Stjenovit, ravan i gotovo bez vegetacije, Avayalik, otok blizu sjevernog vrha Labradora, u Kanadi, nije ničija idealna destinacija za odmor. Unatoč tome, njegov rezervni teren zasićen je arheološkim nalazištima koja sugeriraju ljudsku aktivnost i stanište stare više od 1500 godina.
Prije gotovo četiri desetljeća, ekspedicija koju je vodio William Fitzhugh, direktor Smithsonianovog centra za arktičke studije, vratila se iz Avayalika s nizom artefakata pronađenih s tih pretpovijesnih nalazišta.
Među njima su bili snopovi bala, briljantni sustav za filtriranje nađen u ustima kitova Mysticetija. Kada se pravilno postupa, bala je izuzetno fleksibilan materijal - toliko da ga neki istraživači nazivaju "plastikom prirode". Autohtoni narodi su, između ostalog, tkani ovaj upotrijebljeni materijal ubacili u košare i skidali ga kako bi napravili ribolovne linije. Tijekom ere komercijalnog kitova, zanatlije su ga čak uključivale u steznike i suncobrane.
Proučavajući te uzorke iz Avayalika, Fitzhugh i njegovi kolege nisu mogli biti sigurni što imaju. Njihova zbrka bila je više od praktične svrhe tih snopova balena: Stari narodi Avayalik možda su koristili njihov sadržaj kao vezice ili sastavne dijelove zamki, ali detalji o samoj tvari bili su rijetki.
Iako je hladnoća dobro očuvala materijal, prepoznatljivi uzorci su se degradirali, a boje su izblijedjele, pa je bilo gotovo nemoguće odrediti od koje vrste kita potiču. U to je vrijeme Susan Kaplan, sada direktorica Bowdoinovog Arktičkog muzeja Perry-MacMillan i Centra za arktičke studije, ali potom i doktorat povezana sa Smithsonianovom, mislila da bi mogla pronaći način da to otkrije.
Baleen je izuzetno fleksibilan materijal - toliko da ga neki istraživači nazivaju „prirodnom plastikom.“ Autohtoni narodi su, između ostalog, tkani ovaj upotrijebljeni materijal tkali u košare i skidali ga kako bi napravili ribolovne linije. (Wikimedia Commons / Randall Wade Grant) „Postojala je to otmjena stvar koja se zove mikroskop za skeniranje elektrona“, kaže Kaplan, pozivajući se na moćni alat koji je nedavno dostupan na Smithsonian-u. Elektronska skenirajuća mikroskopija sposobna je prikazati uvećane slike nanočevine, a koristi se za ispitivanje - a ponekad i manipuliranje - uzoraka na molekularnoj razini. U pokušaju da otkrije može li ovo ovdje pomoći, Kaplan je dobila dozvolu za izvlačenje sitnih kriški materijala iz uzoraka baleina koji su joj vratili njezini kolege istraživači. Pažljivo je postavila te sitne - ali ne baš mikroskopske - uzorke u zatvorene i jasno označene staklene bočice. Kao što se prisjeća, „Moje je pitanje ljudima bilo: Možete li prepoznati [vrste] bala na mikroskopu za skeniranje? ”
Pokazalo se da ne mogu, ali Kaplanova se priprema ipak isplatila - samo je trajalo mnogo duže nego što se očekivalo.
Godinama je Kaplanova zbirka uzoraka ostala u Fitzhughovom uredu, sitnim uspomenama Avayalikovih još neispričanih priča. Tamo su možda i ostali, da Caroline Solazzo, molekularna biologinja iz Smithsonianovog instituta za zaštitu muzeja, nije prišla Fitzhughu s drugom mogućnošću, tehnikom koja bi mogla uspjeti tamo gdje bi mikroskop za skeniranje elektrona propao.
Solazzoova predložena metoda poznata je kao otisak peptidne mase. To je pristup koji uključuje razbijanje proteina na kraće lance aminokiselina. Ako znate što tražite, možete ciljati na određeni protein, pazeći na poznate molekularne biomarkere koji vam omogućuju prepoznavanje izvora. Između ostalog, jeftina je i brza, posebno u usporedbi s konvencionalnijom DNK analizom, što bi u svakom slučaju bilo gotovo nemoguće s obzirom na degradaciju drevnih uzoraka poput onih koji su dobiveni iz Labradora. "DNA je puno glomazniji proces", kaže Fitzhugh. "Skupo je. Podložan je kontaminaciji i takvim stvarima. "
Baleen je sjajni sustav filtracije koji se nalazi u ustima kitova Mysticetija. (Wikimedia Commons / John Schell) Baleen se snažno uklapao u metodu, jer kako objašnjava Solazzo, "uglavnom se proizvodi od jedne vrste proteina: alfa-keratina. To je ista obitelj proteina koja se nalazi u kosi, noktima, rogovima, kopitu. "U tom je svjetlu pomislila da je moguće konačno identificirati uzorke koje je Kaplan arhivirao davno prije.
Kako se ispostavilo, Solazzo je bio u pravu. U radu koji je nedavno objavio časopis otvorenog pristupa PLOS ONE, ona i njezini koautori pišu da je uspješno primijenila tehniku otiska prsta na 29 fragmentarnih uzoraka, otkrivši da je velika većina potjecala od kitova s pramca. Relativno uobičajeni u arktičkim i subarktičkim vodama, uključujući one uz obalu Labradora, pramčane glave imaju izrazito osebujne čeljusti koje nalikuju crtano iskrivljenim osmijehom kada su im usta zatvorena. Iako su u velikom zlatnom dobu europskog kitolova, a činilo se da su i u dalekoj prošlosti, oni se danas smatraju vrlo lošim vrstama.
Solazzoov uspjeh je nevjerojatno postignuće, dijelom i zato što svjedoči o prednostima otiska prsta na masi peptida.
Taj je kut također impresionirao Williama Cioffija, doktoranda koji radi na pitanjima vezanim za očuvanje kitova na Sveučilištu Duke. "Izgleda kao sjajna tehnika", rekao je Cioffi nakon pregledavanja rada. "Ako imate uzorke od kojih ne možete dobiti DNK, čini se da je to sjajan način da dobijete informacije o vrstama."
Iako su rezultati Solazzovih analiza sami po sebi fascinantni, mogu otvoriti vrata za još važniji budući rad. Kao što ona priznaje, "tehnika [T] je destruktivna iako nam treba vrlo malo" materijala. Prema tome, analiza nekih artefakata u Smithsonianovim zbirkama može biti škakljiv prijedlog, čak i ako bi bilo korisno znati više o životinjskim ostacima koji su u njima ugrađeni.
"Mnogo je bala u malim komadima ili je ugrađeno u artefakte (gore: košara od balena) koje su arheološki zanimljive, ali postoji mnogo tih podataka o okolišu i biologiji zarobljenih tamo", kaže William Fitzhugh, (Odjel za antropologiju, NMNH) Pokazavši da je moguće otkriti vrste kitova od baleena, Solazzo kaže, "Sada imamo novi alat za proučavanje tih zbirki."
Solazzoov uspjeh je, međutim, više nego dokaz koncepta: kao što napominju ona i njezini koautori, također bi mogao direktno pridonijeti trenutačnim naporima na očuvanju. Pomažući nam da razumijemo koje vrste kitova se u određenom trenutku u pojedinim regijama love, to bi nam moglo pružiti bolje razumijevanje kako se populacija mijenjala tijekom vremena.
"Još uvijek pokušavamo shvatiti kako su se obje populacije - populacija pramčanog grla i populacija pravih kitova - desetkovali, kada su bili desetkovani i koje su možda izvorne veličine stanovništva", kaže Andrew J. Reid, profesor u morsku biologiju kod Dukea (i Cioffijeva savjetnika). "U tom smislu korisni su bilo kakvi uvidi u rani kitolov u Europi prije ili nakon kontakata ili čak prijekontinentalni kitolov."
Možda je još važnije da će baleen imati još priča. U svom radu Solazzo i njezini koautori primjećuju da baleen može učinkovito kodirati dokaze o klimatskim promjenama i drugim pitanjima zaštite okoliša. Proširivši se na to pitanje razgovora, Fitzhugh je usporedio potencijal materijala s potencijalom ledenih jezgara, što nam može pomoći u praćenju atmosferskih razina koje datiraju stotinama tisuća godina.
"Baleen raste i uključuje okolišne potpise kako raste i zamrzava one u baleen", kaže on. "Kad imate ove velike kitove s glave, za koje znamo da žive nekoliko stotina godina, sada imamo ove sjajne ekološke zapise. To je poput arhive zagađenja, temperature vode, slanosti, svih vrsta koje bismo trebali znati o okolišu u prošlosti. "
Cioffi je, također, nagovijestio da je papir dijelom uzbudljiv jer će nam možda pomoći saznati još više o tim davno mrtvim kitovima i vodama kroz koje plivaju. "Mnogo je bala u malim komadima ili je ugrađeno u artefakte koji su arheološki zanimljivi, ali mnogo je podataka o okolišu i biologiji zarobljenih tamo", kaže on. "To je veliki mali prozor u prošlost, na način da sada ne možemo dobiti takve vrste bioloških podataka."
Iako takva otkrića mogu doći na vrijeme, Fitzhugh sugerira da ono što smo već naučili govori o stvarnom potencijalu muzeja.
"Kad skupite stvari, zapravo ne znate koja bi im svrha mogla biti kasnije", kaže on. „Ako trenutno skupljate stvari samo za određenu potrebu, često nemate materijale koji biste trebali upotrijebiti kad se razviju nove tehnike za njihovo proučavanje ili otkrivanje. Dakle, ovo je dobar slučaj da stare kolekcije u Smithsonianovoj postaju vrijedne zbog novih znanstvenih tehnika koje su razvijene za njihovo proučavanje i analizu. "
Kaplan je u međuvremenu zadovoljan nalazima. "Baš je lijepo vidjeti balavno djelo tiskano", kaže ona. Nakon svih ovih godina, opet otkriva kako Avayalik opet razmišlja. Ona se čak nada uskoro povratnom putovanju. Imamo još mnogo toga za naučiti iz artefakata koje već imamo, ali ima nas još mnogo toga za otkrivanje.
