Seit zwei Jahrhunderten liegen in den Archiven des Londoner Natural History Museum (NHM) Reihen von Glasgefäßen mit Proben, die Charles Darwin während seiner bahnbrechenden Reise auf der HMS Beagle gesammelt hatte, ungeöffnet. Jetzt hat eine neue laserbasierte Technik einen beispiellosen, zerstörungsfreien Blick ins Innere ermöglicht und die chemischen Cocktails enthüllt, die diese historischen Schätze bewahren.
Darwins sorgfältige Beobachtungen der Tierwelt auf den Galapagosinseln bildeten die Grundlage seiner revolutionären Theorie der natürlichen Auslese und Evolution – einem Eckpfeiler der modernen Biologie. Während Forscher den sichtbaren Inhalt dieser Gläser (Säugetiere, Reptilien, Fische und Wirbellose) seit langem untersuchen, blieb die genaue Zusammensetzung der Konservierungsflüssigkeiten bisher ein Rätsel.
Warum das wichtig ist: Beim Öffnen dieser Proben besteht die Gefahr von Schäden durch Verdunstung, Kontamination oder Lufteinwirkung. Die Identifizierung der Konservierungsflüssigkeiten ist für die Langzeitkonservierung von entscheidender Bedeutung, da verschiedene Chemikalien unterschiedlich schnell abgebaut werden und im Laufe der Zeit mit den Proben reagieren können. In Museen auf der ganzen Welt befinden sich über 100 Millionen in Flüssigkeiten konservierte Proben, von denen viele zu zerbrechlich sind, um sie zu öffnen.
Ein zerstörungsfreier Ansatz: SORS-Technologie
Der Durchbruch gelingt durch die Anwendung einer Technik namens „räumlich versetzte Raman-Spektroskopie“ (SORS). Diese fortschrittliche Methode verwendet Laser, um die molekulare Struktur von Materialien zu analysieren, ohne sie physisch zu stören. Die herkömmliche Raman-Spektroskopie hat Probleme mit undurchsichtigen Behältern wie diesen Gläsern, da das Laserlicht an der Oberfläche gestreut wird und den Inhalt verdeckt. SORS löst dieses Problem, indem es mehrere Lasermessungen in leicht unterschiedlichen Winkeln durchführt. Durch Subtrahieren dieser Messwerte werden die chemischen Fingerabdrücke sowohl des Behälters als auch der darin enthaltenen Flüssigkeit sichtbar.
Die Wissenschaftler verwendeten ein tragbares SORS-Gerät, um fast 80 Prozent von Darwins Gläsern mit hoher Genauigkeit zu analysieren. Weitere 15 Prozent gaben Teilergebnisse ab, während nur 6,5 Prozent nicht identifizierbar blieben. Dies ist ein monumentaler Fortschritt im Bereich des biologischen Naturschutzes.
Was sie darin fanden
Die Studie offenbarte eine überraschende Vielfalt an Konservierungsmethoden. Säugetiere und Reptilien wurden überwiegend in Formalin fixiert und in Ethanol gelagert. Wirbellose Tiere, insbesondere Quallen und Garnelen, wurden in Formaldehyd getaucht, manchmal gemischt mit Glycerin oder Phenoxetol, um die Gewebeintegrität aufrechtzuerhalten.
Diese Ergebnisse unterstreichen die historische Variabilität der Konservierungstechniken. Im späten 19. Jahrhundert wurde Formaldehyd populär. Frühere Methoden umfassten aromatische Gewürze (Nelke, Pfeffer und Kardamom), die der niederländische Anatom Frederik Ruysch in Ethanol-Wasser eingelegt hatte, oder die vom französischen Histologen Pol Bouin bevorzugte Zubereitung aus Formaldehyd, Pikrinsäure und Essigsäure.
„Diese Technik ermöglicht es uns, diese unschätzbaren Proben zu überwachen und zu pflegen, ohne ihre Integrität zu gefährden“, sagt die Physikerin Sara Mosca.
Die Zukunft biologischer Sammlungen
Diese neue Methode ist nicht auf Darwins Sammlung beschränkt. Es bietet ein wichtiges Werkzeug für die Konservierung der unzähligen in Flüssigkeiten konservierten Exemplare, die in Museen auf der ganzen Welt aufbewahrt werden. Durch die zerstörungsfreie Identifizierung von Konservierungsflüssigkeiten können Forscher die Lagerbedingungen optimieren und sicherstellen, dass diese unschätzbar wertvollen biologischen Aufzeichnungen für zukünftige Studien erhalten bleiben.
Die Möglichkeit, Proben zu analysieren, ohne sie zu öffnen, markiert einen Wendepunkt in der biologischen Konservierung. Es ermöglicht Wissenschaftlern, unersetzliche Ressourcen zu schützen und gleichzeitig die darin verborgenen Geheimnisse zu lüften.
