Gotovo 200 godina tegle s primjercima koje je Charles Darwin prikupio tokom svog slavnog putovanja na Galapagos brodom HMS Beagle stajale su netaknute u arhivu Prirodnjačkog muzeja u Londonu.
Naučnici su sada, koristeći lasere, prvi put zavirili u njihovu unutrašnjost bez otvaranja i tako otkrili sastav tekućina u kojima se čuvaju ti neprocjenjivi uzorci.
Darwin je svoju, danas široko prihvaćenu, teoriju prirodne selekcije i evolucije djelimično utemeljio upravo na posmatranju životinjskog svijeta Galapagosa.
Iako su naučnici mnogo naučili iz njegovih očuvanih primjeraka, sisara, gmizavaca, riba i račića, sve do sada nije postojao način da se bez otvaranja staklenki sazna u kakvim se tačno tekućinama nalaze.
Stoljetna zagonetka
„Analiza uslova u kojima se čuvaju vrijedni primjerci, kao i poznavanje sastava tekućina u kojima se nalaze, mogli bi imati ogroman utjecaj na način na koji se brinemo o zbirkama i čuvamo ih za buduća istraživanja“, objašnjava Wren Montgomery, tehnička saradnica u Prirodnjačkom muzeju.
„Do sada smo, da bismo saznali koja se konzervirajuća tekućina nalazi u pojedinoj tegli, morali da je otvorimo, što nosi rizik od isparavanja, kontaminacije i oštećenja primjerka zbog izlaganja vanjskim utjecajima“, kaže fizičarka Sara Mosca iz Centralnog laserskog postrojenja pri Vijeću za naučne i tehnološke objekte Ujedinjenog Kraljevstva.
Historija tekućina za konzerviranje
Kroz historiju su se za očuvanje primjeraka koristile različite tekućine. Najčešće su to bili alkoholi poput etanola i metanola, dok je krajem 19. stoljeća popularnost stekao tada novootkriveni formaldehid.
Svaki naučnik imao je vlastite metode. Holandski anatom Frederik Ruysch u otopinu etanola i vode dodavao je aromatične začine poput klinčića, bibera i kardamoma. Francuski histolog Paul Bouin koristio je mješavinu formaldehida, pikrinske i sirćetne kiseline, dok je metoda njemačkog patologa Carla Kaiserlinga podrazumijevala uzastopno potapanje uzoraka u formaldehid, kalijev nitrat i glicerin.
„S vremenom je raznolikost recepata dovela do velike neujednačenosti među zbirkama, pa se u njima često nalaze mješavine etanola, metanola, glicerola i formaldehida u nepoznatim omjerima, koje su se dodatno mijenjale zbog isparavanja i kontaminacije“, navode Montgomery, Mosca i njihove kolege u objavljenom naučnom radu.
Rješenje u laserskoj zraci
Kako bi istražili unutrašnjost tegli bez ugrožavanja sadržaja, tim naučnika se okrenuo prenosivoj vrsti laserske spektroskopije poznatoj kao prostorno pomaknuta Ramanova spektroskopija (SORS).
Ramanova spektroskopija mjeri nivo „pobuđenosti“ u molekularnoj strukturi materijala nakon što ga pogodi laser. Svjetlost koju molekule potom emitiraju daje spektralni otisak elemenata unutar materijala i otkriva njegov hemijski sastav.
Klasična metoda u ovom slučaju ne bi funkcionirala jer se laserska zraka raspršuje na površini tegle, pa signal samog stakla nadjačava sve ostalo. SORS taj problem rješava tako što se provode najmanje dva mjerenja, jedno na samom izvoru zrake, a drugo malo dalje.
Oduzimanjem ta dva očitanja otkrivaju se hemijski potpisi i površine i onoga što se nalazi ispod nje. Ovom metodom nije otkriven samo sadržaj tegli, već i specifične vrste stakla od kojih su izrađene.
Otkrića unutar tegli
Primjenom ove metode na Darwinove primjerke, istraživači su uspjeli precizno identificirati konzervirajuće tekućine u gotovo 80 posto tegli. U dodatnih 15 posto slučajeva identifikacija je bila djelimično tačna, dok kod samo tri uzorka, odnosno 6,5 posto, nije bilo moguće pouzdano utvrditi sastav.
Studija je pokazala da su sisari i gmizavci najčešće prvo „fiksirani“ u formalinu, a zatim pohranjeni u etanolu. S druge strane, beskralježnjaci poput meduza i račića čuvani su u formaldehidu, ponekad uz dodatak glicerola ili fenoksietanola kako bi se očuvala struktura tkiva.
Ovo otkriće je izuzetno važno za one koji brinu o Darwinovoj zbirci, ali njegov značaj je i mnogo širi. Muzeji širom svijeta čuvaju više od 100 miliona primjeraka u tekućinama, a mnoge od tih posuda previše je rizično otvarati.
„Ova tehnika nam omogućava da pratimo stanje ovih neprocjenjivih primjeraka i brinemo se o njima bez narušavanja njihovog integriteta“, zaključuje Mosca. Istraživanje je objavljeno u časopisu ACS Omega.