Duizenden jaren geleden, de inwoners van het hedendaagse Florida en de Caraïben smulden van zeeschildpadden, botten achterlatend die verhalen vertellen over oude diëten en het verleden van de oceaan.

Een internationaal team van wetenschappers gebruikte geavanceerde technologie om eiwitten uit deze botten te analyseren om te helpen identificeren op welke schildpadden mensen millennia geleden uit de oceaan visten. Dit kan bijdragen aan moderne instandhoudingsinspanningen door historische basislijnen voor schildpadpopulaties te construeren, waarvan vele nu in gevaar zijn, en belichten langetermijntrends van menselijke effecten.

De techniek, bekend als collageenvingerafdrukken, stelt wetenschappers in staat om verschillende chemische handtekeningen in collageen te visualiseren, het belangrijkste structurele eiwit in bot, die vaak soortspecifiek zijn. Dit biedt een aanvullend alternatief voor het vergelijken van de fysieke kenmerken van specimens en het analyseren van oud DNA, twee methoden die niet succesvol kunnen zijn voor de identificatie van soorten in gefragmenteerde archeologische botten die in de tropen worden gevonden.

Collageen-vingerafdrukken toepassen op meer dan 100 schildpadmonsters van archeologische vindplaatsen tot 2, 500 jaar oud, de onderzoekers ontdekten dat 63% van de collageenbevattende botten toebehoorde aan groene schildpadden, Chelonia-mydas, met kleinere aantallen karetschildpadden, Eretmochelys imbricata, en Ridley-schildpadden, Lepidochelys-soorten. Sommige exemplaren die eerder werden geïdentificeerd als zeeschildpadden vanwege hun skeletkenmerken, waren in feite botten van brekende schildpadden, moerasschildpadden en schildpadden.

"Dit is de eerste keer dat iemand informatie op soortniveau heeft verkregen met behulp van eiwitten die zijn bewaard in archeologisch zeeschildpadbot, " zei Virginia Harvey, de hoofdauteur van de studie en een doctoraal onderzoeker in mariene biologie en zoöarcheologie aan de Universiteit van Manchester. "Onze methode heeft ons in staat gesteld om oude gegevens te ontgrendelen die anders verloren waren gegaan in de tijd om te zien op welke soorten schildpadden mensen duizenden jaren geleden het doelwit waren in het Caribisch gebied en Florida."

wereldwijd, zeeschildpadden worden al millennia uitgebuit voor hun vlees, eieren, schelpen en andere producten. Vandaag, ze worden bedreigd door verlies en verstoring van hun leefgebied, stroperij, vervuiling, klimaatverandering en visserij. Er zijn nog maar zeven soorten zeeschildpadden over, waarvan er zes zijn geclassificeerd als kwetsbaar, bedreigd of ernstig bedreigd. Het verkrijgen van een historisch perspectief op hoe schildpaddenpopulaties in de loop van de tijd zijn veranderd, is een cruciaal onderdeel van het behoud ervan, zei Harvey.

Een van de eerste doelen van het onderzoeksteam was om vast te stellen of er nog collageen overleeft in oude overblijfselen van schildpadden. In een analyse van 130 archeologische schildpadmonsters, het team kon collageen detecteren in 88%.

"We waren erg onder de indruk van de mate van eiwitbehoud in de botten van schildpadden, waarvan sommige worden verondersteld tot 2 te zijn, 500 jaar oud, " zei co-auteur van de studie Michelle LeFebvre, assistent-conservator archeologie en etnografie in Zuid-Florida in het Florida Museum of Natural History. "Het feit dat we toen de eiwitsignaturen konden gebruiken voor de identificatie van soorten om deze archeologische vindplaatsen beter te begrijpen, was erg opwindend."

Het team ontdekte een ongebruikelijke chemische handtekening in een klein aantal botmonsters die erop zouden kunnen wijzen dat ze tot een andere soort behoren dan de soorten die tegenwoordig in de oceanen voorkomen. Maar toen de onderzoekers oude DNA-analyse op hen probeerden, ze vonden dat het materiaal te gedegradeerd was.

"Waar DNA-sequencing vaak nauwkeurigere informatie kan geven over soortidentiteit, dit molecuul is erg kwetsbaar en overleeft niet altijd even goed in oude monsters van hete, vochtige klimaten, " zei co-auteur Konstantina Drosou, oud-DNA-specialist aan de Universiteit van Manchester.

In tegenstelling tot, eiwitten zijn in veel hogere concentraties aanwezig en hebben daarom meer kans om te overleven in het archeologische archief, zei Drosou.

"Eiwitten zijn zeer stevige moleculen, Harvey voegde toe. "De afwezigheid van geconserveerd DNA in deze monsters betekent dat we niet hebben kunnen verifiëren of ze een nieuwe soort zeeschildpad vertegenwoordigen of niet, maar het laat ons wel zien dat ons werk hier verre van voltooid is. Er is zoveel dat we nog kunnen leren van de schildpadresten op deze locaties en daarbuiten."

Het gebruik van collageen-vingerafdrukken om verkeerde identificaties op basis van fysieke kenmerken te corrigeren, was "een mooie aanvullende uitkomst van het onderzoek, " zei Michael Buckley, senior auteur van de studie en senior research fellow aan de Universiteit van Manchester.

Susan de France, studie co-auteur en professor in de afdeling antropologie van de Universiteit van Florida, zei dat jonge zeeschildpadden vaak verkeerd worden geïdentificeerd omdat ze klein zijn en mogelijk de kenmerken missen die worden gebruikt om botten van volwassen zeeschildpadden te onderscheiden.

"Dit is de eerste keer dat we zo specifiek hebben kunnen kijken naar de voorkeursvoedselkeuzes van de site-bewoners, ' zei ze. 'Op de locatie aan de Golfkust van Florida, ze hebben veel jonge schildpadden gevangen. De positieve identificaties op soortniveau van deze monsters waren niet mogelijk geweest zonder deze collageen-vingerafdruktechnologie."

Op dezelfde plaats, onderzoekers vonden overblijfselen van groene schildpadden in zowel afvalbergen als terpen, maar exemplaren van ridley-schildpadden werden alleen in terpen gevonden, wat suggereert dat ze misschien zijn gereserveerd voor feestrituelen, aldus LeFebvre.

"We wisten dat deze oude mensen zeeschildpadden aten, maar nu kunnen we beginnen na te gaan welke schildpadden ze op bepaalde tijden aten, "zei ze. "Het is niet anders dan vandaag - we associëren bepaalde voedingsmiddelen met bepaalde gebeurtenissen. Het is hoe mensen rollen."

De onderzoekers willen ook graag doorgaan met het toepassen van collageen-vingerafdrukken op andere archeologische museumspecimens, waarvan er vele nog positief moeten worden geïdentificeerd tot op soortniveau.

Harvey zei dat ze hoopt dat de studie inspireert tot verder onderzoek naar zeeschildpadden en andere kwetsbare en bedreigde dieren.

"Nu deze methode beschikbaar is, we hopen dat biologen, archeologen en natuurbeschermers wereldwijd zullen dit belangrijke werk voortzetten."

De onderzoekers publiceerden hun bevindingen in Royal Society Open Science .

Casper Toftgaard van de Universiteit van Kopenhagen en Andrew Kitchener van National Museums Scotland, Edinburgh was ook co-auteur van het onderzoek.