علم چگونه مومیایی‌ها را شناسایی می‌کند؟

خبرگزاری ایسنا : مومیایی‌ها بدن‌هایی هستند که به خوبی حفظ شده‌اند و با مطالعه این بقایای گذشته، ما در مورد فرهنگ‌های باستانی نیاکان‌مان با خبر می‌شویم. مومیایی به جسدی گفته می‌شود که پوست و گوشت خشک شده آن در اثر تماس عمدی یا تصادفی با مواد شیمیایی، سرمای فوق‌العاده زیاد، رطوبت بسیار پایین یا عدم وجود هوا حفظ شده‌ است. مومیایی کردن، روشی باستانی برای حفظ جسد است که در آن امعاء و احشا و مغز را پیش از خواباندن جسد در سدیم کربنات از بدن خارج می‌کردند و سپس در نوارهای پارچه‌ای می‌پیچیدند. مومیایی کردن اجساد اشراف و اُمرا در مصر باستان مرسوم بوده است.

مصر باستان به مومیایی کردن اجساد اشراف شناخته شده بود. اما باستان شناسان، مومیایی‌های دیگری را نیز در سراسر جهان از جمله در کشورهای شیلی، گرینلند، ایتالیا، ایران و چین کشف کرده‌اند. بافت‌های بدن مومیایی‌ها در طول قرن‌ها یا حتی هزاران سال حفظ می‌شوند. مردمان باستان از تکنیک‌های مختلفی برای ایجاد مومیایی استفاده کرده‌اند، اما مومیایی‌ها همچنین در معرض قرار گرفتن طولانی مدت در یک محیط همانند قله کوه‌ها، باتلاق‌های فاقد اکسیژن و بیابان‌های خشک و گرم نیز ایجاد می‌شوند.

در گذشته مطالعه بر روی مومیایی‌ها غیرممکن بود. به این منظور دانشمندان مومیایی‌های مصری را باز کرده و یا مومیایی‌های دیگر را تشریح می‌کردند. اما امروزه دانشمندان می‌توانند روش‌های غیر تهاجمی متعددی را برای مطالعه مومیایی بکار گیرند. به همین دلیل ما در این مقاله انواع روش‌های مدرن و ایمن برای مطالعه مومیایی را بازگو می‌کنیم.

رادیولوژی

"رادیولوژی"(radiology) یک رشته از تخصص‌های پزشکی است که از پرتو ایکس و دیگر اقسام امواج و پرتوها برای تشخیص و درمان بیماری و حالات غیرطبیعی کمک می‌گیرد. در تمام این‌ها، هدف تشخیص بیماری یا حالات غیرطبیعی بدن به کمک روش‌های پیشرفته تصویری است

در سال 1895، "ویلهلم رونتگن"(William Roentgen) فیزیکدان آلمانی سرگرم انجام تجربیات روی اشعه کاتد یک با لوله کروکس-هیتورف (crookes hittorf tube)بود. این نوع لوله که در آن زمان به کرات مورد استفاده فیزیکدانان قرار می گرفت شامل حباب شیشه‌ای بود که تقریبأ هوای آن تخلیه کامل گشته و دو الکترود به فاصله چند سانتی‌متر از یکدیگر در آن قرار داشت. با برقراری اختلاف پتانسیل زیادی در حدود چندین هزار وات بین الکترودها، اشعه کاتد یک (الکترون‌ها) از کاتد(الکترود منفی) به طرف آند(الکترود مثبت) رهسپار می‌گردد، یا به عبارت دیگر به مسیر خود ادامه می‌دهد تا به جدار شیشه لوله اصابت نماید.

رونتگن در صفحه کاغذ آغشته به کریستال‌های پلاتینیو سیانور بارپم که در مجاورت لوله کروکس-هیتورف قرار داشت فلورسانس درخشانی مشاهده نمود. بلافاصله وی به شناخت اشعه نوینی به مراتب نافذتر از اشعه کاتدیک رهنمون گردید. سپس رونتگن مشتاقانه طی چند هفته با پیگیری مداوم این ایده و با طرح تجربیاتی دقیق، به بررسی صفات این اشعه که آن را اشعه ایکس نامید، پرداخت. یک سال بعد، در سال 1896، دانشمندان این تکنولوژی جدید را بر روی گروهی از مومیایی‌ها اعمال کردند. چندین دهه است که تصویربرداری با اشعه ایکس به یک روش مطالعه مناسب بر روی مومیایی‌ها تبدیل شده است. این روش محققان را قادر می‌ساخت تا بدون باز کردن کامل مومیایی به مطالعه بر روی آنها بپردازند.

با کمک تصاویر اشعه ایکس دانشمندان نه تنها می‌توانند مطالعات خود را حتی از روی پوشش آن مومیایی نیز انجام دهند، بلکه می‌توانند بیماری‌های آن فرد مومیایی شده مانند مسائل دندانپزشکی، شکستگی و جراحت‌ها را نیز تشخیص دهند.

به عنوان مثال، در سال ۱۹۲۸ تحقیقی بر روی مومیایی یک پسر بچه مصری مربوط به قرن هفتم انجام گرفت. به دلیل رشد نامناسب بعضی از استخوان‌هایش، محققان گمان می‌کردند که این پسرک کمبود کلسیم دارد و سوء تغذیه داشته است. اخیرا دانشمندان از پرتو ایکس برای مطالعه چندین مومیایی مصری در موزه‌های ایتالیایی استفاده کردند و دریافتند که اکثر این مومیایی‌ها از بیماری‌های مفصلی و مشکلات دندانی مانند سایش دندان و از دست دادن دندان در هنگام زنده بودن رنج می‌برند.

سی تی اسکن

در دهه ۱۹۷۰، دانشمندان با استفاده از "مقطع‌نگاری رایانه‌ای" یا سی تی اسکن(CT ) توانستند اطلاعات بیشتری را از مومیایی‌ها بدست آورند. سی تی اسکن روشی نوین است که در علوم تشخیصی در فیزیک پزشکی کاربرد تحقیقاتی و درمانی فراوانی دارد. در این روش، کالبد انسان یا دیگر جانوران به صورت لایه‌به‌لایه برانداز (اسکن) می‌شود و بدین ترتیب بخش‌های درونی بدن نیز برای پزشکان قابل رؤیت می‌گردد.

با استفاده از روش سی تی اسکن، محققان مطالعاتی بر روی مومیایی‌های مصر باستان انجام دادند. نتایج مطالعاتشان نشان داد که مشکلات دندانپزشکی مانند "پیوره" (pyorrhea)، آبسه و پوسیدگی دندان، مصریان باستانی را تحت الشعاع قرار داده بود. پیوره یک بیماری عفونتی در ناحیه لثه‌ها و سایر نسوج نگه‌دارنده دندان است. از پای دندان‌ها خونابه می‌آید و دهان بدبو و عفونی می‌شود. پژوهش‌های بیشتر از بیماری‌های دیگری از جمله اختالات استخوانی، تصلب شرایین، عفونت و تروما که این مومیایی‌ها از آن رنج می‌بردند، پرده برداشت. بیماری "تصلب شرایین" در طول بیش از دو هزار سال بین مردم چین شایع بوده است.

ام‌آرآی

"ام‌آرآی" (MRI) تصویرسازی تشدید مغناطیسی نامیده می‌شود و یک روش پرتونگارانه در تصویربرداری تشخیصی پزشکی و دامپزشکی است که در دهه‌های اخیر بسیار فراگیر شده‌ است.

دانشمندان طی چند دهه گذشته از دستگاه‌های MRI برای تحقیق در مورد مومیایی‌ها استفاده کرده‌اند. سال‌های گذشته، محققان یک مومیایی خشک مصری را با استفاده از تکنیک MRI مورد آزمایش قرار دادند و شواهدی از بیماری نادر "هند شولر کریستین" (Hand-Schueller-Christian) را دریافتند. هند شولر کریستین، نوعی نادر از بیماری هیستیوسیتوزیس سلول لانگرهانس است.

طیف‌سنجی جرمی

"طیف‌سنجی جرمی" (Mass Spectroscopy) یکی از روش‌های طیف سنجی است که شامل جداسازی یون‌های یک یا چند اتمی بر پایه نسبت جرم به بار (m/z) و اندازه‌گیری m/z و فراوانی یون‌ها در فاز گازی است. به عبارت دقیق‌تر طیف‌سنجی جرمی به بررسی نسبت جرم به بار مولکولها با استفاده از میدانهای الکتریکی و مغناطیسی می‌پردازد. باستان شناسان چندین دهه از تکنیک طیف سنجی جرمی برای مطالعه مومیان استفاده کرده‌اند. این تکنیک به محققان مولکول‌های خاص و غلظت مربوطه که در بافت لباس نمونه‌ها وجود دارد، را اطلاع می‌دهد. طیف سنجی جرمی اطلاعات مهمی را درباره موهای نمونه‌ها نیز در اختیار محققان قرار می‌دهد.

برای مثال محققان با استفاده از طیف سنجی جرمی و با تجزیه و تحلیل نمونه‌های مو مومیایی‌های سرخپوست، رژیم غذایی آنها را متوجه شدند. نتایج نشان داد که کودکان رژیم غذایی خود را از خوردن سیب زمینی به غذاهای مقوی‌تر از جمله گوشت لاما و ذرت تبدیل کردند. دانشمندان از طیف سنجی جرمی برای تجزیه و تحلیل لباس مومیایی‌ها استفاده کردند تا دریابند که لباس آنها از پوست چه حیوانی است. نتایج نشان داد که کفش‌های آنها از پوست گاو و لباس آنها از پوست گوسفند درست شده است.

تجزیه و تحلیل دی.ان.ای

تجزیه و تحلیل دی.ان.ای یک مومیایی به طور بالقوه می‌تواند اطلاعات زیادی در مورد آن ارائه دهد. از جمله جنسیت آن مومیایی، ارتباطات خانوادگی و بیماری‌هایی که ممکن است در زندگی داشته است. استفاده از تجزیه و تحلیل دی.ان.ای در مومیایی‌های باستانی به سال 1985 برمی‌گرد. از آن به بعد، دانشمندان مقالات بی‌شماری را در مورد تجزیه و تحلیل دی.ان.ای مومیایی‌های مختلف منتشر کرده‌اند.

در سال 2002، محققان از تجزیه و تحلیل دی.ان.ای و "واکنش زنجیره پلیمراز" (PCR) کشف کردند که مصری‌های باستان به بیماری "لیشمانیاز" (leishmaniasis) مبتلا بوده‌اند. لیشمانیاز یک بیماری است که در پی تک یاخته انگل‌های طبقه‌ی لیشمانیا به وجود می‌آید و از طریق نیش نمونه‌های خاصی از پشه‌ی خاکی گسترش می‌یابند. محققان چند سال پیش آزمایش دی.ان.ای روی "توت‌عنخ‌آمون" یازدهمین فرعون باستان و دیگر مومیایی‌های سلطنتی انجام دادند، که نتایج نشان داد که بیماری مالاریا دلیل اصلی مرگ فرعون محسوب می‌شود.

اگرچه تجزیه و تحلیل دی.ان.ای در مومیایی‌ها بارها و بارها مورد استفاده قرار گرفته است، اما این روش بدون بحث و گفت‌وگو نیست. دانشمندان دریافتند که دی.ان.ای باستانی آسیب دیده است، چرا که به سرعت در هوای گرم تجزیه می‌شود و به راحتی توسط دی.ان.ای مدرن آلوده شده است. این موضوع نشان می‌دهد که ممکن است مشکلاتی در بسیاری از یافته‌هایی که طی سال‌ها به دست آمده وجود داشته باشد، به ویژه آن دسته از مومیایی‌های مصری که با این روش بررسی شدند.

چند ماه پیش، یک گروه از دانشمندان یک راه‌حل بالقوه را برای مشکل آلودگی ارائه دادند: نسل بعدی توالی دی.ان.ای موسوم به "NGS" که دانشمندان آن را این‌گونه توضیح می‌دهند: "NGS" یک روش "متاژنومیک"(metagenomic) که توالی‌یابی ژنوم را فراهم می‌کند، به این معنی که قبل از توالی، محققان تمام قطعات دی.ان.ای را در یک نمونه، از جمله قسمت‌های کوچک دی.ان.ای باستانی که با روش‌های سنتی از بین رفته، جمع‌آوری می‌کنند.

این کار، یک تصویر جامع از مواد ژنتیکی نمونه را فراهم می‌کند و خواندن دقیق‌تری را از نسبت دی.ان.ای باستانی به دی.ان.ای مدرن ارائه می‌دهد. سرعت پیشرفت پلتفرم نسل بعدی شناسایی ژنتیکی همچنین به این معنی است که محققان می‌توانند نمونه را چندباره بارگذاری کنند، که این امر باعث می‌شود تشخیص و ترمیم الگوهای آسیب‌دیده ساده‌تر شود.

با توجه به اینکه این تجزیه و تحلیل دی.ان.ای ممکن است بهترین ابزار برای شناخت در مورد بیماری‌ها و مسائل بهداشتی باشد که مومیایی‌های باستانی در طول زندگی خود داشته‌اند، دانشمندان یک روش دیگر نیز پیش گرفته‌اند: تجزیه و تحلیل پروتئین.

در مطالعه ای که در نشریه PNAS انجام شد، محققان نمونه های موی سه مومیایی معروف قبیله اینکان(incan) از جمله یک دختر(تصویر بالا) را برای بررسی موادی که کبد هنگام وجود کوکایین و اتانول در خون تولید می‌کند، مورد بررسی قرار دادند. با علم به اینکه رشد مو نرخ ثابتی دارد، آنها توانستند به جدول زمانی مصرف کوکا(کوکائین را از آن می‌گیرند) و الکل در این افراد در ماههای منتهی به مرگ‌شان برسند.

در یک پژوهش که سال گذشته منتشر شد، دانشمندان تکنیکی موسوم به "شاتگان پروتئومیکس"( shotgun proteomics) را برای مطالعه کودکان قبیله "اینکان"( Incan) که قبلا مورد بحث قرار گرفته‌اند، مورد استفاده قرار دادند و کشف کردند که دختر، قبل از مرگ به عفونت ریه مبتلا بوده است.

پروتئومیکس دانش بررسی ساختار و عملکرد پروتئین‌ها در مقیاس بزرگ است. این واژه را به قیاس ژنومیک (به معنی دانش بررسی ژن‌ها) ساخته‌اند.

این روش در مجله LiveScience این‌گونه توضیح داده شده است:

محققان یک تکنیک به نام "شاتگان پروتئومیکس" استفاده کردند. آنها نمونه‌های خود را روی یک دستگاه به نام طیف‌سنج جرمی قرار دادند که تمام پروتئین‌های نمونه را به قطعات تشکیل دهنده آن، زنجیره‌های آمینو اسید تجزیه کرد.

نرم افزار پیچیده این دستگاه این قطعات را با پروتئین‌های موجود در ژنوم انسان مقایسه می‌کند تا پروتئین‌های واقعی را در نمونه‌ها تعیین کند.

دانشمندان می‌گویند شما نمی‌توانید از این تکنیک برای یک ارگانیسم استفاده کنید که ژنوم کامل آن در دسترس نیست.

اخیرا دانشمندان پروتئین‌های "اوتزی"((Ötzi را مورد تجزیه و تحلیل قرار دادند. این مطالعه، یافته‌های قبلی را که می‌گفت این مرد یخی یک ضربه سخت را در ناحیه سر تجربه کرده است، تایید کرد.

پروتئومیکس تنها روشی نیست که باستان‌شناسان برای مطالعه مومیایی‌ها استفاده می‌کنند. دانشمندان گاهی اوقات از آندوسکوپی(مطالعه داخلی بدن با استفاده از یک لوله انعطاف‌پذیر)، بافت شناسی(مطالعه میکروسکوپی بافت) و ایمونوسیتوشیمی(روشی برای بررسی آنتی‌ژن‌های مرتبط با انگل‌های خاص) استفاده می‌کنند.

به طور شگفت انگیزی، محققان حتی از سی‌تی‌اسکن‌های ۳بعدی برای بازسازی چهره مومیایی‌ها استفاده می‌کنند که به آنها اجازه می‌دهد تا در نهایت ببینند که این مومیایی‌ها در چه دوره‌ای می‌زیسته‌اند.