Εδώ και 200 χρόνια, ολόκληρες σειρές καλοδιατηρημένων βάζων με δείγματα από το θρυλικό ταξίδι του Δαρβίνου στα Γκαλαπάγκος, φυλάσσονται σφραγισμένα στο Μουσείο Φυσικής Ιστορίας του Λονδίνου. Τώρα, μια ομάδα επιστημόνων τους επιτέθηκε με laser, με στόχο να αποκτήσουν μια άνευ προηγουμένου ματιά στο εσωτερικό τους.
Η εμβληματική θεωρία του Δαρβίνου για την φυσική επιλογή και την εξέλιξη είναι η πλέον αποδεκτή θεωρία και επαληθευμένη όσο λίγες θεωρίες. Η θεωρία του Δαρβίνου, ήταν αποτέλεσμα εν μέρει των παρατηρήσεων του για την άγρια ζωή στα νησιά Γκαλαπάγκος, όσο ήταν στο HMS Beagle.
Τα δείγματα που άφησε πίσω του πριν από 200 χρόνια, περιέχουν θηλαστικά, ερπετά, ψάρια, γαρίδες και πάρα πολλά άλλα είδη. Αυτά μπορούν να παρατηρηθούν μόνο μέσα από το γυαλί του βάζου που τα περιέχει και αποτελούν ένα τεράστιο ιστορικό αρχείο, επιστημονικής κληρονομιάς.
Μέχρι τώρα, δε μπορούσαμε να δούμε σε τι είδους υγρό διατηρούνται τα δείγματα, ενώ το άνοιγμα των βάζων είναι εκτός συζήτησης.
«Η ανάλυση των συνθηκών αποθήκευσης πολύτιμων δειγμάτων και η κατανόηση του υγρού στο οποίο φυλάσσονται θα μπορούσε να έχει τεράστιες επιπτώσεις στον τρόπο με τον οποίο φροντίζουμε τις συλλογές και τις διατηρούμε για μελλοντική έρευνα για τα επόμενα χρόνια», εξηγεί ο ερευνητής τεχνικός του NHM, Wren Montgomery.
«Μέχρι τώρα, η κατανόηση του υγρού συντήρησης που περιέχεται σε κάθε βάζο σήμαινε το άνοιγμά τους, κάτι που ενέχει τον κίνδυνο εξάτμισης, μόλυνσης και έκθεσης δειγμάτων σε περιβαλλοντικές ζημιές», λέει η φυσικός Sara Mosca από την Κεντρική Εγκατάσταση Λέιζερ στο Συμβούλιο Επιστημονικών και Τεχνολογικών Εγκαταστάσεων του Ηνωμένου Βασιλείου.
Αν και στη συντήρηση δειγμάτων έχουν χρησιμοποιηθεί πολλά και διαφορετικά υγρά στην ιστορία, αυτά συνήθως περιέχουν αλκοόλες, όπως η αιθανόλη και η μεθανόλη. Στα τέλη του 19ου αιώνα, η φορμαλδεΰδη, έγινε η δημοφιλέστερη.
Ο Ολλανδός ανατόμος Frederik Ruysch μούλιασε αρωματικά μπαχαρικά (γαρίφαλο, πιπέρι και κάρδαμο) σε βάση αιθανόλης-νερού. Ο Γάλλος ιστολόγος Pol Bouin προτίμησε μια συνταγή φορμαλδεΰδης, πικρικού οξέος και οξικού οξέος. Και η μέθοδος του Γερμανού παθολόγου Carl Kaiserling περιλαμβάνει την διαδοχική εμβάπτιση δειγμάτων σε φορμαλδεΰδη, νιτρικό κάλιο και γλυκερίνη.
«Με την πάροδο του χρόνου, η μεταβλητότητα στις συνταγές… έχει οδηγήσει σε σημαντική ετερογένεια μεταξύ των συλλογών, με μείγματα αιθανόλης, μεθανόλης, γλυκερόλης και φορμαλδεΰδης που συναντώνται συνήθως σε άγνωστες αναλογίες, να έχουν μεταβληθεί περαιτέρω από πιθανή εξάτμιση και μόλυνση με την πάροδο του χρόνου», εξηγούν οι Montgomery, Mosca και οι συνάδελφοί τους σε μια δημοσιευμένη εργασία που συνοψίζει τα ευρήματά τους.
Η ομάδα έπρεπε να βρει έναν τρόπο για να καταλάβουν τι είδους υγρό έχει χρησιμοποιηθεί στα δείγματα του Δαρβίνου, χωρίς όμως να ανοίξουν τα πολύτιμα βάζα. Έτσι, η ομάδα επιστημόνων του Montgomery και Mosca, στράφηκαν σε μια φορητή μορφή φασματοσκοπίας laser, με την ονομασία χωρικά μετατοπισμένη φασματοσκοπία Raman ή SORS.
Πρόκειται για ένα είδος φασματοσκοπίας που μετρά το επίπεδο διέγερσης στη μοριακή δομή ενός υλικού, αφού χτυπηθεί από μια ακτίνα laser. Το φως που επιστρέφει όταν αντανακλάται από τα μόρια του υλικού, περιέχει ένα φασματικό αποτύπωμα των στοιχείων που το αποτελούν, δείχνοντάς μας έτσι την χημική σύνθεση του υλικού.
Ακόμα και έτσι όμως, η παραδοσιακή φασματοσκοπία Raman με ένα μόνο laser δε θα μπορούσε να δουλέψει σε βάζα σαν αυτά. Αυτό γιατί το φως από τα laser διασκορπίζεται στις πρώτες εκατοντάδες μικρόμετρα, κάτι που κάνει την επιφάνεια του δοχείου να κυριαρχεί στο σήμα, αντί για το υγρό στο εσωτερικό του.
Η φασματοσκοπία SORS όμως, μπορεί να ξεπεράσει αυτό το εμπόδιο , λαμβάνοντας δύο μετρήσεις Raman, μία στην πηγή και μία που βρίσκεται λίγο πιο μακριά και μετατοπισμένη. Με αυτό τον τρόπο μπορούν να βρεθούν οι υπογραφές του γυαλιού και να αφαιρεθούν από τα αποτελέσματα. Για ακόμα πιο σύνθετα υλικά, χρειάζονται πολλαπλές μετρήσεις, από πολλαπλά laser, μετατοπισμένα σε διαφορετικούς βαθμούς από την κύρια πηγή που θέλουν να μελετήσουν.
Διαβάστε επίσης: Οι δυο αυτές συνήθειες συνδέονται με το ένα τρίτο των καρκίνων
Η εφαρμογή της μεθόδου στα βάζα του Δαρβίνου επέτρεψε στους ερευνητές να αναγνωρίσουν με ακρίβεια τα υγρά συντήρησής τους σε σχεδόν το 80% των βάζων. Ένα άλλο 15% των περιπτώσεων ήταν μερικώς ακριβές και μόνο τρία δείγματα (6,5%) δεν μπόρεσαν να αναγνωριστούν με βεβαιότητα.
Έτσι, αποκαλύπτουν πως για τα θηλαστικά και τα ερπετά, ο Δαρβίνος χρησιμοποίησε φορμόλη για να τα σταθεροποιήσει και στη συνέχεια τα έβαζε σε αιθανόλη. Για τα ασπόνδυλα, όπως οι μέδουσες και οι γαρίδες, χρησιμοποίησέ φορμαλδεΰδη ή ρυθμισμένη φορμαλδεΰδη με λίγη γλυκερόλη ή πασπαλισμένη φαινοξετόλη, για να βελτιώσει την διατήρηση και ακεραιότητα των ιστών.
Τα ευρήματα αυτά απαντούν σε ένα πολύ μεγάλο ερώτημα όσων έχουν αναλάβει την φροντίδα των δειγμάτων της συλλογής του Δαρβίνου, ενώ τα ευρήματα επηρεάζουν και τα πάνω από 100 εκατομμύρια δείγματα που διατηρούνται σε υγρά, σε όλο τον κόσμο. Μάλιστα, κάποια από αυτά τα δείγματα είναι τρομερά επικίνδυνα για να ανοιχτούν. Η μελέτη προσφέρει έναν τρόπο εύρεσης των υγρών που έχουν χρησιμοποιηθεί, χωρίς να χρειαστεί να ανοιχτεί το βάζο.
«Αυτή η τεχνική μας επιτρέπει να παρακολουθούμε και να φροντίζουμε αυτά τα ανεκτίμητα δείγματα χωρίς να διακυβεύεται η ακεραιότητά τους», λέει ο Mosca.
The research was published in ACS Omega.
Ακολουθήστε το Techmaniacs.gr στο Google News για να διαβάζετε πρώτοι όλα τα τεχνολογικά νέα. Ένας ακόμα τρόπος να μαθαίνετε τα πάντα πρώτοι είναι να προσθέσετε το Techmaniacs.gr στον RSS feeder σας χρησιμοποιώντας τον σύνδεσμο: https://techmaniacs.gr/feed/.
