Науковці вперше змогли без відкриття посудин визначити склад рідин у банках зі зразками, зібраними Чарльзом Дарвіном під час подорожі кораблем HMS Beagle у 1831–1836 роках. Дослідження провели у Музеї природничої історії в Лондоні, застосувавши портативну лазерну технологію, яка не загрожує збереженню унікальних експонатів. Про це повідомляє медіа про науку, технології та здоров’я КРВ.медіа з посиланням на текст дослідження, опублікований у науковому журналі ACS Omega.
Як лазери допомогли дослідити спадщину Дарвіна
Колекція біологічних зразків, зібраних Чарльзом Дарвіном під час експедиції на Галапагоські острови, є однією з найцінніших у фондах Музею природничої історії в Лондоні. Саме ці зразки — ссавці, рептилії, риби та безхребетні — стали важливою емпіричною основою для формування теорії еволюції шляхом природного добору.
Протягом майже двох століть вони зберігалися у герметичних скляних банках, відкриття яких вважалося надто ризикованим. Будь-яке втручання могло призвести до випаровування консервувальної рідини, хімічного забруднення або пошкодження тканин. У результаті фахівці тривалий час не знали напевно, у яких саме умовах зберігаються ці історично та науково значущі експонати.
Чому склад консервувальної рідини є критичним
Інформація про те, у якій рідині зберігається біологічний зразок, має ключове значення для його довготривалого збереження. У різні історичні періоди вчені застосовували різні методи консервації — від етанолу та метанолу до формальдегіду та складних багатокомпонентних сумішей. У XIX столітті формальдегід вважався інноваційним рішенням, однак із часом його властивості могли змінюватися через випаровування або домішки. Як зазначають автори дослідження, «варіативність рецептів протягом десятиліть призвела до значної хімічної неоднорідності музейних колекцій». Без точного знання складу рідини складно прогнозувати стан зразка, планувати його реставрацію або вирішувати, чи придатний він для майбутніх генетичних, морфологічних чи хімічних досліджень.
Як працює метод SORS і чим він відрізняється
Для аналізу вмісту банок команда дослідників використала просторово-зміщену раманівську спектроскопію (SORS). Метод ґрунтується на тому, що молекули речовини по-різному розсіюють лазерне світло, формуючи унікальний спектральний «відбиток». На відміну від класичної раманівської спектроскопії, яка фіксує переважно сигнал від поверхні, SORS дозволяє відокремити сигнал скла від сигналу рідини всередині. Фактично ця технологія дає змогу «зазирнути крізь скло», не порушуючи герметичності посудини. За словами фізикині Сари Моски, «цей підхід дозволяє отримати інформацію про вміст, не наражаючи зразки на жодні ризики».
Що показали результати лазерного аналізу
Застосування SORS дозволило точно визначити склад консервувальної рідини майже у 80% досліджених банок. Ще близько 15% результатів були частково ідентифіковані, і лише у 6,5% випадків дослідники не змогли зробити впевнений висновок. Аналіз показав, що зразки ссавців і рептилій зазвичай спочатку фіксували формаліном, а згодом зберігали в етанолі. Безхребетних, зокрема медуз і креветок, частіше консервували у формальдегіді або його буферних формах, іноді з додаванням гліцеролу чи феноксетолу для підтримання цілісності тканин. Окрім рідин, метод також дозволив визначити типи скла, з яких виготовлено музейні банки.
Чому це важливо не лише для колекції Дарвіна
Отримані результати мають значення далеко за межами колекції HMS Beagle. За оцінками музейних фахівців, у світі зберігається понад 100 мільйонів біологічних зразків у рідині — у музеях Європи, Північної Америки та Азії. Значна частина цих колекцій була сформована у XIX — на початку XX століття і також не може бути безпечно відкрита. Як зазначає Сара Моска, «ця технологія дозволяє нам піклуватися про безцінні зразки, не компрометуючи їхню цілісність». У перспективі метод SORS може стати стандартним інструментом для ревізії та збереження світової музейної спадщини.
