Radiokarbonové datování funguje jen polovinu času – možná jsme našli řešení

Vzrušující objevy starověkých pohřebišť nebo šperků by se mohly dostat do titulků, ale pro vědce je tento druh objevu smysluplný pouze tehdy, pokud dokážeme říct, jak staré jsou artefakty. Takže když chemik Willard Libby v roce 1946 vyvinul radiokarbonové datování, byl to pro archeologii průlom a za svůj úspěch mu byla udělena Nobelova cena, napsal Conversation.

V dnešní době lidé považují radiokarbonovou technologii za samozřejmost a mnoho lidí si myslí, že radiokarbon lze použít na jakékoli lidské pozůstatky. Vědci si přejí, aby to byla pravda, ale ve skutečnosti lze touto metodou datovat pouze 50 % mrtvol, protože v některých kostrách není dostatek organického materiálu nebo je kontaminován.

Mnoho vzrušujících nálezů bylo datováno nepřesně nebo nebylo datováno vůbec, což znamená, že stopy koster z minulosti jsou stále zamčené. Ale můj tým možná našel klíč: DNA datování.

Jak funguje radiokarbonové datování

Abyste pochopili, proč potřebujeme DNA datování, musíte vědět, co je radiokarbonové datování. Umožňuje nám datovat organický materiál (který je mladší než 50 000 let) na základě chemických reakcí, které si tělo po smrti vyměňuje s prostředím.

Uhlík se nachází ve všech živých věcech a je páteří všech molekul. Vstřebáváme ho při jídle a vydechujeme do atmosféry. Radiokarbonové datování porovnává tři různé izotopy (typ atomu) uhlíku.

Nejhojnější uhlík-12 zůstává v atmosféře stabilní. Je to dobré měřítko pro měření stáří koster jako jednoho z dalších izotopů, uhlík-14 je radioaktivní a časem se rozkládá.

Vzhledem k tomu, že zvířata a rostliny přestávají absorbovat uhlík-14, když se rozkládají, radioaktivita uhlíku-14, který po nich zůstal, prozrazuje jejich stáří. Má to ale háček. Nízké množství organického materiálu, strava mrtvé osoby nebo zvířete a kontaminace moderními vzorky mohou výpočet zkreslit.

Rozdíly v datování mezi samotnými laboratořemi mohou být až 1000 let. Je to jako chodit s královnou Alžbětou II do doby Viléma Dobyvatele.

Alternativou k radiokarbonovému datování je použití archeologických artefaktů nalezených vedle lidských pozůstatků. To funguje, pokud najdeme kostru nesoucí minci raženou Juliem Caesarem, řekněme. Ale to se stává málokdy.

Nejstarší lidské pozůstatky v Afghánistánu byly nalezeny v jeskyni Darra-i-Kur v Badachšánu. Například jeskyně Darra-i-Kur v Afghánistánu byla původně předpokládána, že pochází z doby paleolitu (30 000 let před současností), a to na základě radiokarbonového datování vzorků dřevěného uhlí a půdy. Pozdější studie však měřila fragmenty lebek nalezené v jeskyni proti moderním lidským lebkám a zjistila, že jsou blíže moderní lidské podobě než neandrtálci. Fragment lebky byl radiokarbonově datován do neolitu, asi o 25 000 let později. Chyba byla způsobena nedostatečnými vzorky uhlíku. Byl to první starověký člověk z Afghánistánu, kterému byla sekvenována DNA.

Nový seznamovací nástroj

Vědci už vědí o mutacích DNA, které mohou ukázat, odkud kdo byl. Můj tým vytvořil nástroj „GPS“ pro genomy, který nám pomohl identifikovat starověký Ashkenaz jako místo narození aškenázských Židů a jazyka jidiš. Existují také mutace DNA , které nám pomáhají říci, jak dlouho někdo žil.

Jedním z příkladů je mutace genu LCT, která umožnila našim předkům zpracovat laktózu. Od doby, kdy se poprvé objevil v neolitu (10 000–8 000 př. n. l.) , rychle narostl . Takže můžeme datovat starověké genomy bez mutace genu LCT do doby před neolitem.

Můj tým vyvinul algoritmus dočasné struktury populace (TPS) a použil jej k datování 5 000 starověkých a moderních genomů. Existují desítky tisíc mutací, které se postupem času zvětšovaly nebo zmenšovaly. TPS identifikuje tyto mutace a období, se kterým jsou spojeny, a klasifikuje je do osmi širokých období.

Každý starověký člověk je reprezentován podpisy těchto období. TPS používá typ umělé inteligence známý jako strojové učení pod dohledem, aby tyto podpisy porovnal s věky koster.

Jedním ze způsobů, jak otestovat datovací metodu, je porovnat věkový rozdíl koster, které jsou navzájem příbuzné. To může dobře fungovat, pokud jsou kostry dostatečně kompletní, aby bylo možné odhadnout jejich stáří. Očekávali byste, že například kostry otce a syna budou datovány do období zhruba 17 až 35 let od sebe.

Ve slepém testu TPS datoval kostry blízkých rodinných příslušníků v rozumném časovém rozmezí 17 let, ve srovnání s 68 lety v neslepém testu pro jiné datovací metody. (Slepý test je, když jsou informace, které mohou ovlivnit experimentátory, zadrženy, dokud není experiment dokončen.)

Jedním z nejkontroverznějších míst pro starověké datování je pohřebiště Brandýsek v České republice. Brandýsecké pohřby datované do období zvonice byly prozkoumány v letech 1955 až 1956 .

Archeologové odkryli hroby, z nichž polovina byla zničena těžbou. Našli 23 lidí z 22 hrobů spolu s artefakty, jako je keramika, kostěný přívěsek a pazourkové hroty šípů.

Na základě radiokarbonových i archeologických souvislostí bylo místo datováno do období Bell Beaker (před 4 800–3 800 lety). Stejná studie radiokarbonová však datovala jednu z koster přibližně (před 5 500 lety).

Vzhledem k tomu, že pouze dvě mrtvoly mohly být datovány radiokarbonem, bylo těžké říci, zda datování bylo špatné, nebo zda se jednalo o místo, které mohlo mít rituální význam po tisíce let. Naše studie DNA 12 koster z naleziště potvrdila, že sporná kostra byla asi o 1000 let starší než ostatní.

Naše výsledky potvrzují, že toto místo bylo pohřebištěm již od neolitu. To také vysvětluje, proč má místo architektonické prvky, které se obvykle nesouvisejí s pohřby Bell Beaker, jako jsou kamenné hroby.

I když TPS fungoval dobře, nenahrazuje radiokarbonové datování. Jeho přesnost závisí na datovém souboru starověké DNA. TPS dokáže nastavit data pro lidi a hospodářská zvířata, pro která jsou k dispozici rozsáhlá starověká data. Ale ti, kteří chtějí cestovat do minulosti, aby se setkali se starověkým slonem nebo opicí, jsou na svém.

Zdroj: Conversation