Nova tehnika otkriva sastav tekućina u zagonetnim Darwinovim staklenkama

Znanstvenici su sada, koristeći lasere, prvi put zavirili u njihovu unutrašnjost bez otvaranja i tako otkrili sastav tekućina u kojima se čuvaju ti neprocjenjivi uzorci, piše ScienceAlert.

Darwin je svoju, danas široko prihvaćenu, teoriju prirodne selekcije i evolucije dijelom utemeljio upravo na promatranju životinjskog svijeta Galapagosa.

Znanstvenici su mnogo naučili iz njegovih očuvanih primjeraka – sisavaca, gmazova, riba i račića – no sve do sada nije postojao način da se bez otvaranja staklenki sazna u kakvim se točno tekućinama nalaze.

Stoljetna zagonetka u staklenkama

„Analiza uvjeta u kojima se čuvaju vrijedni primjerci te poznavanje sastava tekućine u kojoj se nalaze mogli bi imati golem utjecaj na način na koji se brinemo o zbirkama i čuvamo ih za buduća istraživanja“, objašnjava Wren Montgomery, tehničarka u Prirodoslovnom muzeju.

„Sve do sada, da bismo saznali koja je tekućina za konzerviranje u pojedinoj staklenci, morali smo je otvoriti, što nosi rizik od isparavanja, kontaminacije i oštećenja primjerka zbog izlaganja vanjskim utjecajima“, kaže fizičarka Sara Mosca iz Središnjeg laserskog postrojenja pri Vijeću za znanstvene i tehnološke objekte Ujedinjenog Kraljevstva.

Povijest tekućina za konzerviranje

Kroz povijest su se za očuvanje primjeraka koristile brojne različite tekućine. Uglavnom su to bili alkoholi poput etanola i metanola, no krajem 19. stoljeća popularnost je stekao novootkriveni formaldehid.

Svaki je znanstvenik imao svoje metode. Nizozemski anatom Frederik Ruysch u otopinu etanola i vode dodavao je aromatične začine poput klinčića, papra i kardamoma. Francuski histolog Pol Bouin koristio je mješavinu formaldehida, pikrinske i octene kiseline, dok je metoda njemačkog patologa Carla Kaiserlinga uključivala uzastopno uranjanje uzoraka u formaldehid, kalijev nitrat i glicerin.

„Tijekom vremena, raznolikost u recepturama dovela je do znatne 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 njihovi kolege u objavljenom znanstvenom radu.

Rješenje u laserskoj zraci

Kako bi istražili unutrašnjost staklenki bez ugrožavanja sadržaja, tim znanstvenika okrenuo se prijenosnom obliku laserske spektroskopije poznatom kao prostorno pomaknuta Ramanova spektroskopija ili SORS.

Ramanova spektroskopija mjeri razinu „pobuđenosti“ u molekularnoj strukturi materijala nakon što ga pogodi laser. Svjetlost koju molekule potom emitiraju daje spektralni otisak elemenata unutar materijala, otkrivajući njegov kemijski sastav.

Međutim, tradicionalna metoda ne bi funkcionirala u ovom slučaju jer se laserska zraka raspršuje na samoj površini staklenke, pa signal posude nadjačava sve ostalo. SORS taj problem rješava tako što provodi najmanje dva mjerenja – jedno na izvoru zrake, a drugo malo dalje.

Oduzimanjem ta dva očitanja otkrivaju se kemijski potpisi i površine i onoga što se nalazi ispod nje. Metoda SORS-a nije samo otkrila sadržaj staklenke, već i specifične vrste stakla od kojih je svaka izrađena.

Otkrića unutar staklenki

Primjenom ove metode na Darwinove primjerke, istraživači su uspjeli precizno identificirati tekućine za konzerviranje u gotovo 80 posto staklenki. U dodatnih 15 posto slučajeva identifikacija je bila djelomično točna, a samo tri uzorka, odnosno 6.5 posto, nije bilo moguće pouzdano utvrditi.

Studija je otkrila da su sisavci i gmazovi najčešće bili „fiksirani“ u formalinu, a potom pohranjeni u etanolu. S druge strane, beskralježnjaci poput meduza i račića čuvani su u formaldehidu, ponekad s dodatkom glicerola ili fenoksietanola radi očuvanja cjelovitosti tkiva.

Ovo je važno otkriće za one koji se brinu o Darwinovoj zbirci, no njegov značaj je i širi. Muzeji diljem svijeta čuvaju više od 100 milijuna primjeraka u tekućinama, a mnoge od tih posuda previše je rizično otvarati.

„Ova tehnika omogućuje nam da pratimo stanje ovih neprocjenjivih primjeraka i brinemo se o njima bez narušavanja njihova integriteta“, zaključuje Mosca. Istraživanje je objavljeno u časopisu ACS Omega.