Ein italienisches Forscherteam hat eine wichtige neue Technik für die Archäologie entdeckt

Ein italienisches Team hat eine innovative Methode entwickelt, die das Feld derArchäologie revolutionieren wird. Die Wissenschaftler haben sie mit erstaunlichen Ergebnissen auf archäologische Knochen angewandt und damit Unsichtbares sichtbar gemacht. Diese wichtigen Ergebnisse, die in der Fachzeitschrift Communications Chemistry der Nature-Gruppe veröffentlicht wurden, sind das Ergebnis umfangreicher Forschungsarbeiten einer italienischen Gruppe, die von Professor Sahra Talamo koordiniert wird und an der Experten auf dem Gebiet der analytischen Chemie von der UniversitätBologna und derUniversität Genua beteiligt waren.

Es handelt sich um eine neue Technik zur Analyse archäologischer Knochen, die es erstmals ermöglicht, das Vorhandensein von Kollagen, einem Protein, das für die Durchführung von Radiokarbondatierungen und die Gewinnung neuer Informationen über diemenschliche Entwicklung von grundlegender Bedeutung ist, zu quantifizieren und mit hoher Auflösung zu kartieren.

“Diese Innovation wird bedeutende Fortschritte bei der Erforschung der menschlichen Evolution ermöglichen”, erklärt Sahra Talamo, Mitautorin der Studie und Leiterin des BRAVHO-Labors für Radiokohlenstoffdatierung an der Universität Bologna. “Wir werden nämlich in der Lage sein, die wertvollen Knochenfunde zu analysieren und genaue Daten zu erhalten, während wir die Menge des entnommenen Materials auf ein Minimum reduzieren.”

Die Knochen alter Hominiden und der Knochenschmuck, die an archäologischen Stätten gefunden wurden, sind äußerst wertvolle Güter, die sorgfältig bewahrt und geschützt werden müssen. Aus diesen Funden lassen sich in der Tat viele Informationen über das Leben der Menschen in der Antike gewinnen: was sie aßen, ihre Fortpflanzungsgewohnheiten, ihre Krankheiten, ihre Bewegungen und Wanderungen. Die Möglichkeit, diese Informationen zu erhalten, hängt jedoch von der Menge des in den Knochenfunden vorhandenen Kollagens ab.

Um die Notwendigkeit, die Integrität der Funde so weit wie möglich zu erhalten, mit der Notwendigkeit, Radiokohlenstoffanalysen durchzuführen, zu verbinden, werden die Wissenschaftler in der Lage sein, den durchschnittlichen Kollagengehalt in den beobachteten Proben mit einer Nahinfrarotkamera zu ermitteln. “In dieser Studie haben wir die Bildgebungstechnologie eingesetzt, um das Vorhandensein von Kollagen in Knochenproben auf zerstörungsfreie Weise zu quantifizieren: Auf diese Weise ist es möglich, die am besten geeigneten Proben für eine Radiokohlenstoffdatierungsanalyse auszuwählen”, sagte Cristina Malegori, Forscherin an der Universität Genua und Erstautorin der Studie. "Um die Verteilung des Kollagens in alten Knochen festzustellen, wurde die hyperspektrale Bildgebungstechnik im nahen Infrarotbereich verwendet: ein Modell, das eine chemische Kartierung des Kollagengehalts durch Quantifizierung seines Vorhandenseins in jedem einzelnen Pixel ermöglicht.

Die Entnahme von Proben menschlicher Fossilien und Knochenartefakte für die Radiokohlenstoffdatierung ist ein zerstörerischer Prozess, und menschliche Fossilien oder Knochenartefakte werden mit der Zeit immer seltener und wertvoller. Hinzu kommt die Tatsache, dass viele archäologische Knochen zu klein oder zu wertvoll sind, um sie zu beproben. Daher ist es unerlässlich, erste zerstörungsfreie Informationen über die Verteilung des Kollagens in den zu untersuchenden Artefakten zu erhalten. Die neue Technik erfüllt diesen Bedarf voll und ganz, denn sie ermöglicht es, Informationen sowohl über den Ort als auch über den Gehalt des in einer Knochenprobe noch vorhandenen Kollagens zu erhalten.

Das von uns verwendete Nahinfrarot-Hyperspektralbildgebungsverfahren ist ein Zeilenabtastsystem, das chemische Bilder aufnimmt, bei denen für jedes Pixel ein vollständiges Spektrum im Nahinfrarot-Spektralbereich erfasst wird", erklärt Giorgia Sciutto, Professorin an der Universität Bologna und Mitautorin der Studie. “Das Analysesystem beschädigt das Artefakt nicht und ermöglicht es, in wenigen Minuten zuverlässige Ergebnisse zu erhalten: So können mehrere Artefakte schnell analysiert werden, um die richtigen zu finden, wobei die Zerstörung von wertvollem Material vermieden und der Zeit- und Kostenaufwand erheblich reduziert wird.”

Die Wissenschaftler gehen davon aus, dass diese Technik auch die Durchführung von Radiokarbondatierungen an zahlreichen archäologischen Stätten ermöglichen wird, an denen es bisher nicht möglich war, Proben zu analysieren, die aufgrund ihrer schlechten Erhaltung ans Licht gekommen waren.

“Diese neue Technik ermöglicht es nicht nur, die besten Proben auszuwählen, sondern auch die Entnahmestelle in den ausgewählten Proben entsprechend der zu erwartenden Kollagenmenge zu wählen”, fügte Paolo Olivieri, Professor an der Universität Genua und Mitautor der Studie, hinzu. “Auf diese Weise ist es möglich, die Anzahl der für die Radiokohlenstoffanalyse verwendeten Proben drastisch zu reduzieren und innerhalb des Knochens die Auswahl von Bereichen zu vermeiden, die eine unzureichende Menge an Kollagen für die Datierung aufweisen könnten”.

Tatsächlich kann die Untersuchung sowohl in kleinen, lokalisierten Bereichen als auch auf der gesamten Oberfläche der Probe durchgeführt werden, was eine größere und viel aussagekräftigere Menge an Daten ergibt.

“Das Potenzial der vorgeschlagenen Methode liegt in der Art und Menge der Informationen, die das Vorhersagemodell liefert, das zwei grundlegende und komplementäre Fragen für die Charakterisierung von Kollagen in Knochen beantwortet: wie viel und wo”, bestätigt Cristina Malegori. Wenn wir wissen, wie viel Kollagen in einem bestimmten Bereich des Knochens konzentriert ist, können wir nur diesen Teil herausschneiden“, schließt Professor Talamo. ”Wenn die Kollagenvorhersage zeigt, dass der Knochen schlecht erhalten ist, können wir außerdem entscheiden, eine gezielte Vorbehandlung durchzuführen, um den Kollagenverlust während der Extraktion zu minimieren."

Die Studie wurde in der Zeitschrift Communications Chemistry unter dem Titel Near-infrared hyperspectral imaging to map collagen content in prehistoric bones for radiocarbon dating veröffentlicht. Die Autoren sind Giorgia Sciutto, Silvia Prati, Lucrezia Gatti, Emilio Catelli, Silvia Cercatillo, Dragana Paleček, Rocco Mazzeo, Sahra Talamo (Universität Bologna, Fachbereich Chemie ’Giacomo Ciamician’), Stefano Benazzi (Universität Bologna, Fachbereich Kulturerbe), Cristina Malegori, Paolo Oliveri (Universität Genua, Fachbereich Pharmazie).

Ein italienisches Forscherteam hat eine wichtige neue Technik für die Archäologie entdeckt

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