Berbatu, rata, dan bebas dari tumbuh-tumbuhan, Avayalik, sebuah pulau dekat ujung utara Labrador, Kanada, bukanlah tujuan liburan ideal siapa pun. Namun demikian, daerahnya yang sarat dibumbui dengan situs arkeologi yang menunjukkan aktivitas manusia dan tempat tinggal sejak lebih dari 1.500 tahun.
Hampir empat dekade yang lalu, sebuah ekspedisi yang dikelola bersama oleh William Fitzhugh, direktur Pusat Studi Arktik Smithsonian, kembali dari Avayalik dengan sejumlah artefak yang ditemukan dari situs prasejarah tersebut.
Diantaranya adalah bale-baleen, sistem penyaringan yang kuat ditemukan di mulut paus Mysticeti. Ketika diperlakukan dengan benar, balin adalah bahan yang sangat fleksibel — sedemikian rupa sehingga beberapa peneliti menyebutnya sebagai "plastik alami." Masyarakat adat, antara lain, menenun bahan yang lentur ini menjadi keranjang dan menelanjanginya untuk membuat tali pancing. Selama era perburuan paus komersial, pengrajin bahkan akan memasukkannya ke dalam korset dan payung.
Akan tetapi, mempelajari sampel-sampel dari Avayalik, Fitzhugh dan rekan-rekannya tidak dapat memastikan apa yang mereka miliki. Kebingungan mereka adalah lebih dari sekadar tujuan praktis dari baleen bundel itu: Orang-orang kuno Avayalik mungkin telah menggunakan isinya sebagai cambukan atau komponen perangkap, tetapi rincian tentang zat itu sendiri langka.
Meskipun hawa dingin telah mengawetkan material dengan baik, pola-pola yang berbeda telah menurun dan warna-warna telah memudar, membuat semuanya mustahil untuk menentukan spesies paus mana yang berasal. Pada saat itu, Susan Kaplan — sekarang direktur Museum Arktik Perry-MacMillan dan Pusat Studi Arktik Bowdoin, tetapi kemudian seorang mahasiswa PhD yang berafiliasi dengan Smithsonian — mengira ia mungkin punya cara untuk mengetahuinya.
Baleen adalah bahan yang sangat fleksibel — sedemikian rupa sehingga beberapa peneliti menyebutnya sebagai “plastik alami.” Masyarakat adat, antara lain, menenun bahan yang lentur ini menjadi keranjang dan menelanjanginya untuk membuat tali pancing. (Wikimedia Commons / Randall Wade Grant) "Ada benda mewah yang disebut mikroskop pemindaian elektron, " kata Kaplan, merujuk pada alat kuat yang baru tersedia di Smithsonian. Mikroskopi pemindaian elektron, yang mampu menghasilkan gambar yang diperbesar dari skala nano, digunakan untuk memeriksa — dan kadang-kadang memanipulasi — spesimen pada tingkat molekuler. Dalam upaya untuk mencari tahu apakah itu bisa membantu di sini, Kaplan menerima izin untuk mengambil sepotong kecil bahan dari sampel balin yang dibawa oleh rekan penelitinya. Dia dengan hati-hati menempatkan sampel sangat kecil itu — tetapi tidak cukup mikroskopis — ke dalam botol kaca yang tertutup rapat dan berlabel jelas. Sewaktu dia mengenang, “Pertanyaan saya kepada orang-orang adalah, Dapatkah Anda mengidentifikasi [spesies] yang dititipkan pada mikroskop pemindaian? ”
Ternyata mereka tidak bisa, tetapi persiapan Kaplan masih membuahkan hasil — hanya butuh waktu lebih lama dari yang diharapkan.
Selama bertahun-tahun, koleksi sampel Kaplan tetap di kantor Fitzhugh, kenang-kenangan kecil dari kisah-kisah Avayalik yang masih tak terungkap. Di situlah mereka mungkin tinggal, jika Caroline Solazzo, seorang ahli biologi molekuler di Smithsonian's Museum Conservation Institute, tidak mendekati Fitzhugh dengan kemungkinan lain, suatu teknik yang mungkin berhasil ketika mikroskop pemindaian elektron gagal.
Metode yang disarankan Solazzo dikenal sebagai sidik jari massa peptida. Ini adalah pendekatan yang melibatkan memecah protein menjadi rantai asam amino yang lebih pendek. Jika Anda tahu apa yang Anda cari, Anda dapat menargetkan protein tertentu, mengawasi biomarker molekuler yang dikenal yang memungkinkan Anda mengidentifikasi sumbernya. Di antara hal-hal lain, itu murah dan cepat, terutama dibandingkan dengan analisis DNA yang lebih konvensional, yang, dalam hal apapun, hampir tidak mungkin, mengingat degradasi sampel kuno seperti yang diperoleh dari Labrador. "DNA adalah proses yang jauh lebih rumit, " kata Fitzhugh. "Itu mahal. Itu tunduk pada kontaminasi, dan hal-hal seperti ini. "
Baleen adalah sistem filtrasi kasar yang ditemukan di mulut paus Mysticeti. (Wikimedia Commons / John Schell) Baleen sangat cocok untuk metode ini, karena, seperti yang dijelaskan Solazzo, itu “sebagian besar terbuat dari satu jenis protein: alpha-keratin. Itu adalah keluarga protein yang sama yang ditemukan pada rambut, kuku, tanduk, kuku. ”Dalam cahaya itu, dia pikir mungkin untuk akhirnya mengidentifikasi sampel yang telah diarsipkan Kaplan jauh sebelumnya.
Ternyata, Solazzo benar. Dalam sebuah makalah yang baru-baru ini diterbitkan oleh jurnal akses terbuka PLOS ONE, ia dan rekan penulisnya menulis bahwa ia berhasil menerapkan teknik sidik jari pada 29 sampel terpisah, menemukan bahwa sebagian besar berasal dari paus bowhead. Relatif umum di perairan Arktik dan sub-Arktik, termasuk yang berada di lepas pantai Labrador, bowhead memiliki garis rahang yang sangat aneh yang menyerupai senyum bengkok kebiruan ketika mulut mereka tertutup. Meskipun mereka banyak ditangkap selama masa keemasan perburuan paus Eropa — dan, kelihatannya, di masa lalu yang jauh lebih jauh — mereka dianggap sebagai spesies yang rendah perhatian saat ini.
Keberhasilan Solazzo adalah pencapaian yang mencolok, sebagian karena itu membuktikan manfaat dari sidik jari massa peptida secara lebih umum.
Sudut itu juga mengesankan William Cioffi, seorang mahasiswa PhD yang bekerja pada isu-isu terkait konservasi paus di Universitas Duke. "Sepertinya teknik yang hebat, " kata Cioffi setelah meninjau kertas. "Jika Anda memiliki sampel yang tidak dapat Anda peroleh dari DNA, sepertinya cara yang bagus untuk mendapatkan informasi tentang spesies."
Sementara hasil analisis Solazzo menarik dalam hak mereka sendiri, mereka dapat membuka pintu untuk pekerjaan yang lebih penting di masa depan. Seperti yang dia akui, “Teknik itu destruktif, meskipun kita hanya membutuhkan sedikit materi”. Dengan demikian, menganalisis beberapa artefak dalam koleksi Smithsonian mungkin merupakan proposisi yang rumit, bahkan jika itu akan membantu untuk mengetahui lebih banyak tentang sisa-sisa hewan yang dimasukkan ke dalamnya.
"Ada banyak balin dalam potongan kecil, atau dimasukkan ke dalam artefak (atas: keranjang terbuat dari balin) yang menarik secara arkeologis, tetapi ada banyak informasi tentang lingkungan dan biologi yang terperangkap di sana juga, " kata William Fitzhugh . (Departemen Antropologi, NMNH) Setelah menunjukkan bahwa mungkin untuk mengidentifikasi spesies paus dari balin, Solazzo mengatakan, "Sekarang kami memiliki alat baru untuk mempelajari koleksi tersebut."
Namun, keberhasilan Solazzo lebih dari sekadar bukti konsep: Seperti yang dia dan rekan penulis catat, itu mungkin juga berkontribusi lebih langsung pada upaya konservasi yang sedang berlangsung. Dengan membantu kami memahami jenis paus mana yang sedang diburu di wilayah tertentu pada titik-titik tertentu di masa lalu, itu bisa memberi kita pemahaman yang lebih baik tentang bagaimana populasi telah berubah dari waktu ke waktu.
“Kami masih berusaha memahami bagaimana kedua populasi tersebut — populasi bowhead dan populasi paus kanan — dihancurkan, ketika mereka dihancurkan, dan bagaimana ukuran populasi aslinya, ” kata Andrew J. Reid, profesor dari biologi kelautan di Duke (dan penasihat Cioffi). "Setiap wawasan tentang perburuan paus Eropa pasca-kontak awal atau bahkan perburuan paus pra-kontak bermanfaat dalam hal itu."
Mungkin yang lebih penting, balin mungkin punya cerita lain untuk diceritakan. Dalam makalah mereka, Solazzo dan rekan penulisnya mencatat bahwa balin dapat secara efektif menyandikan bukti perubahan iklim dan masalah lingkungan lainnya. Memperluas pada titik itu dalam percakapan, Fitzhugh membandingkan potensi materi dengan inti es, yang dapat membantu kita melacak tingkat atmosfer sejak ratusan ribu tahun.
"Baleen tumbuh dan menggabungkan tanda tangan lingkungan saat tumbuh dan membekukannya menjadi balin, " katanya. “Ketika Anda memiliki paus bowhead besar yang sekarang kita tahu hidup sampai berumur beberapa ratus tahun, sekarang kita punya catatan lingkungan yang hebat ini. Ini seperti arsip polusi, suhu air, salinitas, segala hal yang perlu kita ketahui tentang lingkungan di masa lalu. ”
Cioffi, juga, menyarankan bahwa makalah itu menarik sebagian karena dapat membantu kita mengetahui lebih banyak tentang paus yang sudah lama mati ini dan perairan tempat mereka berenang. "Ada banyak balin dalam potongan kecil, atau dimasukkan ke dalam artefak yang menarik secara arkeologis, tetapi ada banyak informasi tentang lingkungan dan biologi yang terperangkap di sana juga, " katanya. "Ini adalah jendela kecil yang bagus ke masa lalu, dengan cara kita tidak bisa mendapatkan data biologis seperti itu sekarang."
Sementara penemuan semacam itu mungkin datang tepat waktu, Fitzhugh menyarankan bahwa apa yang telah kita pelajari berbicara tentang potensi nyata dari museum.
"Ketika Anda mengumpulkan barang-barang, Anda benar-benar tidak tahu apa tujuan mereka nantinya, " katanya. “Jika Anda mengumpulkan barang hanya untuk kebutuhan tertentu yang Anda miliki saat ini, Anda sering tidak memiliki bahan yang perlu Anda gunakan ketika teknik baru dikembangkan untuk mempelajarinya atau mencari tahu. Jadi, ini adalah kasus bagus dari koleksi lama di Smithsonian yang menjadi berharga karena teknik ilmiah baru yang dikembangkan untuk mempelajari dan menganalisisnya. ”
Kaplan, sementara itu, senang dengan temuan itu. "Sangat menyenangkan melihat karya balin dicetak, " katanya. Namun, setelah bertahun-tahun ini, dia mendapati dirinya memikirkan Avayalik lagi. Dia bahkan berharap untuk melakukan perjalanan kembali segera. Kami masih harus banyak belajar dari artefak yang sudah kami miliki, tetapi masih banyak lagi yang belum ditemukan.
