Archeologia niewidzialnego: jak białka i izotopy węgla odtwarzają historię ludzkości

Dr Helen Fewlass zajmuje się badaniami materiałów archeologicznych w Ancient Genomics Lab w Instytucie Francisa Cricka w Londynie. Jest stypendystką Europejskiej Organizacji Biologii Molekularnej i w ramach swoich studiów post-doktoranckich bada białka obecne w kopalnych kościach i skamielinach aby oznaczyć ich wiek i prześledzić proces ewolucji człowieka. Obecnie współpracuje z badaczami z Wydziału Archeologii Uniwersytetu Warszawskiego w ramach wielu projektów, które wymagają oznaczenia chronologii metodą datowania radiowęglowego i interpretacji wyników. Archeowieści przeprowadziły z Helen krótki wywiad na temat jej pracy i powiązań dziedziny jej zainteresowań z badaniami archeologicznymi.

Claudio Berto (CB): Specjalizujesz się w paleobiologii stosowanej do badań archeologicznych. Jak zaczęła się Twoja współpraca z archeologami?

Helen Fewlass (HF): Zawsze interesowała mnie prehistoria i ewolucja człowieka. W ciągu ostatnich dziesięcioleci opracowano wspaniałe techniki biologii molekularnej, które można wykorzystać do badania zamierzchłej przeszłości, więc wybrałam studia uniwersyteckie o nazwie “Nauki Archeologiczne i Antropologiczne”. Były to studia interdyscyplinarne łączące archeologię, antropologię biologiczną, geologię, paleobiologię i chemię. Pracowałam z archeologami na wykopaliskach i z geologami przy mapowaniu terenu, więc spędziłam mnóstwo czasu na świeżym powietrzu w Wielkiej Brytanii, bardzo marznąc! Interesuje mnie wiele sposobów badania prehistorii, dlatego wybrałam studia wymagające poznania wielu różnych rodzajów analiz, a moja praca badawcza łączy różne dyscypliny. Działam w dziedzinie wymagającej powiązania archeologii z naukami ścisłymi, więc na co dzień współpracuję i komunikuję się z badaczami z różnych środowisk. To sprawia, że projekty są dla mnie ciekawe. Uważam też, że jest to wspaniały sposób w pełni zrozumieć temat badawczy o tak wielu aspektach jak „ewolucja człowieka”.

CB: Jak opracowujesz materiał archeologiczny i jakie masz wyniki?

HF: Jednym z kluczowych narzędzi do oznaczania chronologii jest datowanie radiowęglowe. Wykorzystuje się je aby sprawdzić jakie izotopy węgla są obecne w białkach kości kopalnych, co pozwala oznaczyć czas śmierci danego organizmu. Za pomocą tej techniki można datować materiały, które liczą sobie nawet 50 000 lat, nadaje się więc oznaczania wieku szczątków archeologicznych, które powstały przed wynalezieniem pisma i innych sposobów przekazywania informacji dotyczących chronologii.

Paleoproteomika to kolejna dziedzina, w której się specjalizuję. Badając białka zachowane w kościach kopalnych możemy dowiedzieć się do jakiego gatunku zwierzęcia lub hominida należały te szczątki. Możemy analizować różnice składu białkowego kości wymarłych zwierząt w porównaniu z gatunkami współczesnymi aby poznać proces ich ewolucji i powiązania między poszczególnymi gatunkami. Jest to bardzo użyteczne w badaniach nad wymarłymi gatunkami hominidów!

CB: Czy zawsze zgadzasz się z archeologami jeżeli chodzi o interpretację wyników?

HF: Odwiedzam moich współpracowników-archeologów na ich stanowiskach aby zrozumieć kształtowanie się stanowiska i kontekstu, z którego pobierane są próbki do analizy, jednak dużo czasu spędzam w laboratorium. Jedną z najważniejszych części mojej pracy jest kontaktowanie się z archeologami aby jak najlepiej zrozumieć kontekst analizowanego materiału. Muszę wiedzieć skąd pochodzi materiał i jak był traktowany po odkopaniu aby wybrać optymalne metody laboratoryjne i trafnie zinterpretować dane. Archeolog kopiący na danym stanowisku jest najbardziej odpowiednią osobą, która może pomóc mi w zrozumieniu tych informacji, jednak często wiąże się to z konsultacjami z różnymi specjalistami pracującymi na stanowisku, np. geologami, paleontologami, czy archeozoologami. Przy każdym projekcie, w którym uczestniczę, zaczynamy od omówienia podstawowych informacji dotyczących materiału i komunikujemy się przez cały czas jego trwania. Objaśniam jakich metod będę używać i dlaczego, a także proszę o informacje mogące pomóc mi w interpretacji. Analizuję dane, jednak bez informacji od archeologów nie byłabym w stanie dojść do właściwych wniosków, dlatego interpretacja wyników zazwyczaj opiera się na różnych przesłankach archeologicznych i tych pochodzących z wyników prac laboratoryjnych.

CB: Czy jest coś, czego archeolodzy nie rozumieją w stosowanej przez Ciebie metodologii?

HF: Każda metoda stosowana do badania starych materiałów ma swoje ograniczenia. Dwa największe problemy, które napotykamy, to zły stan zachowania starych materiałów i ich kontaminacja składnikami współczesnymi. Pierwszy z nich to znaczny stopień degradacji materiałów z powodu ich wieku, przez co pracujemy z drobnymi fragmentami cząsteczek. Oznacza to, że czasem w kopalnych kościach jest zbyt mało zachowanych informacji aby je wykryć, co może rozczarować archeologów, którzy spędzili sporo czasu na wykopaliskach. Drugi z tych problemów to fakt, że kontaminacja współczesnymi domieszkami może utrudnić lub nawet uniemożliwić nasze analizy – ilość współczesnych cząsteczek może „zagłuszyć” sygnał zdegradowanych starych cząsteczek z naszej próbki. Na przykład, wielu archeologów używa współczesnych klejów do konserwacji odkopanych kości. Jednak w ten sposób wprowadzają współczesne atomy węgla do kości, tak więc, jeśli stosujemy datowanie radiowęglowe, otrzymujemy znacznie młodsze daty niż „prawdziwy” wiek, ponieważ analizujemy mieszankę starego i współczesnego węgla. Zrozumienie tego problemu ostatnio bardzo się poprawiło, nadal jednak stanowi poważne ograniczenie gdy pracujemy z materiałem odkopanym dziesiątki lub setki lat temu.

CB: Jakie najzabawniejsze pytanie zadał Ci archeolog?

HF: Ponieważ szczątki znajdowane podczas wykopalisk są pokryte ziemią, może być trudno określić, jaki to rodzaj materiału (kość, kamień, ceramika). Ku mojemu zaskoczeniu, dowiedziałam się, że niektórzy archeolodzy liżą szczątki na stanowisku aby sprawdzić czy to kości! Archeolog kiedyś zapytał mnie, czy to potencjalne źródło kontaminacji materiałem współczesnym i powiedziałam mu, że tak! Jeżeli analizujemy białka z polizanych kości, jest bardziej prawdopodobne, że wykryjemy białka archeologa niż z tej kości (na przyszłość, proszę, nie liżcie kości, które znajdujecie, tak na wszelki wypadek).

CB: Czy zmieniłaś cokolwiek w swojej metodologii badań po, albo z powodu współpracy z archeologiem?

HF: Istnieje mnóstwo technik analizy kopalnych szczątków kostnych, jednak ważne jest przemyślenie destruktywnego pobierania próbek, które trzeba wykonać aby pozyskać materiał do analizy. Skupiam się na ograniczeniu destruktywnego pobierania próbek, tak, aby pobrać tylko tyle, ile jest konieczne do pozyskania danych. Pracowałam już nad metodami ograniczenia wielkości próbki do datowania radiowęglowego, a obecnie pracuję nad niedestruktywnymi sposobami oznaczania zachowania białek w kościach przed pobieranie próbki. Mam pełną świadomość kulturowego znaczenia materiałów, które analizuję oraz tego, jak ważne jest zachowanie go jako części naszego wspólnego dziedzictwa. Wydaje mi się, że to podejście jest związane bardziej z moim wykształceniem archeologicznym niż wiedzą z zakresu nauk ścisłych, a także jest skutkiem bliskiej współpracy z archeologami, którzy odkopują materiał i są odpowiedzialni za jego zachowanie.

Artykuł ten można bezpłatnie przedrukować, ze zdjęciami, z podaniem źródła

Dr Helen Fewlass – ukończyła studia na Uniwersytecie Brystolskim w 2015 roku, a następnie podjęła studia doktoranckie w Zakładzie Ewolucji Człowieka w Instytucie Antropologii Ewolucyjnej im. Maxa Plancka w Lipsku, w Niemczech, gdzie obroniła doktorat w 2020 roku. Jej szerokie zainteresowania obejmują datowanie radiowęglowe, a także analizę białek zawartych w kościach kopalnych. 

ORCiD

Redakcja: J.M.C.

Tłumaczenie: B.M.

 

Tekst powstał w ramach dofinansowania IDUB, projektu „From caves to public: A series of popular science articles published on the archeowieści.pl blog, showing a multidisciplinary approach in archaeology, based on the results of our researches in the Ojców Jura.” Badania jaskiń Doliny Sąspowskiej były finansowane przez Narodowe Centrum nauki w ramach projektu SONATA BIS 2016/22/E/HS3/00486.

Strona projektu: https://www.dolinasaspowska.uw.edu.pl