Масс-спектрометрия изучает окаменелости

Метод точной лазерно-абляционной изотопочувствительной масс-спектрометрии при применении к исследованию окаменевшей зубной эмали существенно понизит степень повреждения ценных палеонтологических и археологических артефактов, так как для анализа образцов таким методом требуется крайне малое количество материала артефакта.

Разработанный метод является подарком для химиков, изучающих особенности питания и окружающую среду древних животных и доисторического человека.

Мэтт Спонхеймер (Matt Sponheimer) из Университета Колорадо и Бенджамин Пасси (Benjamin H. Passey) с соавторами из Университета Юты использовали метод для изучения коренных зубов, возраст которых составляет 1.8 миллионов лет. Палеонтологи считают, что найденные в южной Африке окаменелые зубы принадлежат далеким предкам человека.

Полученные данные показали, что древние гоминиды, как и ожидалось, потребляли пищу растительного происхождения: спелые фрукты, листья и орехи древесных растений. Однако наряду с информацией о давно известных пищевых пристрастиях предков человека было обнаружено, что они могли потреблять в пищу зерна и овощи, а также, возможно, мелких травоядных животных. До настоящего времени у ученых не было инструмента, позволяющего наблюдать изменения в характере питания доисторических людей, протекающие в течение жизни одного индивидуума.

Улучшения в изучении окаменелостей были сделаны не только благодаря разработке нового метода, но, главным образом, благодаря длительной подстройке факторов, определяющих применение исследования – интенсивность лазерного излучения, длительность лазерного импульса и эффективность криогенного улавливания веществ, испаряющихся с поверхности образца.

При применении метода углерод испаряется из материала образца под воздействием лазерного импульса, смешивается с кислородом, образуя около 20 нмоль углекислого газа, который извлекается из резервуара с образцом, очищается на криогенной ловушке и отправляется на масс-спектрометр.

Исследователи брали множественные образцы из нескольких рядов небольших слоев зубной эмали. Эти слои могут рассматриваться как своеобразные «кольца роста» зубной эмали, формирующиеся каждые 10 дней, пока зуб растет, и в нем протекают процессы обмена. Определение типов пищи, потреблявшихся индивидуальными организмами, строилось по соотношению изотопов углерод-13 и углерод-12.

Источник: Science 2006, 314, 980.