Somogyi Múzeumok Közleményei 13. (1998)

Csapó János-Csapó Kiss Zsuzsanna-Nyberg J. Csapó János Jr. Varga Visi É.: Hogyan, mire és milyen korlátokkal lehet használni az aminosavakat és az aminosavak raciminációját fosszilis anyagok korának meghatározása az archeometriában?

186 CSAPÓ J. - CSAPÓ KISS ZS. - NYBERG J. -.CSAPÓ J. JR. - VARGA VISI É. 1968-ban PONAMPERUMA és GABEL különböző geológiai üledékeket vizsgálva leszögezték, hogy az üledékekben előforduló optikailag aktív szerves molekulák egyértelmű bizonyítékai az élet létezésének az üledék kialakulásakor. Ez természetesen csak akkor igaz, ha az optikailag aktív szerves vegyületek nem racemizálódtak az elmúlt idő alatt. Az elmúlt 15-20 év alatt többen vizsgálták a meteoritok és a holdkőzet minták aminosavtartalmát. Több - minden bizonnyal abiotikus úton keletkezett - aminosavat is kimutattak ezekben az anyagokban, az optikai aktivitás vizsgálat azonban minden esetben negatív eredményt hozott. Az őskori kagylókban, csontokban és fogakban lévő aminosavakról az első beszámolót ABELSON írta 1954-ben. A legidősebb általa vizsgált kövület, a devon korból származó halcsont 360 millió éves kora ellenére tartalmazott glicint, alanint, glutaminsavat, leucint, valint és aszparaginsavat. Laboratóriumi kísérletekben megállapította, hogy ezek az aminosavak a legállandóbbak, és megfelelő hőmérsékleti körülmények között akár több millió éves túlélésre is képesek. 1955-ben ő tesz elsőnek javaslatot a kövületekben lévő fehérjék lebomlásának kormeghatározásra történő felhasználására. Ugyancsak ő javasolja elsőként a fehérjebomlás és hőmérsékletbecslés összekapcsolását, tehát ő tekinthető a geotermometria egyik előfutárának is. Vizsgálatainak eredményeit az 1. táblázatban foglaltuk össze. Az aminosavak hőbomlásának tanulmányozása után WALLENTYNE (1964) egy új geotermikus módszer kidolgozására tesz javaslatot, mely módszer az aminosavak szelektív bomlásán alapszik. Szabad aminosavak 0.01 mólos vizes oldatát 210-280 °C között tanulmányozva az aminosavakat elbomlási sorrendjüknek megfelelően 5 csoportba osztotta. Az első csoportba tartoznak a könnyen bomló, míg a 4-5. csoportba a nehezebben bomló aminosavak. A különböző csoportokba tartozó aminosavakat az alábbi összeállítás tartalmazza: 1. Aszparaginsav, cisztin, treonin, szerin, arginin. 2. Lizin, hisztidin, metionin. 3. Tirozin, glicin, valin, leucin, izoleucin. 4. Alanin, prolin, hidroxiprolin. 5. Glutaminsav. HARE és ABELSON 1967-ben közölték, hogy a kövületekben található D-aminosavak feltételezhetően a fehérje L-aminosavainak bomlásából származnak. Növekvő korú megkövesedett kagylók aminosavösszetételét vizsgálva megállapították, hogy növekvő korral nő a D-aminosavak aránya az L-aminosavakhoz viszonyítva. A legöregebb általuk vizsgált miocén korú kövületben az aminosavak már csak racém formában fordultak elő. Az L-izoleucin racemizációját tanulmányozta magas hőmérsékleten HARE és MITTERER 1968ban. Kísérleteik eredményeit alkalmazva egy megkövesedett kagylóhéj D-alloizoleucin és L-izoleucin arányát 0,32-nek találva a kövület korát 70.000 évre becsülték. Ez volt az aminosav racemizáció (itt helyesebben epimerizáció) első konkrét alkalmazása a geokronológiában. Ezt követően az aminosav racemizációt szinte minden fehérjetartalmú anyag korának meghatározására kezdték alkalmazni. Többek között alkalmazták üledékek (BADA és mtsai, 1970; VEHMILLER és HARE, 1971), kagylók (HARE és MITTERER, 1968), csontok (BADA, 1972; DUNGWORTH és mtsai, 1975), fogak (HELFMAN és BADA, 1975; 1976) és korallok (VEHMILLER és mtsai, 1976) korának megállapítására, és a kövület keletkezése óta eltelt időszak hőmérsékletének becslésére (BADA és mtsai, 1973; SCHROEDER és BADA, 1973). Az előzőleg említett szerzők felfedezései óriási lendületet adtak az aminosav racemizáción alapuló kormeghatározásnak. Az alaposabb kutatómunka kiderítette azonban azt is, hogy a módszernek - hasonlóan a többi módszerhez - számos hibája van, és az eredmények helytelen értelmezése téves következtetésekre vezethet. A módszer fejlesztésére és alkalmazására végzett legjelentősebb munkákat az alábbiakban foglaljuk össze. Megnevezés Becsült kor (év) Aminosavtartalom (nM/g) Legfontosabb alkotórészek Plesippus (történelem előtti ló) Késő Pliocén 5.000.000 0.6 Ala, Gly Plesippus (fog) Késő Pliocén 5.000.000 1.5 Gly, Ala, Leu, Val, Glu Mesohippus (fog) Oligocén 40.000.000 0.31 Ala, Gly Nasasaurus (dinoszaurusz) Kréta 100.000.000 1.8 Ala, Gly, Glu, Leu, Val Stegosaurus (dinoszaurusz) Jura 150.000.000 0.26 Ala, Gly, Glu Dinichtys (hal) Devon 360.000.000 3 Gly, Ala, Glu, Leu, Val, Asp 1. táblázat: A különböző fosszíliák aminosav tartalma