A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
יציב הפחמן והחמצן איזוטופ ניתוח של קרבונט אמייל השן האדם ושל בעלי החיים שימש כמדד עבור דיאטה בודדים ושיחזור הסביבה. כאן, אנו מספקים תיאור מפורט, תיעוד חזותי של בכמות גדולה ורציפה השן אמאייל דגימה, כמו גם רעלני של דגימות כפליאונטולוג הממצאים הארכיאולוגיים.
יציב הפחמן והחמצן איזוטופ ניתוח של קרבונט אמייל השן האדם ושל בעלי החיים הוחל paleodietary, paleoecological, ומחקר paleoenvironmental מתקופות היסטוריות האחרונות לחזור לפני 10 מליון שנה. גישות בצובר מספקים מדגם מייצג עבור התקופה של מינרליזציה אמייל, בעוד דוגמאות רציפים בתוך שן ניתן לעקוב אחר שינויים תזונתיים וסביבתיים בתקופה זו. בעוד מתודולוגיות אלה יש כבר נרחב שהוחל, שמתואר לארכיאולוגיה, אקולוגיה, פלאונטולוגיה, היו הנחיות מפורשות אין כדי לסייע בבחירה של ציוד מעבדה הכרחי וכדי לתאר ביסודיות מעבדה מפורט דגימה ו פרוטוקולים. במאמר זה, ואנחנו מתעדים וככתבה, באופן חזותי, התהליך כולו מן הדגימה דרך ההקרנה pretreatment ומהירות diagenetic כדי לבצע את המתודולוגיה זמינים באופן נרחב יותר חוקרים בהתחשב היישום שלה במגוון של הגדרות מעבדה.
יציב הפחמן והחמצן איזוטופ ניתוחים של קרבונט אמייל השן שימש ללמוד אחרי צריכת התזונה האנושית, הגמילה, ניידות, וכן רוצפה הסתמכות על צמחייה, התנועה של בעלי חיים, חיות משק foddering. יישומים אלה יש כבר באופן מקיף דנו ונבדקים למגוון רחב של תנאים סביבתיים המציין את השפעת כאילוסטרציה מקומיים, טמפרטורה, מקורות מים, צמחייה יצירות1,2, 3,-4,-5,-6. המגוון של יישומים אפשריים בארכיאולוגיה והיסטוריה פלאונטולוגיה, כמו גם שימור טובה קרבונט אמייל השן, הפכה אותו חומר אטרקטיבי של איזוטופ יציב עבודה3. שיטות דגימה, רעלני ו ההקרנה diagenesis מתוארות בקצרה במספר פרסומים קודמים1,7. עם זאת, הפגנות מילולית וחזותית יסודית להישאר זמין במידה רבה, במיוחד לאנשים מחוץ ארכאולוגיה מעבדות ובקרב קבוצות מעבדה עם מוגבלת למימון שבו האינטרס השימוש בטכניקה זו גוברת 5.
אמייל השן בעיקר מורכב היידרוקסיאפטיט (bioapatite) וגידולו8 גדולים יותר מאלה של העצם, שהופך אותו עמידים יותר בפני החלפות יוניים diagenetic פוסט-מורטם וזיהום3. מחקרים מודרניים הראו כי המידות איזוטופ (אלפא13ג) פחמן יציב של השן רוצפה אמייל הרשומה באופן אמין בעל חיים תזונה והתנהגות9,10. הערך איזוטופ (אלפא18O) חמצן יציב של זגוגית השן נקבעת על-ידי הרכב איזוטרופי חמצן של בלע מים, הכוללת מים צמח, מזונות בעלי חיים, מי שתייה, נשימה, כמו גם השפעות סביבתיות שונות על המים אשר יכול להוביל בהמשך איזוטרופי fractionation (למשל., חופיים, טמפרטורה, גובה, כמות המשקעים, מיקום הקונטיננטלי)11. זו הפכה אותו שיטה פופולארית עבור שחזור תזונתיים וסביבתיים במחקר הארכיאולוגי, paleoecological, פליאונטולוגיה.
תקופת היווצרות אמייל השן קצרים יחסית (שנים), משתנה בהתאם השן להיות שנדגמו. על בני אדם, זגוגית שן טוחנת ראשונה mineralizes מלידתם ועד לגיל 3 שנים וטוחנות mineralize בין 1.5 ו-7 שנים של גיל, השן הטוחנת השנייה mineralize בגילאי 2.5 ו- 8, השן הטוחנת השלישית mineralize במהלך גיל ההתבגרות, בין 7 ל 16 שנים12 . נתון המהווה אמייל השן באופן מצטבר מעל בתקופה של היווצרות, שניתן יהיה לטעום בצובר לאורך ציר הגידול כולו או נדגמים ברצף כדי לחקור את השינויים בדיאטה וסביבה שהתרחשו במהלך תקופת היווצרות13 . מסודר בסדר כרונולוגי שינוי תזונה בתוך השן נתון זה נצפות לבני אדם ולבעלי אחרים חיות1,14, מתן מידע לגבי הבין-השנתי וריאציה עונתיות ותזונתיות.
בעוד אמייל עמיד בדרך כלל diagenesis, איזוטרופי שינויים הנובעים הסביבה קבורה אפשרי, נצפו15,16, הפיכת בדיקות ניסויית והבחירות pretreatment שימושי. אמנם זה לא השיטה זמין רק, ספקטרוסקופיית פורייה (FTIR), במיוחד במצב שידור הקלוש, התפתחה בתור מהיר, זול, נגיש יחסית שיטה להערכת שינוי taphonomic אמייל השן. בפרט בהקשרים כפליאונטולוג17,18,19,20. עם זאת, נתונים היסטוריים פרוטוקולים וסטנדרטים הקלטה נותרים יחסית נגיש לאנשים רבים מחוץ לתחומי המדע גאוכימיה או חומר.
זמני התגובה וכימיקלים המועסקים על ידי חוקרים רעלני של זגוגית השן גם משתנים באופן משמעותי בספרות, לעתים קרובות תוך התחשבות מוגבל לגבי מה ההשתנות לעשות פחמן יציב והערכים איזוטופ החמצן של המדגם21 ,22. . הנה, מדווחים גישה שימושים לדלל חומצה אצטית (0.1 M) עבור רעלני דוגמאות אבקת האמייל. עם זאת, בהתחשב בכך ההבדלים במדידות איזוטרופי הנובע רעלני הם קלים יחסית על זגוגית השן, זה הכי טוב עבור החוקרים לעקוב אחר הפרוטוקולים עבור datasets שבה הם רוצים להשוות את הנתונים שלהם ל-11. יתר על כן, שבו נלקחים דגימות רציפים קטנים, במיוחד על דגימות Holocene, אין רעלני עשוי להיבחר (בעקבות בדיקות diagenetic פיילוט) כדי למנוע בזבוז הדגימה.
למרות השיטות שאנחנו מדווחים כאן בהחלט לא חדש, הידע שלנו, זו הפעם הראשונה בה תיעוד הכתוב יסודית של תפזורת, דיגום רציף, בחירות pretreatment שיטות הסימון diagenetic (בדמות FTIR) השן אמייל נעשו נרחב זמין לקהל אקדמיים מגוונים. בעוד אנו מקווים המאמצים שלנו יגרום גישה זו יותר נגישים למספר רחב יותר של אנשים פרטיים, מעבדות, חוקרים שרוצים להחיל ולפרסם טכניקה זו חייב להיות מודע מינימום תקן, שיקולים diagenetic, דיווח, מצגת דרישות overviewed במקום20, וכן המורכבויות המפרש פוטנציאל להיות ייחודי לאזור המחקר שלהם, taxa ניתח, ולאחר זמן מחזור5.
להלן כללי התנהגות עוקב אחר הקווים המנחים של המעבדה ספקטרומטר מסה של איזוטופ אור במכון מקס פלאנק על המדע של ההיסטוריה האנושית. אתיקה המתאים הרשאות מוועדות לאומיות ובינלאומיות יש לחפש על ניתוחים המערבים בסכנת הכחדה דגימות רוצפה מודרני או היסטורית ועל השימוש וחומר הארכיאולוגי רוצפה עניין בפני בעלי עניין עכשווי . בנייר זה, הדגימות השתמשו היו דגימות הארכיאולוגי של מאובנים. . בני אדם לא חיים השתמשו במחקר זה, מלא אתית, מוסדי, ממשלתי והרשאות הרווחנו דבר עבור כל ניתוח הרסני.
1. נפח דגימה
הערה: לבני אדם ולבעלי חיים, השיטה הבסיסית של צובר השן אמאייל הדגימה הוא היישום של תרגיל לקצה buccal של השן.
2. רציפים דגימה
הערה: דיגום רציף ניתן לצפות במגוון של צורות, יהיה תלוי טקסון להיות שנדגמו, בגודל של השן, כמו גם את הרזולוציה הזמנית הרצויה.
3. פורייה להפוך אינפרא-אדום מסות/Attenuated הכולל השתקפות שיטה
4. פשוט חומצה אצטית (0.1 M) רעלני
5. שקילה ומדידת דוגמאות ותקנים
באמצעות ההליך דגימה שהוצגו לעיל, אמייל מצטבר bioapatite דגימות הוכנו. הניתוח של bioapatite ב אמייל תלוי הדיוק של דגימה, בין אם בתפזורת או מצטבר. במקרה זה, בחרנו להציג את התוצאות של דגימות הארכיאולוגי (שני כבשים) של אזורי אקלים שונים. דוגמאות מצטבר היו מנותח של השן הטוחנת השנייה כבשים...
האתגרים של מוצלחת דגימה (בתפזורת, מצטבר) של שיניים מתבסס על הגישה לידע לגבי טכניקות קידוח ולטעום הכנה, לצד ההשקעה בציוד זול יחסית. האתגרים הללו הם surmountable בקלות כאשר ברור ההוראות זמינים בנוגע גישות pretreatment מדגם. במאמר זה, אנו מקווים יש המופץ אלה בצורה ברורה, תמציתי לחוקרים החדשה לשיטות אלו. מל...
המחברים מצהירים ללא ניגוד אינטרסים.
ברצוננו להודות חברת מקס פלנק מימון המחקר הזה, כמו גם את ההגדרה האחרונה למעלה של מעבדת איזוטופ יציב-החוג לארכיאולוגיה, מכון מקס פלנק על המדע של ההיסטוריה האנושית.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Dremel Micro | Dremel | https://www.dremel.com/en_US/products/-/show-product/tools/8050-micro | |
Diamond-tipped drill bit | Dremel | https://www.dremel.com/en_US/products/-/show-product/accessories/7122-diamond-wheel-point | |
1.5 mL micro-centrifuge tube | Sigma Aldrich | https://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sigma/t2422?lang=de®ion=DE&gclid=EAIaIQobChMI7pHRpauW2QIV77ftCh1p1wjhEAAYASAAEgKzkvD_BwE | |
Methanol | Linear Formula: CH3OH | ||
Acetic Acid | Linear Formula: CH3CO2H | ||
Dremel rig set-up (workstation) | Dremel | https://www.dremel.com/en_US/products/-/show-product/tools/220-01-workstation | |
Microcentrifuge | Thermo Scientific | http://www.thermofisher.com/order/catalog/product/75002401 | |
Mini-centrifuge | Sprout | http://www.heathrowscientific.com/sprout-mini-centrifuge-4 | |
Freeze drier | Zirbus Technology | http://www.zirbus.com |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved