چرا برخی استخوان‌ها سریع‌تر از بقیه پوسیده می‌شوند؟

مشخص شده است که استخوان‌های باستانیِ خوب حفظ‌ شده در محوطه‌های باستان‌شناسی، در مقایسه با نمونه‌های پوسیده و تخریب‌ شده، جوامع میکروبی متفاوتی دارند.

مجله اینترنتی باستان شناس : بر اساس پژوهشی که توسط «داملا کاپتان» (Damla Kaptan) و همکارانش در دانشگاه استاوانگر نروژ انجام شده است، نمونه‌های استخوان باستان‌شناسی که به خوبی حفظ شده‌اند با نمونه‌هایی که به شدت آسیب دیده‌اند، از نظر ساختار جوامع میکروبی متفاوت هستند. این یافته، درک جدیدی از چگونگی کمک میکروب‌ها به پوسیدگی استخوان ارائه می‌دهد.

این مطالعه با ترکیب تحلیل‌های دقیقِ تخریب استخوان‌های باستان‌شناسی و بررسی تنوع میکروبیوم‌ها، دیدگاه‌های تازه‌ای در مورد چگونگی نقش‌آفرینی میکروب‌ها در حفظ طولانی‌مدت یا متلاشی شدن استخوان‌ها به دست می‌دهد.

از دهه ۱۸۰۰ میلادی، محققان می‌دانستند که میکروب‌ها در پوسیدگی استخوان‌ها در نمونه‌های باستان‌شناسی نقش دارند. با این حال، حتی امروز نیز اطلاعات بسیار کمی درباره چگونگی رخ دادن این پوسیدگی میکروبی و اینکه دقیقاً کدام میکروب‌ها مسئول آن هستند، در دست داریم.

در این تحقیق، دانشمندان نمونه‌های استخوانی متعلق به قرون وسطی (بین قرون ۱۱ تا ۱۹ میلادی) را که از گورستان‌های جنوب غربی نروژ به دست آمده بود، بررسی کردند. برخی از این استخوان‌ها در ابتدا در فضاهای باز (فضای بیرونی) دفن شده بودند و برخی دیگر در فضاهای بسته مانند زیر صحن یک کلیسا قرار داشتند. بررسی‌ها نشان داد نمونه‌هایی که در فضای باز دفن شده بودند و همچنین استخوان‌های قدیمی‌تر، تمایل بیشتری به تخریب گسترده‌تر داشتند.

پژوهشگران دریافتند استخوان‌هایی که به اشکال مختلف تخریب شده‌اند، میزبان جوامع میکروبی کاملاً متفاوتی هستند؛ به عنوان مثال، باکتری‌های جنس Lysobacter با استخوان‌هایی با تخریب متوسط، و جنس Streptomyces با استخوان‌های خوب حفظ‌شده مرتبط بودند. با این حال، مشخص شده است که برخی از باکتری‌های Streptomyces و Streptosporangium آنزیم‌های تجزیه‌کننده کلاژن تولید می‌کنند که این خود می‌تواند عاملی در پوسیدگی استخوان باشد.

محققان همچنین اشاره کردند که تنوع میکروبی در استخوان‌های جدیدتر، استخوان‌های موجود در فضاهای بسته و استخوان‌های خوب حفظ‌شده، بالاتر است. دلیل این امر می‌تواند این باشد که استخوان‌های سالم‌تر، حاوی مواد مغذی و ساختارهای بیشتری برای میزبانی از حیات میکروبی هستند. این موضوع نشان می‌دهد که استخوان‌ها حتی با وجود میزبانی از میکروب‌های خاص، می‌توانند نسبتاً سالم و دست‌نخورده باقی بمانند.

به دلیل اینکه DNA با گذشت زمان تخریب می‌شود، این مطالعه نتوانست بسیاری از گونه‌های خاص را در نمونه‌ها متمایز کند. تیم پژوهشی همچنین اشاره کرد که ممکن است نمونه‌ها در جریان کاوش، جابجایی و نگهداری، به طور تصادفی با بقایای DNA امروزی آلوده شده باشند. با این حال، این پژوهش گامی پیشگامانه در درک پدیده رایجِ پوسیدگی میکروبی استخوان در نمونه‌های باستان‌شناسی است.

داملا کاپتان می‌گوید: «استخوان‌های باستانی بقایای بیولوژیکی خاموش و بی‌صدا نیستند. آن‌ها امضاهای میکروبی غنی با خود دارند که می‌تواند فاش کند استخوان‌ها در طول قرن‌ها پس از دفن چگونه تغییر کرده‌اند. مردگان هنوز هم داستان‌هایی برای گفتن دارند. برخی از بدن‌ها پس از دفن به سرعت ناپدید می‌شوند، در حالی که برخی دیگر برای قرن‌ها حفظ می‌شوند. ما حتی امروز هم دلیل دقیق این موضوع را نمی‌دانیم. تحقیق ما فرآیندهای میکروبی پنهانی را بررسی می‌کند که می‌توانند پوسیدگی و حفظ طولانی‌مدت استخوان‌های انسان را شکل دهند.»

هگه اینجرد هولوند (Hege Ingjerd Hollund) نیز می‌افزاید: «بیش از پانزده سال است که زیر میکروسکوپ، فرسایش بیولوژیکی اسکلت‌های باستان‌شناسی را مشاهده و مستند می‌کنم؛ یعنی تونل‌ها و ردهایی که توسط موجوداتی (احتمالاً باکتری‌ها) در استخوان‌های مدفون ایجاد شده‌اند. با ترکیب میکروسکوپی و آزمایش DNA باستانی در همان نمونه استخوانی، برای اولین بار موفق شدیم به عاملان احتمالی این اتفاق یک “نام” بدهیم. این کار هم بسیار هیجان‌انگیز و هم رضایت‌بخش است. وقتی در تقریباً تمام نمونه‌هایمان باکتری‌های جنس Streptomyces را پیدا کردیم، فهمیدم که در مسیر کشف یک ردپای مهم هستیم.»