Jak zidentyfikować kości wielorybów

Przez polowania wiele gatunków wielorybów znalazło się na granicy wyginięcia, jednak zły stan obecny jest wynikiem praktyk łowieckich stosowanych od tysięcy lat. Badanie szczątków upolowanych zwierząt może pozwolić na uzyskanie historycznych danych na temat dawnych populacji oraz innych informacji, pomocnych w ochronie współczesnych gatunków.

Tego rodzaju prace badawcze nie należą jednak do łatwych. Potrzebne są szybkie i niedrogie metody biomolekularne, umożliwiające precyzyjną identyfikację gatunków wielorybów na podstawie ich szczątków.

Finansowany ze środków UE projekt "Optimizing research tools for cetaceans in archaeology" (ORCA) miał na celu opracowanie dwóch takich metod: zooarcheologii wykorzystującej spektrometrię mas (ZooMS) oraz analizy starego DNA. Obie metody musiały być wygodne i tanie oraz nadawać się do badania ekologii gatunków wielorybów i sposobów polowania na przestrzeni ostatnich 4000 lat. Projekt realizowany był przez jeden podmiot, przez dwa lata do września 2014 r.

Prace rozpoczęto od przetestowania nowego protokołu ZooMS, porównując ślady peptydów kolagenowych ze znanymi próbkami. Po odpowiednim przeszkoleniu badacze uczestniczący w projekcie udoskonalili technikę ZooMS poprzez porównanie szczątków kolagenu pochodzącego od wielorybów z eksponatami muzealnymi. Wyniki tych analiz połączono z opublikowanymi w ostatnim czasie danymi, aby stworzyć bazę danych na temat kolagenu pochodzącego od wielorybów, zweryfikowanych zgodnie z archeologicznymi szczątkami tych ssaków. Porównanie ZooMS z technikami DNA wykazało, że metoda ZooMS pozwalała z wysoką skutecznością na identyfikację na poziomie rodziny lub rodzaju, ale nie dawała możliwości rozróżniania blisko spokrewnionych gatunków.

Porównanie metod ZooMS i mikropróbkowania DNA dowiodło, że pierwsza z nich nie pozwala na uzyskanie wystarczającej ilości kolagenu, by umożliwić jednoznaczną identyfikację. Natomiast technika DNA umożliwia wiarygodną identyfikację gatunków na podstawie próbek o ciężarze zaledwie 3 mg. Technikę mikropróbkowania z powodzeniem przetestowano na liczącym 1000 lat fragmencie kości.

Niektóre próbki nie nadawały się do identyfikacji morfologicznej, ale można je było zidentyfikować przy pomocy technik badanych w projekcie. Wyniki tych analiz doprowadziły do zmiany interpretacji danych dotyczących rozmieszczenia prehistorycznych gatunków oraz praktyk stosowanych przez ludzi na Morzu Śródziemnym i Południowym Atlantyku. Zanim stare próbki DNA będzie można wykorzystać do modelowania populacyjnego, potrzebna jest dalsza optymalizacja metod hybrydyzacyjnych.

Projekt ORCA wniósł wkład w rozwój zarówno archeologii, jak i biologii ochrony gatunków. Badania te ilustrują długą historię polowań na wieloryby, a jednocześnie dostarczają cennych danych pomagających w ochronie współczesnych gatunków.