Tzi; 06 Ako múmia podnecuje vedu
Ötzi má bratranca. Žiadny biologický príbuzný, ale menovec a spolubývajúci. Ötzi III - umelo zostarnutá mŕtvola - leží v chladiacej komore Bolzanského archeologického múzea, necelých päť metrov od svetoznámej ľadovcovej múmie. Na rozdiel od svojho slávneho vzoru zostáva Ötzi III skrytý pred zrakmi verejnosti, hoci - aspoň vizuálne - má čo ponúknuť ako originál: suchá pokožka, vpadnuté líca, tmavohnedá pokožka. Vďaka strnisku vyzerá ešte odvážnejšie ako ľadový muž. Ötzi III však nie je zvláštnosťou doby kamennej, ale súputníkom zo súčasnosti, ktorý - na základe svojej vôle - odkázal svoje mŕtve telo na lekársky výskum v Rakúsku.
To, ako sa títo dvaja muži stali múmiou, sa nemohlo líšiť. Ötzi - originál - zomrel začiatkom leta pred viac ako 5 000 rokmi na Tisenjoch v Ötztalských Alpách. Musel zahynúť v agónii, uponáhľaný, so zlomenými rebrami, hrotom šípu v ľavom ramene, zejícím rezom v pravej ruke a pokrytý modrinami. Niekoľko dní, ak nie týždňov, ležali mŕtvi nechránení v 40 metrov dlhej, 7 metrov širokej a 3 metre hlbokej dutine, ktorá sa mala stať jeho hrobom na celé tisícročia. Prudký horský vzduch vo výške 3 210 metrov telo vysušil a zmrazil. Mikroorganizmy, ktoré bežne postihujú mŕtvoly, sa za takých nehostinných podmienok nedostali k svojej deštruktívnej práci. Uvoľnená snehová perina nakoniec pochovala mŕtvych a odháňala chamtivých mrchožroutov a hmyz. Na záver 20 metrov hrubá vrstva ľadovej rakvy svedka z doby kamennej.
Z Ötzi III sa naopak stala múmia asi pred desiatimi rokmi pomocou najnovšej technológie. Jeho vnútornosti boli predtým konzervované v anatomickom ústave univerzity v Innsbrucku so zmesou formaldehydu a karbolu: lekári mu načerpali do žíl asi sedem litrov agresívnej šťavy. Metamorfóza múmie sa uskutočnila v chladiacej komore, ktorá bola neustále vetraná ventilátormi. Neustály prievan, nízke teploty a množstvo aktívneho uhlia - pórovitého uhlíka, ktoré absorbuje vlhkosť - urobilo z mŕtvoly za šesť mesiacov to, čo z 5000 rokov vetra, ľadu a snehu urobil človek z doby kamennej: človek vážiaci okolo 13,5 kilogramu Ľadovcová múmia - vyrobená z kože a kostí, svalov a chrupaviek, spojivového tkaniva a vody.
Rovnako ako toľko výskumu na Ötzi, aj mumifikácia Ötzi III bola priekopníckym počinom - bez záruky úspechu. Stalo sa teda, že prvý pokus o umelé zmrazenie a uschnutie mŕtvoly (Ötzi II) zlyhal. "Telo nebolo konzervované formaldehydom a malo príliš vysoký obsah tuku." Baktérie boli rýchlejšie ako my, “vysvetľuje Othmar Gaber, emeritný profesor anatómie na univerzite v Innsbrucku.
Prečo však potrebujete fax, keď máte originál? „Všetky opatrenia na zachovanie zmrzlinára musia byť vopred otestované na Ötzi III. Akákoľvek chyba by bola smrteľná, “hovorí Eduard Egarter Vigl, patológ z nemocnice v Bolzane - a osobný lekár múmie osem rokov.
Na začiatku bol Ötzi pacient s ľahkou starostlivosťou. Pretože pochádzal z chladu, vedci z Inštitútu anatómie v Innsbrucku - kam bola mŕtvola vyvezená po jej objave 19. septembra 1991 - uložili ju na chladnom a vzduchotesnom mieste. Zabalili ho do sterilných uterákov a zabalili do havarovaného ľadu - „ako čerstvé ryby“, hovorí anatóm Gaber.
Ötzi sa stal problematickým prípadom až v roku 1998, keď bol prepravený do špeciálne zriadeného archeologického múzea v Bolzane a vystavený v chladiacej komore so 6 stupňami pod nulou a vlhkosťou 98 percent. „Na rozdiel od predtým došlo k kontaktu tela so vzduchom v chladiacej komore,“ vysvetľuje hlavný konzervátor Egarter Vigl. „Toto zvýšilo riziko dehydratácie.“ Zatiaľ čo kožné bunky suchých múmií už nefungujú, bunky vlhkej múmie Ötzi môžu vodu absorbovať a uvoľňovať aj dnes. „Vlhkosť sa čerpá tam, kde je najchladnejšie - od Ötziho tela po chladiace steny,“ vysvetľuje Anatom Gaber. „Podobne, ako sa zahmlievajú studené snehové okuliare, keď vojdete do teplej lyžiarskej chaty.“
Strach vedcov sa stal skutočnosťou. Testy na Ötzi III ukázali, že múmia stratila viac tekutín a hmotnosti, ako by si vedci priali. Nepokoje spôsobovali aj malé biele škvrny a praskliny na zmrzlinárovi.
Čo svedka doby kamennej zachránilo pred rozpadom, bol postup, ktorý ľadoví sochári použili na uchovanie svojich zmrazených sôch: nastriekali ich vodou. Ötzi dostal sprchu každé dva týždne. Sterilná voda bola bunkami absorbovaná a na povrchu múmie vytvorila vrstvu ľadu hrubú päť milimetrov - dostatočnú ochranu na to, aby na chvíľu udržala vlhkosť v tkanive. Aby sa ešte viac znížil proces odparovania, boli holé oceľové steny chladiacej komory pred dvoma rokmi obložené dva centimetre hrubými ľadovými doskami. Slúžia ako zásobník kvapaliny, vyrovnávajú malé výkyvy v chladiacom systéme a zaisťujú stálu mikroklímu.
Koncept ochrany Ötziho ukazuje držiteľom múmií po celom svete. V minulosti často robili trápne chyby - napríklad s malou Juanitou, mokrou múmiou z Peru. Dievča Inkov, ktoré bolo obetované bohom pred 500 rokmi, bolo nájdené v roku 1995 na ľadovci Nevado Ampato. Pretože nikto nevedel, čo robiť, Juanita bola bez okolkov zatvorená v chladničke. A tam to leží dodnes - zamrznutá pevná látka v kondenzácii.
Ötzi je takýmto osudom ušetrený a vedci teraz dostali jeho problém s hmotnosťou pod kontrolu: Namiesto štyroch gramov denne teraz múmia stratí iba štyri gramy mesačne. Túto stratu vyrovnávajú mrholenia, ktoré sa však uskutočňujú v čoraz väčších intervaloch - v súčasnosti každé dva mesiace. Vďaka ľadom obloženým stenám by už neboli ani potrebné. „Robíme to hlavne z estetických dôvodov, aby si návštevníci múzea nesťažovali, že by múmia minule vyzerala sviežejšie,“ hovorí s úsmevom Egarter Vigl.
Ötziho tvár pokročila v modernej vede aj inými spôsobmi. S cieľom zrekonštruovať lebku človeka z doby kamennej bola múmia nameraná v počítačovom tomografe na klinickom rádiologickom oddelení II vo Fakultnej nemocnici v Innsbrucku. Ako však z údajov urobíte plastický model? „Na výrobu prototypov sme použili proces, ktorý sa predtým používal v automobilovom priemysle: stereolitografia,“ vysvetľuje profesor Dieter zur Nedden. Ultrafialový laserový lúč sledoval anatomické detaily lebky vrstvu po vrstve v tekutej akrylovej živici. Energia laseru vystavila exponované oblasti - a mäkká hmota získala v priebehu 40 hodín požadovaný požadovaný tvar.
Medzitým sa kostrové časti dôležitých nálezov reprodukujú takmer sériovo pomocou stereolitografie. Či už lebka 2,5 milióna rokov starej australopitekovej dámy pani Plesovej z Juhoafrickej republiky alebo lebka 300 000 rokov starej Homo heidelbergensis z „Broken Hill“ v Zambii - vzácne kúsky už nemusia byť vtlačené do sadry pre modely, ktoré majú používať vedci a K dispozícii sú múzeá. Rádiológia a antropológia pracujú ruka v ruke od premiéry Ötzi. Na univerzitách v Innsbrucku a vo Viedni bolo spojenie zapečatené v novovzniknutej výskumnej oblasti „virtuálna antropológia“. Profesor zur Nedden nadchýna, Ötzi je katalyzátorom vedy. "Je to ako vo Formule 1: Pri výskume múmie sa nešetrí nijakými nákladmi ani úsilím." Výsledkom je veľa nových techník, ktoré sa používajú aj v každodennom živote. ““
V skutočnosti nielen antropológia, ale aj plastická chirurgia profitujú z modelov vytvorených pomocou stereolitografie. Ak čakajú zložité operácie na čeľusti alebo lebke, každý pohyb je naplánovaný na základe kópie. „To by bolo možné aj na počítači,“ pripúšťa Wolfgang Recheis, fyzik z Innsbruck Radiology II. „Chirurgovia sú však činiteľmi: radšej sa dotýkajú vecí.“ Údaje, ktoré zhromaždil Recheis, ukazujú, aké užitočné sú také prípravné práce: V operácii, ktorá bola plánovaná so stereolitografickým modelom, je v priemere len o polovicu menej sú potrebné kozmetické následné operácie ako predtým.
Samotný zmrzlinár je nepochybne najlepšie študovaným človekom všetkých čias. Zaoberali sa ním stovky vedcov. Ötzi musel niekoľkokrát ísť pod nôž a obetoval zubnú sklovinu, zvyšky kože, kostnú dreň a črevný obsah. Aby sa zabránilo kontaminácii pinzetou, vrtákmi, kliešťami a nožnicami, nechali lekári vo Fakultnej nemocnici v Innsbrucku vyrobiť titánové príbory - 50krát drahšie ako bežné chirurgické prístroje vyrobené z nehrdzavejúcej ocele. Na rozdiel od väčšiny ostatných materiálov titán pri kontakte s vodou neuvoľňuje do prostredia kovové ióny.
Napriek všetkej opatrnosti mala operácia následky: po odstránení tkaniva sa jedna z krehkých titánových pinzetov zlomila. Odvtedy bol tri centimetre dlhý kus uviaznutý v Ötziho pravej rebrovej dutine.
Celkovo vedci odobrali asi 100 vzoriek, drobných uzlíkov tkaniva s hmotnosťou iba pár gramov, ale genetickí vedci sú zvyknutí na skromné dávky. Franco Ugo Rollo, antropológ na univerzite v Camerine, zrekonštruoval zmrzlinárske jedlo z kaše DNA v Ötziho zažívacom trakte: srnčí filé na zelenine s chlebom alebo kašou z einkornu.
Doteraz sa však vedci potýkali s Ötziho vlastnou DNA. Prinajmenšom v jadre bunky sú makromolekuly, na ktorých je uložená genetická informácia, tak zničené, že ich nemožno analyzovať pomocou bežných vyšetrovacích metód. Vedcom zostávajú iba fragmenty mitochondriálnej DNA. Mitochondrie sa nachádzajú mimo bunkového jadra, majú však negatívny odtlačok DNA bunkového jadra, aby bolo možné v prípade núdze opraviť poškodený genetický materiál. Vedci sa snažia prečítať Ötziho príbeh z tejto záložnej kópie a prekrútených faktov.
„Skutočným problémom je zistiť, či materiál skutočne pochádza z Icemana,“ hovorí Phillip Endicott, archeológ a antropológ z Oxfordskej univerzity. Pretože: Takmer nič nemôže byť tak ľahko kontaminované ako DNA. Na zmiešanie moderného a starodávneho genetického materiálu stačí pár kvapiek slín alebo dotyk. Ötzi bol dostatočne často tápaný. Len počas záchrany - keď bola múmia vyvezená z ľadu hrubou silou, lyžiarskymi palicami a sekáčmi na stlačený vzduch - bolo na mieste 25 osôb.
Vedci zatiaľ dúfali, že mitochondriálny materiál analyzovaný z Ötziho čreva skutočne pochádza od ľadovca - a nie od horského vodcu alebo súdneho lekára, ktorý sa ponáhľal. Phillip Endicott sa nechce spoliehať na takýto náhodný zásah. So svojimi kolegami Paulom Brothertonom a Juanom Sanchezom vyvinul biochemický proces, ktorý pri analýze fragmentov DNA vynecháva moderný genetický materiál. Môže si byť teda istý, že informácie pochádzajú z doby kamennej.
To, čo znie tak jednoducho, sa až doteraz javilo ako takmer nemožné. „Staroveké a moderné gény Európanov sú prakticky identické. Líšia sa iba tým, že starodávny genetický materiál sa väčšinou rozpadol, a molekuly sú preto oveľa kratšie ako molekuly neporušeného moderného genetického materiálu. Vylovíme tieto fragmenty a analyzujeme ich - nikto to predtým neurobil, “hovorí Endicott. Odborník je skúpy na výsledky - zverejnenie sa blíži. Fantázii však medze nekladú, ktoré záhady ľudských dejín sa dajú ešte objasniť pomocou takejto metódy vyšetrovania. Napríklad otázka, či sú v génoch moderného človeka stopy po neandertálskom genóme. Alebo ako sa do Európy dostalo poľnohospodárstvo a chov dobytka z Blízkeho východu pred viac ako 7 000 rokmi: ústnym podaním alebo vďaka rozvojovým pracovníkom, ktorí sa prisťahovali z východu a zmiešali sa s našimi predkami.?
Pokiaľ ide o pôvod zmrzlinára, zdá sa, že v Južnom Tirolsku sa zvyšujú jeho stopy. Pred tromi rokmi zistil geochemik Wolfgang Müller z Austrálskej národnej univerzity v Canberre zo zubov Ötziho, že pochádza z údolia Eisack. Izotopy chemických prvkov, ako je kyslík a olovo, sa tam vyskytujú vo veľmi špecifickom pomere a vytvárajú miestne špecifický obrazec. To sa absorbuje cez vodu a jedlo a zanecháva v sklovine nezameniteľné stopy.
Okrem chemickej stopy je Ötziho klan - aspoň tie z matkinej strany - geneticky lokalizované čoraz presnejšie. Antropológ Endicott a jeho taliansky kolega Rollo nezávisle na sebe dešifrovali mitochondriálny genóm múmie - ktorý sa dedí iba po ženskej línii - do tej miery, že ho možno priradiť k jednej z deviatich hlavných európskych skupín. Ötzi patrí do skupiny K - obzvlášť starého genetického pohlavia, ktoré je v súčasnosti stále zastúpené asi u piatich percent Európanov. V niektorých odľahlých oblastiach, ako je rakúsky Ötztal a hory v Bellune, kde žijú Ladinčania, sa zdá, že klika K. je hlboko zakorenená. Vzorky preukázali, že k nej patrí 20 až 30 percent populácie. "V skupine K však existujú rôzne podskupiny." Preto je teraz dôležité ešte viac zúžiť Ötziho genetický vzťah, “hovorí Endicott.
Vďaka takýmto vyhliadkam si je istý Peter P. Pramstaller, neurológ a riaditeľ Inštitútu genetickej medicíny Európskej akadémie v Bolzane. Pred tromi rokmi navrhol analyzovať Ötziho genóm v Oxforde - koniec koncov, oblasťou jeho výskumu sú aj gény, história a bohom zabudnuté oblasti. Pramstaller skúma obyvateľov vzdialených juhotirolských horských dedín s cieľom dešifrovať genetické príčiny chorôb, ako sú Parkinsonova choroba a rakovina. Genetická výbava pustovníka je veľmi stará a veľmi podobná - až do doby pred niekoľkými desaťročiami sa vydali štyri pätiny dedinskej komunity. Ideálne predpoklady na vyhľadanie genetických problémov a sledovanie ich kariéry.
Asi 1500 obyvateľov hôr z Vinschgau už začalo komplexnú kontrolu, odpovedalo na viac ako 900 otázok týkajúcich sa zdravia a nechali z nich krv, z ktorej sa získala DNA. Pramstaller a jeho tím prekopali rodokmeň každej dediny množstvom údajov. To im umožňuje zistiť, ako často sa v rodine vyskytuje určité ochorenie a ako ďaleko dozadu siaha mutácia určitých génov. Pomocou krstných matrík a matrík manželstiev možno históriu osád sledovať od 16. storočia. „Aby sme pochopili pôvod a vývoj chorôb, musíme vedieť oveľa viac o histórii oblasti a jej obyvateľoch: Kedy osídlili krajinu? Ako si žil Akým podmienkam prostredia boli vystavení? “, Načrtáva ústredné otázky Pramstaller. Ötzi mu môže dať odpovede. Ľudia neskorého neolitu sa najskôr formovali prostredníctvom ľadového muža. 1,60 metra vysoký, 50 kilogramov, tmavohnedé vlasy a modré oči - tak vyzeral Ötzi. Pravdepodobne patril do „Tamins-Carasso-Isera 5-Clan“, prvej nezávislej kultúrnej skupiny v Alpách.
Počas svojho života precestoval polovicu južného Tirolska - čo naznačujú lesy v jeho výbave a analýza peľu. Kamkoľvek ho sužovali negrovia, nechal sa Ötzi vytetovať, celkovo viac ako 50-krát. Či už na bedrovej chrbtici a kolenách, achilovej šľache a členku: bolesť by mali zmierniť jemné rezy, ktoré sa pretierajú dreveným uhlím. Pre prípad núdze mal so sebou lekárničku: na dva prúžky kožušiny boli navlečené kúsky huby, ktorá má antibiotické a hemostatické vlastnosti. „Ľadový muž otvára okno do minulosti - a slúži mu v budúcnosti.“ Hovorí Pramstaller. Ak výskumné prístupy z Oxfordu splnia svoje sľuby, dalo by sa v blízkej budúcnosti analyzovať aj DNA Ötziho bunkového jadra - a porovnať výňatky z jeho lekárskych záznamov s údajmi vyšetrovaných horských farmárov vo Vinschgau.
Vedci už prečítali z Ötziho genómu viac, ako by si pravdepodobne želal. Pri skúmaní mitochondriálnej DNA narazil taliansky antropológ Rollo na dve mutácie: 9055A a 11719A. Naznačujú obmedzenú pohyblivosť spermií. Inými slovami: Ötzi mohol byť sterilný.
Raz predtým, krátko po tom, čo muža zachránili z ľadu, jeho mužnosť popreli. Pretože hanba z doby kamennej je tak zvädnutá a scvrknutá, že ju len ťažko vidíte voľným okom, zlé jazyky tvrdili, že Ötzi bol vykastrovaný. Iba hľadanie indícií pod lupou prinieslo záchranu cti.
Nové zistenie, že Ötzi možno nebol schopný splodiť deti, je ďalší úder pod pás - a podnecuje špekulácie o osude človeka z doby kamennej. Pretože stále nie je jasné, prečo bol starý muž - vo veku 45 rokov Ötzi starším súčasníkom - zavraždený. Bezpochyby bol muž v klobúku z medvedej kože a kabáte z kozích vlasov vysoko uznávaný. Koniec koncov, niesol sekeru s medenými čepeľami, ktorú v tom čase mali iba dobre vyzbrojení bojovníci. Ale sterilný a bez podpory vlastného klanu by bol podľa rozmarov komunity bezbranný. Možno sa v dedinskej hierarchii strhla hádka, možno ľudia v dobe kamennej bojovali o zásoby alebo distribúciu tovaru. Avšak: Ötzi mohol byť vydedeným samotárom, ktorý utiekol do vysokých hôr a bol tam zabitý, špekuluje antropológ Rollo.
Juhotirolskí vedci Ötzi Egarter Vigl a Peter P. Pramstaller skutočne nechcú uveriť, že ich chránenec mal z hľadiska reprodukcie zlyhať. A dokonca to Rollo uvádza na pravú mieru: „Našli sme génové mutácie. Ale moderná medicína si nie je istá, či skutočne vedie k neplodnosti. ““
Jedného dňa teda zostáva nádej na nájdenie Ötzi IV - skutočného potomka legendárnej ľadovcovej múmie. ■
Bez názvu
• Od Ötziho bolo odobratých asi 100 vzoriek - je to pravdepodobne najlepšie vyšetrovaná osoba všetkých čias.
• Vedci pomocou stereolitografie vytvorili plastický model Ötziho lebky z akrylovej živice.
• Vedcom sa zatiaľ nepodarilo dešifrovať DNA múmie, pretože genetický materiál v bunkových jadrách bol vážne zničený.