Методы космического века раскрывают тайны каменного
Стерильная перчатка предохраняет от загрязнения кусочек кости неандертальской эпохи во время его подготовки к химическому анализу, который позволит определить возраст окаменелости
Вот такие оставшиеся от древнего человека кусочки кости вроде этого фрагмента весом 25 граммов, который лежит на руке ученого в стерильной перчатке, помогают рассеять сумрак таинственности, столько времени скрывавший неандертальцев. За последние годы ученые создали ряд замечательных лабораторных методик, которые позволяют нам повернуть время вспять и увидеть мир таким, каким он был в далеком прошлом.
Например, возраст этого кусочка кости будет установлен с помощью новейшей методики датирования окаменелостей по химическим изменениям в белковых молекулах. И уж совсем крохотный фрагмент кости, помещенный в прибор, который, упрощенно говоря, дает цветовой код кристаллической структуры, сообщит нам некоторые сведения о том, какую жизнь вел тот, кому принадлежала эта кость. Анализ же отложений, в которых нашли окаменелость, позволит узнать, каким был климат в те времена, когда кость еще была частью живого организма. Благодаря подобным методикам даже двух-трех хрупких фрагментов, дошедших до нас из далекого прошлого, достаточно, чтобы воссоздать картину жизни неандертальцев.
Определение времени по белковым часам древнего скелете
Для определения возраста найденных в земле предметов археологи применяют способы, в конечном счете основанные на особенностях "атомных часов", которые отмечают ход времени естественными и единообразными Изменениями в структуре определенных атомов, - причем каждым часам свойственны свои изменения. Если известна скорость этих изменений, то их количество покажет, сколько времени прошло с тех пор, как они начались.
Просто - но и не гак уж просто, если говорить о неандертальцах. Ведь обычно используемые атомные часы измеряют время, протекшее между нынешним днем и каким-то моментом около 40 тысяч лет назад или же между каким-то моментом около 500 тысяч лет назад и возникновением Земли. Между этими двумя поддающимися измерению протяженностями времени существует разрыв, который, в частности, вмещает эпоху неандертальцев.
Лишь совсем недавно два типа часов были усовершенствованы настолько, что начали отсчитывать время и в пределах разрыва, помогая разгадать некоторые неандертальские тайны. Один тип часов позволяет датировать остатки людей и животных неандертальской эпохи, а другой - устанавливать возраст неандертальских орудий и кремней.
В методе датирования, проиллюстрированном на фотографиях, для определения возраста древних скелетных остатков используются белковые часы. Он основан на процессе рацемизации, происходящем внутри аминокислот, то есть тех белковых кирпичиков, из которых состоят все живые организмы. Существует 20 аминокислот, но все они характеризуются по меньшей мере одним общим свойством - их молекулярное строение "левонаправленно", то есть атомы каждой молекулы располагаются асимметрично в направлении, которое в условиях методики, принятой для анализа их структуры, кажется левым. Однако когда организм умирает, молекулы его аминокислот начинают переориентироваться в правом направлении. Этот медленный переход в зеркальное отражение, в "правонаправленные" молекулы, и есть рацемизация.
В 1972-1973 годах специалист по органической химии Джеффри Бейда (Океанографический институт Скриппса при Калифорнийском университете) опубликовал расчеты скоростей, с которыми разные аминокислоты претерпевают рацемизацию при умеренной температуре, - видоизменение одной из них происходит с такой скоростью, что половина ее молекул изменится за 110 тысяч лет, а это вполне покрывает всю протяженность времени, пока на Земле существовал неандертальский человек, то есть от 100 до 40 тысяч лет назад.
Чтобы датировать древнюю кость, Бейда разлагает образец на составляющие его аминокислоты и добавляет реактив, образующий с левовращающими и правовращающими молекулами аминокислот разные формы, которые путем ряда сложных операций можно отделить друг от друга. Сопоставляя относительные количества право- и левовращающих кислот со скоростью их рацемизации, Бейда может определить, сколько времени прошло после смерти существа, чью кость он анализирует. Таким образом, разрыв во времени датирования исчез, по крайней мере для остатков живых организмов.