarik, sebahagiannya kerana ia memberi kesaksian kepada manfaat pempel sidik jari massa lebih umum.
Sudut itu juga mengagumkan William Cioffi, seorang pelajar PhD yang mengusahakan isu berkaitan dengan pemuliharaan ikan paus di Duke University. "Ia kelihatan seperti teknik yang hebat, " kata Cioffi selepas mengkaji kertas itu. "Jika anda mempunyai sampel yang anda tidak dapat mendapatkan DNA dari, ia kelihatan seperti cara yang baik untuk mendapatkan maklumat tentang spesies."
Walaupun keputusan analisis Solazzo menarik diri mereka sendiri, mereka boleh membuka pintu untuk kerja masa depan yang lebih penting. Seperti yang dia mengakui, "[teknik] dia merosakkan, walaupun kita memerlukan sangat sedikit" bahan. Oleh itu, menganalisis sesetengah artifak dalam koleksi Smithsonian mungkin menjadi cadangan yang rumit, walaupun ia akan membantu untuk mengetahui lebih lanjut tentang haiwan yang masih dimasukkan ke dalamnya.
"Terdapat banyak baleen dalam kepingan kecil, atau dimasukkan ke dalam artifak (di atas: bakul yang terbuat dari baleen) yang menarik secara arkeologi, tetapi terdapat banyak maklumat mengenai persekitaran dan biologi yang terperangkap di sana juga, " kata William Fitzhugh . (Jabatan Antropologi, NMNH) Setelah menunjukkan bahawa mungkin untuk mengenal pasti spesies ikan paus dari baleen, Solazzo berkata, "Sekarang kita mempunyai alat baru untuk mempelajari koleksi itu."
Walau bagaimanapun, kejayaan Solazzo adalah lebih daripada bukti konsep: Oleh kerana dia dan penulisnya mencatat, ia juga mungkin menyumbang lebih kepada usaha pemuliharaan yang berterusan. Dengan membantu kami memahami jenis ikan paus yang sedang diburu di rantau tertentu pada titik-titik tertentu pada masa lalu, dapat memberi kita pemahaman yang lebih baik tentang bagaimana populasi telah berubah dari waktu ke waktu.
"Kami masih berusaha untuk memahami bagaimana kedua-dua populasi itu-populasi bowhead dan populasi ikan paus yang betul-telah hancur, apabila mereka hancur, dan apa saiz populasi asli mereka, " kata Andrew J. Reid, profesor biologi marin di Duke (dan penasihat Cioffi). "Apa-apa pemahaman mengenai sama ada pertandingan pukulan Eropah awal atau juga paus orang asli pra-kenalan awal membantu dalam hal itu."
Mungkin lebih penting lagi, baleen mungkin mempunyai cerita lain untuk diberitahu. Di dalam kertas mereka, Solazzo dan pengarangnya mencatatkan bahawa baleen dapat mengkodekan bukti perubahan iklim dan isu-isu alam sekitar yang berkesan. Memperluas pada perbualan itu, Fitzhugh membandingkan potensi bahan itu dengan teras ais, yang dapat membantu kita menjejaki tahap atmosfera sejak beribu-ribu tahun.
"Baleen tumbuh dan ia menggabungkan tandatangan alam sekitar kerana ia tumbuh dan membekukan mereka ke dalam baleen, " katanya. "Apabila anda mempunyai ikan paus bowhead besar yang sekarang kita tahu hidup untuk berumur seratus tahun, sekarang kita mempunyai rekod alam sekitar yang hebat ini. Ia seperti arkib pencemaran, suhu air, kemasinan, pelbagai perkara yang perlu kita ketahui tentang alam sekitar pada masa lalu. "
Cioffi, juga mencadangkan kertas itu menarik sebahagiannya kerana ia boleh membantu kita mengetahui lebih lanjut tentang paus-paus yang mati dan perairan di mana mereka berenang. "Terdapat banyak baleen dalam kepingan kecil, atau dimasukkan ke dalam artifak yang menarik secara arkeologi, tetapi terdapat banyak maklumat mengenai persekitaran dan biologi yang terperangkap di sana juga, " katanya. "Ini satu tetingkap kecil yang hebat pada masa lalu, dengan cara yang kita tidak boleh mendapatkan data biologi semacam itu sekarang."
Walaupun penemuan sedemikian mungkin datang tepat pada masanya, Fitzhugh mencadangkan bahawa apa yang telah kita pelajari bercakap tentang potensi sebenar muzium.
"Apabila anda mengumpulkan perkara-perkara yang anda tidak tahu apa maksudnya nanti, " katanya. "Jika anda mengumpul barangan hanya untuk keperluan tertentu yang anda ada sekarang, anda sering tidak mempunyai bahan yang anda perlukan apabila teknik baru dibangunkan untuk mengkaji atau memikirkannya. Oleh itu, ini adalah satu kes yang baik untuk koleksi lama di Smithsonian menjadi berharga kerana teknik saintifik baru yang dibangunkan untuk mengkaji dan menganalisisnya. "
Sementara itu, Kaplan gembira dengan penemuannya. "Ia sangat bagus untuk melihat karya baleen dalam bentuk cetakan, " katanya. Selepas bertahun-tahun lamanya, dia mendapati dirinya berfikir Avayalik lagi. Dia juga berharap untuk membuat perjalanan pulang tidak lama lagi. Kami masih banyak belajar dari artifak yang telah kami miliki, tetapi masih banyak yang belum ditemui.
