नमूना और स्थिर कार्बन और ऑक्सीजन आइसोटोप विश्लेषण के लिए दांत तामचीनी कार्बोनेट के उपचार
Summary
मानव और पशु दांत तामचीनी कार्बोनेट के स्थिर कार्बन और ऑक्सीजन आइसोटोप विश्लेषण व्यक्तिगत आहार और पर्यावरण पुनर्निर्माण के लिए एक प्रॉक्सी के रूप में इस्तेमाल किया गया है । यहां, हम एक विस्तृत वर्णन और थोक और अनुक्रमिक दांत तामचीनी नमूने के दृश्य प्रलेखन के रूप में के रूप में अच्छी तरह से पुरातात्विक और paleontological नमूनों के उपचार प्रदान करते हैं ।
Abstract
मानव और पशु दांत तामचीनी कार्बोनेट के स्थिर कार्बन और ऑक्सीजन आइसोटोप विश्लेषण paleodietary, paleoecological, और paleoenvironmental अनुसंधान में हाल ही में ऐतिहासिक समय से वापस १०,०००,००० साल पहले से लागू किया गया है । थोक दृष्टिकोण तामचीनी mineralization की अवधि के लिए एक प्रतिनिधि नमूना प्रदान करते हैं, जबकि एक दांत के भीतर अनुक्रमिक नमूनों इस अवधि के दौरान आहार और पर्यावरण परिवर्तन ट्रैक कर सकते हैं । हालांकि इन तरीकों को व्यापक रूप से लागू किया गया है और पुरातत्व, पारिस्थितिकी, और जीवाश्मिकी में वर्णित है, वहां कोई स्पष्ट दिशा निर्देशों के लिए आवश्यक प्रयोगशाला उपकरणों के चयन में सहायता और अच्छी तरह से विस्तृत प्रयोगशाला नमूने का वर्णन किया गया है और प्रोटोकॉल. इस अनुच्छेद में, हम दस्तावेज़ पाठ और नेत्रहीन, उपचार और diagenetic स्क्रीनिंग के माध्यम से नमूना से पूरी प्रक्रिया को और अधिक व्यापक रूप से प्रयोगशाला सेटिंग्स की एक किस्म में अपने आवेदन पर विचार शोधकर्ताओं के लिए उपलब्ध करने के लिए पद्धति बनाने के लिए ।
Introduction
स्थिर कार्बन और ऑक्सीजन आइसोटोप दांत तामचीनी कार्बोनेट का विश्लेषण करने के लिए पिछले मानव आहार का सेवन, प्रातः, और गतिशीलता, साथ ही वनस्पति पर faunal निर्भरता, पशुओं की आवाजाही, और पशुओं के चारे का अध्ययन करने के लिए इस्तेमाल किया गया है । इन आवेदनों पर व्यापक चर्चा की गई है और पर्यावरण की स्थिति की एक किस्म के लिए समीक्षा की स्थानीय शुष्कता, तापमान, जल स्रोतों के प्रभाव का संकेत है, और वनस्पति रचनाएं1,2, 3,4,5,6. पुरातत्व और जीवाश्मिकी में संभावित आवेदनों की विविधता, साथ ही दांत तामचीनी कार्बोनेट के अच्छे संरक्षण, यह स्थिर आइसोटोप काम3के लिए एक आकर्षक सामग्री बना दिया है । नमूना, पूर्व उपचार, और diagenesis स्क्रीनिंग के तरीकों संक्षेप में पिछले प्रकाशनों1,7की एक संख्या में वर्णित हैं । हालांकि, पूरी तरह से मौखिक और दृश्य प्रदर्शनों काफी हद तक अनुपलब्ध रहते हैं, विशेष रूप से पुरातत्व विज्ञान प्रयोगशालाओं के बाहर के लोगों के लिए और सीमित धन के साथ प्रयोगशाला समूहों के बीच जहां इस तकनीक के उपयोग में रुचि बढ़ रही है 5.
दांत तामचीनी मुख्य रूप से hydroxyapatite (bioapatite) crystallites से बना है8 हड्डी में उन लोगों से बड़ा है, यह और अधिक पोस्ट मार्टम diagenetic ईओण प्रतिस्थापन और संदूषण3के लिए प्रतिरोधी बना । आधुनिक अध्ययनों से यह प्रदर्शित किया है कि स्थिर कार्बन आइसोटोप (δ13C) मापन faunal दांत तामचीनी मज़बूती से रिकॉर्ड पशु आहार और व्यवहार9,10. दांत तामचीनी के स्थिर ऑक्सीजन आइसोटोप (δ18ओ) मूल्य, पानी पर पौधों और पशु खाद्य पदार्थों में पानी, पीने का पानी, श्वसन, साथ ही विभिन्न पर्यावरणीय प्रभावों शामिल है जो घूस पानी की ऑक्सीजन isotopic संरचना द्वारा निर्धारित किया जाता है जो आगे isotopic भिन्नीकरण करने के लिए नेतृत्व कर सकते हैं (जैसे, शुष्कता, तापमान, ऊंचाई, वर्षा राशि, महाद्वीपीय स्थान)11. यह पुरातात्विक, paleoecological, और paleontological अनुसंधान में आहार और पर्यावरण पुनर्निर्माण के लिए एक लोकप्रिय तरीका बना दिया है ।
दांत तामचीनी गठन की अवधि अपेक्षाकृत कम है (वर्ष) और दांत के आधार पर अलग किया जा रहा नमूना है । मनुष्यों के लिए, प्रथम दाढ़ तामचीनी mineralizes जन्म और 3 वर्ष की आयु के बीच, premolars mineralize के बीच १.५ और 7 वर्ष की आयु, दूसरी दाढ़ mineralize के बीच २.५ और 8 वर्ष की आयु, और तृतीय दाढ़ mineralize के दौरान किशोरावस्था, 7 से 16 वर्ष के बीच12 . यह देखते हुए कि दांत तामचीनी रूपों गठन की अवधि में संवर्द्धित, यह पूरे विकास अक्ष के साथ थोक में नमूना किया जा सकता है या आदेश में आहार और वातावरण है कि गठन की अवधि के दौरान हुई है परिवर्तन की जांच करने के लिए क्रमिक रूप से नमूना13 . कालक्रम के क्रम में एक दिया दांत के भीतर आहार परिवर्तन मानव और अंय जानवरों के लिए चौकस है1,14, अंतर के बारे में जानकारी उपलब्ध कराने के वार्षिक मौसमी और आहार भिंनता ।
जबकि तामचीनी आम तौर पर diagenesis के लिए प्रतिरोधी है, isotopic दफन पर्यावरण से उत्पंन संशोधनों संभव हो रहे है और15,16मनाया गया है, प्रयोगात्मक जांच और उपचार उपयोगी विकल्प बना । जबकि यह केवल उपलब्ध पद्धति नहीं है, रूपान्तर के रूप में बदल अवरक्त स्पेक्ट्रोस्कोपी (स्विचेज), विशेष रूप से तनु संचरण मोड में, दांत तामचीनी में taphonomic परिवर्तन का आकलन करने के लिए एक त्वरित, सस्ती और अपेक्षाकृत सुलभ विधि के रूप में उभरा है, विशेष रूप से paleontological संदर्भों में17,18,19,20। हालांकि, विस्तृत प्रोटोकॉल और रिकॉर्डिंग मानकों geochemistry या सामग्री विज्ञान के क्षेत्रों के बाहर कई लोगों के लिए अपेक्षाकृत दुर्गम रहते हैं ।
प्रतिक्रिया समय और दांत तामचीनी के उपचार में शोधकर्ताओं द्वारा नियोजित रसायन भी साहित्य में काफी भिंनता है, अक्सर के रूप में सीमित विचार के साथ जो इस परिवर्तनशीलता स्थिर कार्बन और ऑक्सीजन आइसोटोप के मूल्यों के लिए कर सकते हैं के साथ नमूना21 ,22. यहां, हम एक दृष्टिकोण है कि एसिटिक एसिड (०.१ मीटर) तामचीनी पाउडर के नमूनों के उपचार के लिए पतला का उपयोग करता है की रिपोर्ट । हालांकि, यह देखते हुए कि isotopic माप से उत्पंन में मतभेद दांत तामचीनी के लिए अपेक्षाकृत छोटे हैं, यह शोधकर्ताओं के लिए सबसे अच्छा है डेटासेट के लिए प्रोटोकॉल का पालन करें जिसके साथ वे11के लिए अपने डेटा की तुलना करना चाहते हैं । इसके अलावा, जहां छोटे अनुक्रमिक नमूनों ले रहे हैं, विशेष रूप से Holocene नमूनों पर, कोई इलाज नहीं चुना जा सकता है (पायलट diagenetic परीक्षण के बाद) नमूना अपव्यय से बचने के लिए ।
हालांकि तरीकों हम यहां रिपोर्ट कोई नई तरह से कर रहे हैं, हमारे ज्ञान के लिए, यह पहली बार है कि एक पूरी तरह से लिखा और थोक और अनुक्रमिक नमूना, उपचार के विकल्प के दृश्य प्रलेखन, और diagenetic जांच तरीकों (स्विचेज के रूप में) दांत तामचीनी के लिए व्यापक रूप से एक विविध अकादमिक दर्शकों के लिए उपलब्ध किया गया है । जब तक हमें उंमीद है कि हमारे प्रयासों को और अधिक आसानी से व्यक्तियों और प्रयोगशालाओं की एक व्यापक संख्या में सुलभ बनाने के प्रयास करेंगे, शोधकर्ताओं जो लागू करते है और इस तकनीक को प्रकाशित करना चाहते ंयूनतम रिपोर्टिंग मानकों के बारे में पता होना चाहिए, diagenetic विचार, और प्रस्तुति की आवश्यकताएं कहीं20की समीक्षा की, साथ ही साथ संभावित दुभाषिया जटिलताओं कि उनके अध्ययन क्षेत्र के लिए अद्वितीय होगा, taxa विश्लेषण, और समय अवधि5।
Protocol
Representative Results
Discussion
दांत निकलना के सफल नमूना (थोक और वृद्धिशील) की चुनौतियों के अपेक्षाकृत सस्ती उपकरणों में निवेश के साथ ड्रिलिंग तकनीक और नमूना तैयारी के बारे में ज्ञान के उपयोग पर निर्भर करता है । स्पष्ट निर्देश नमूना ?…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
हम इस अनुसंधान के रूप में के रूप में अच्छी तरह से हाल ही में विभाग पुरातत्व, मैक्स प्लैंक मानव इतिहास के विज्ञान के लिए संस्थान में एक स्थिर आइसोटोप प्रयोगशाला की स्थापना के वित्तपोषण के लिए मैक्स प्लैंक सोसायटी का शुक्रिया अदा करना चाहूंगा ।
Materials
| 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 |
Referências
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