На протяжении двух столетий ряды стеклянных банок с образцами, собранными Чарльзом Дарвином во время его новаторского путешествия на HMS Beagle, оставались нетронутыми в архивах Музея естественной истории (NHM) в Лондоне. Теперь новая лазерная технология позволила беспрецедентно неразрушающе заглянуть внутрь, раскрыв химические коктейли, сохраняющие эти исторические сокровища.
Тщательные наблюдения Дарвина за дикой природой на Галапагосских островах легли в основу его революционной теории естественного отбора и эволюции — краеугольного камня современной биологии. Хотя исследователи давно изучали видимое содержимое этих банок (млекопитающие, рептилии, рыбы и беспозвоночные), точный состав консервирующих жидкостей оставался загадкой, пока не сейчас.
Почему это важно: Открытие этих образцов сопряжено с риском повреждения из-за испарения, загрязнения или воздействия воздуха. Определение консервирующих жидкостей имеет решающее значение для долгосрочной сохранности, поскольку различные химические вещества разлагаются с разной скоростью и могут со временем реагировать с образцами. Музеи всего мира хранят более 100 миллионов образцов, законсервированных в жидкостях, многие из которых слишком хрупки для открытия.
Неразрушающий Подход: Технология SORS
Прорыв произошел благодаря применению метода, называемого пространственно смещенной рамановской спектроскопией (SORS). Этот передовой метод использует лазеры для анализа молекулярной структуры материалов, не нарушая их физически. Традиционная рамановская спектроскопия испытывает трудности с непрозрачными контейнерами, такими как эти банки, потому что лазерный свет рассеивается на поверхности, маскируя содержимое. SORS решает эту проблему, делая несколько лазерных измерений под слегка разными углами. Вычитание этих измерений раскрывает химические отпечатки как контейнера, так и жидкости внутри.
Ученые использовали портативное устройство SORS для анализа почти 80 процентов банок Дарвина с высокой точностью. Еще 15 процентов дали частичные результаты, в то время как только 6,5 процента остались неидентифицированными. Это монументальный скачок вперед в области биологической консервации.
Что Они Нашли Внутри
Исследование выявило удивительное разнообразие методов консервации. Млекопитающие и рептилии преимущественно фиксировались в формалине и хранились в этаноле. Беспозвоночные, особенно медузы и креветки, были погружены в формальдегид, иногда смешанный с глицерином или феноксиэтолом для поддержания целостности тканей.
Эти открытия подчеркивают историческую изменчивость методов консервации. В конце 19 века формальдегид стал популярен. Более ранние методы включали ароматические специи (гвоздику, перец и кардамон), настоянные на этаноле-воде голландским анатомом Фредериком Руйшем, или смесь формальдегида, пикриновой кислоты и уксусной кислоты, которую предпочитал французский гистолог Поль Буэн.
«Эта техника позволяет нам контролировать и ухаживать за этими бесценными образцами, не ставя под угрозу их целостность», — говорит физик Сара Моска.
Будущее Биологических Коллекций
Этот новый метод не ограничивается коллекцией Дарвина. Он предлагает жизненно важный инструмент для сохранения бесчисленных образцов, законсервированных в жидкостях, хранящихся в музеях по всему миру. Путем неразрушающего определения консервирующих жидкостей исследователи могут оптимизировать условия хранения и обеспечить, чтобы эти бесценные биологические записи сохранились для будущих исследований.
Возможность анализировать образцы, не открывая их, знаменует поворотный момент в биологической консервации. Это позволяет ученым защищать незаменимые ресурсы, открывая при этом секреты, заключенные внутри.
