I nærmere 200 år har glasskrukker med konserverte prøver fra Charles Darwins berømte Galapagos-reise stått lagret i arkivene til Natural History Museum i London. Nå har forskere brukt laser for å se inn i krukkene uten å åpne dem.
Darwin er kjent for å formulere teorien om naturlig seleksjon og evolusjon, basert blant annet på observasjonene han gjorde av dyrelivet på Galapagos-øyene mens han seilte med HMS Beagle. I samlingene finnes blant annet pattedyr, reptiler, fisk og reker, bevart i væske og synlige gjennom glasset.
Det forskerne lenge ikke har kunnet vite, er hvilke væsker de verdifulle prøvene faktisk flyter i. Tradisjonelt har man måttet åpne krukkene for å analysere innholdet, noe som kan gi fordamping, forurensning og eksponering for miljøskader.
– Å analysere lagringsforholdene til verdifulle prøver og forstå væsken de oppbevares i, kan få store konsekvenser for hvordan vi tar vare på samlinger og bevarer dem for fremtidig forskning, sier forskningsassistent Wren Montgomery ved Natural History Museum.
– Frem til nå har det å finne ut hvilken konserveringsvæske som er i hver krukke, betydd at man må åpne dem. Det innebærer risiko for fordamping, kontaminasjon og skade fra omgivelsene, sier fysiker Sara Mosca ved Central Laser Facility i Science and Technology Facilities Council.
Gjennom historien har mange ulike væsker blitt brukt for å konservere biologiske prøver. Ofte har alkoholer som etanol og metanol vært vanlig, mens formaldehyd fikk økt utbredelse mot slutten av 1800-tallet. Ulike fagmiljøer utviklet også egne «oppskrifter», og det har bidratt til store variasjoner i museenes samlinger.
Forskergruppen peker på at denne variasjonen har ført til at mange krukker inneholder blandinger av etanol, metanol, glyserol og formaldehyd i ukjente forhold, og at innholdet i tillegg kan endres over tid på grunn av fordamping og mulig forurensning.
For å undersøke innholdet uten å utsette prøvene for risiko, tok forskerne i bruk en bærbar metode innen laserspektroskopi kalt spatially offset Raman spectroscopy, forkortet SORS.
Raman-spektroskopi fungerer ved at en laser treffer et materiale og påvirker molekylstrukturen. Lyset som sendes tilbake, gir et slags spektralt «fingeravtrykk» som kan avsløre den kjemiske sammensetningen.
Vanlig Raman-spektroskopi er imidlertid dårlig egnet for lukkede glasskrukker, fordi signalet i stor grad domineres av overflaten. SORS omgår problemet ved å ta minst to målinger: én ved selve laserpunktet og én litt forskjøvet. Når målingene sammenlignes, kan forskerne skille mellom signaler fra overflaten og fra materialet innenfor.
Metoden ga forskerne mulighet til å identifisere konserveringsvæsken i nesten 80 prosent av Darwins krukker med høy presisjon. I ytterligere rundt 15 prosent av tilfellene var identifiseringen delvis korrekt, mens bare tre prøver ikke lot seg bestemme sikkert.
Resultatene viste at pattedyr og reptiler ofte var først fiksert med formalin og deretter lagret i etanol. Virvelløse dyr, særlig maneter og reker, var oftere oppbevart i formaldehyd eller bufret formaldehyd, noen ganger tilsatt mindre mengder glyserol eller fenoksyetanol for å bedre vevsbevaringen.
Betydningen av funnene strekker seg langt utover Darwins egne prøver. Museer verden over forvalter mer enn 100 millioner væskekonserverte prøver, og mange av dem er for sårbare til at beholderne kan åpnes.
– Denne teknikken gjør at vi kan overvåke og ta vare på disse uvurderlige prøvene uten å kompromittere integriteten deres, sier Mosca.
Studien er publisert i ACS Omega.
