>> 4. Lecke = Kémiai Kormeghatározások

Az emberi maradványokat gyakran csontváz formájában találjuk meg, ilyen esetekben elemezhetjük a csontok kémiai összetételét. A cél, hogy meghatározzuk a leletek korát. Ebben segíthet az eltemetett csontban lévő nitrogénveszteség mérése, az úgynevezett FUN-elemzés. A betűk a fluorra, az urániumra és a nitrogénre utalnak. A nitrogénveszteség alapvetően fehérjecsökkenést jelent, mivel a csontokban található egyetlen nitrogéntartalmú összetevő a fehérje. Pontosabban a csontokban található fehérje leginkább kollagén, mely a csontvázat alkotó fehérjék 90 százalékát és a teljes test fehérjéinek nagyjából egyharmadát teszi ki. Ez a kemény szövetek, például az inak fő alkotórésze, és ez az anyag válik zselatinná főzés közben. Ennek a lebomlása, illetve a különböző kémiai elemek, a fluor és a talajban lévő vízből származó uránium a csontokba való beépülési aránya adja meg a halál beállta óta eltelt hozzávetőleges időt.  A Londoni Természettudományi Múzeumban Dr. Kenneth Oakley és munkatársai a FUN-elemzés segítségével tudták leleplezni a Piltdown-csalást, mivel bebizonyították, hogy a csontok nem őskoriak, mint ahogyan azt állították. Kiderült, hogy a feltételezetten emberszabásúhoz tartozó őskori fosszília hamisítvány, valójában emberi koponyából és emberszabású majom állkapcsából készült.  A csontok nitrogéntartalmát a Kjeldahl-módszerrel mérik. Ennek során a száraz csontot kénsavval kezelik, hogy ammónium-szulfát keletkezzen. Ehhez a szulfáthoz ezután nátrium-hidroxidot adnak, így abból ammónia szabadul fel. Az ammóniát, mely nitrogén tartalmú vegyület (jele NH3), sósavval nyeletik el. A savfelesleget ezután titrálják. Így kitudják számolni a keletkezett ammónia és ezzel együtt a csontokban lévő nitrogén mennyiségét. A csontmintában előforduló nitrogén becslésére szolgáló módszer pontos, ám segítségével mégsem határozható meg pontosan a maradványok kora. Ennek oka, hogy nem ismerjük az egy bizonyos idő alatt a csontokból távozó nitrogén mennyiségét. A nitrogénveszteség arányát nagymértékben befolyásolja a hőmérséklet és a talaj víztartalma abban az időszakban, amikor a csontok eltemetve feküdtek. A nitrogén a csontok súlyának négy százalékát adja, és a csökkenés mértékét a csontdarab mérete is befolyásolja: minél kisebb a csontdarab, annál gyorsabban bomlik le benne a nitrogén. A csontokban található fehérje hideg és száraz körülmények között tovább megmarad, különösen akkor, ha még némi oxigén is jelen van, és a talaj pH-értéke magas ( azaz a talaj nem savas!). Ezzel szemben sokkal kevesebb ideig marad fenn nedves, meleg feltételek között, ami kedvez a mikrobák növekedésének. A csont nagyon hamar szétroncsolódik az erősen savas talajban. A fehérjék kémiai építőkövekből, aminosavakból állnak. Ezek idővel szelektíven lebomlanak, azaz egyes aminosavak hamarabb tűnnek el, mint mások. A régészek ez alapján becsülik meg az elhalálozás idejét, és a törvényszéki vizsgálatok során is megpróbálták már alkalmazni ezt a módszert. A kollagént lebontják laboratóriumban, majd meghatározzák a kapott különféle aminosavak összetételét: minél régebben történt az elhalálozás, annál kevesebb fajta aminosavat találnak. A friss csontban 10-15 féle aminosavat találhatunk, míg a több mint 100 éves csontban 7-nél is kevesebbet. Két aminosav, a prolin és a hidroxiprolin hiánya arra utal, hogy a csontok már több száz éve, akár évezredek óta a földben fekszenek. A csontokban található aminosavak relatív aránya is segít a kormeghatározásban. Általában azt találták, hogy az aminosavak relatív aránya a régi csontokban nagyjából megegyezik az újabb keletkezésű csontokéval addig, amíg az eredeti anyagnak több mint 10 százaléka megmarad. Kisebb aránynál az aminosav „profilja” egészen más. Egyes aminosavak gyorsabban bomlanak le, mivel könnyebben oldódnak a vízben. Vonatkozik ez a prolinra és a hirdoxiprolinra is, melyek, mint ahogyan ezt már korábban láttuk, viszonylag gyorsan lebomlanak. Egyes aminosavak- például a triptofán és a treonin- érzékenyebbek a savak roncsoló hatásával szemben. Amikor a fenti módszert alkalmazzuk, három probléma merül fel. Az egyik, hogy nagyon megbízhatatlan. A második, hogy megoldhatatlan kémiami problémát jelent a laboratóriumok számára az aminosav-kivonás. A harmadik, hogy a túl nagy időintervallum miatt kevés hasznát veszik a jelenkori esetek felderítésében. Ugyanakkor nem teljesen érdektelen a törvényszéki szakértők számára, mivel segítségével jó néhány esetbe meg tudják határozni, hogy a haláleset mostanában következett be, vagy esetleg néhány száz évvel ezelőtt. Ez azért fontos, mert egy 500 évvel ezelőtti haláleset felfedezése jogi szempontból már elévült, így a rendőrségnek nem kell nyomoznia. Azt sem szabad persze elfelejtenünk, hogy néhány törvényszéki szempontból érdekes eset történelmi távlatokat is nyithat. Amikor a csontot ultraibolya fénynek tesszük ki, az kék színnel fluoreszkál. A régebbi csontok sárgászöld színnel fluoreszkálnak, amit a baktériumok és penészgombák anyagcseretermékeinek tulajdoníthatunk. Azok a csontok például, amelyeket az olaszországi etruszk lelőhelyen tártak fel, csak nagyon gyengén fluoreszkáltak. Az ennél későbbi, a középkorból származó minták kékes-fehér színt mutatnak, de gyengébben, mint a mai minták; a fluoreszcencia eloszlása foltokban történik, és nagyrészt a csont középső részére korlátozódik. Úgy tűnik, hogy a fluoreszkálás képessége az idő múlásával a csont külseje felől befelé haladva elvész. Általában úgy vélik, hogy a teljes keresztmetszete mentén fluoreszkáló csont százévesnél fiatalabb. A régebbi csontok –egészen a 800 évesekig- teljesen elvesztették a fluoreszkáló képességüket. Az adatok nagyon ígéretesek, de nem értjük a fluoreszkáló képesség elvesztése és az idő múlása közötti pontos összefüggést. Még nem határozták meg, hogy mi fluoreszkál csontokban, egyes kutatók szerint a szerves alkotórészek (fehérjék), míg mások úgy gondolják, hogy a szervetlenek (ásványi sók). A bizonytalanság miatt újabb gond adódik. A talajban fekvő csontok újrakristályosodnak. A csontok ásványianyag-tartalmának ilyen megváltozása megzavarná a képet, mivel nem tudnánk, hogy az erős fluoreszkálás az eredeti, vagy a később belekerült ásványi összetevők miatt jön-e létre. Az eltemetett csontokban bekövetkező ásványtani változások egy részét jól ismerjük, ilyen például a hidroxiapatit-kristályok méretének növekedése, ám a többi változást egyáltalán nem értjük. Az aminobenzidin a hemoglobin, a vörösvértestekben található vörös festékanyag megfestésére szolgáló vegyszer. (A vér csak akkor vörös, ha oxigénnel telített állapotban van.) Amikor ezzel megfestjük a régi csontokat, látható, hogy általában az ötvenévesnél régebbi csontoknál nem kapunk pozitív reakciót. Mindazonáltal kivételeket is ismerünk, mint néhány 150 éves csont esetében. Egyéb vizsgálatokkal a hemoglobin jelenlétét 5 év után már nem lehet kimutatni. Zavaró tényező ugyanakkor, hogy a 90000 éves csontokban is mutattak ki vérmaradvényokat. Ezért ez a módszer is csak korlátozott mértékben használható. Egyéb kormeghatározó módszereket is ismerünk, melyek közül jó néhány kisebb-nagyobb mértékben fejlesztés alatt áll. A legígéretesebb közülük a talajban a holttest bomlástermékeinek jelenlétét kimutató elemzés. Unalmas lenne, ha felsorolnám az összes munkát, amit ezen a területen végeztek, egy példával azonban rávilágíthatunk a lényegre A talajban a szervetlen ionok (azaz szénatomot nem tartalmazó ionok) egyre növekvő koncentrációját tárták fel az Amerikai Egyesült Államokban. Érdekes módon a probléma kulcsa, hogy nagyon sok természetes folyamat függ a hőmérséklettől. Kiszámították, hogy a szervetlen ionok koncentrációja nem egyszerűen az idővel áll összefüggésben, hanem az úgynevezett ADD-től (halmozott napi hőmérséklet) függően növekedett. Az ADD a hőmérséklet és a napok számának szorzata. (Ezt a módszert más technikáknál is alkalmazták, mint például a lárvák fejlődésénél.) A lényeg, hogy ugyanaz a változás megy végbe 10 nap alatt 20 °C-on, mint ami húsz nap alatt következne be 10 °C-on, mivel az ADD mindkét esetben 200. Tehát adott egyfajta mutató, ám nem abszolút időben kifejezve. A bomlástermékek bizonyos ADD intervallumokban tetőznek. Bárhogyan is „értelmezzük” az ADD-t, a száz napokra lebontott időszakok a kriminológiában is alkalmazhatónak bizonyultak. Az eredményeket, bár érdekesek, mégsem használhatjuk általánosan, mivel a talaj sajátossága és ennél fogva a bomlástermékek bomlásának mértéke helyről helyre változik. Ez a probléma befolyásol minden olyan módszert, amelyben a holttest körüli talaj is szerepet kap az eljárásban. Ezen a ponton úgy tűnik, nem létezik abszolút megbízható módszer az elhalálozás idejének megállapítására. A fentiekben tárgyalt módszerek egyik hátránya, hogy mindegyik hőmérsékletfüggő. Mielőtt értelmezni tudnánk mindazt, amit találtunk, valamilyen eredményre kell jutnunk az uralkodó hőmérséklettel kapcsolatban a tárgyhoz tartozó időszakban. Ez pedig nem könnyű… Akkor tehát mi legyen? Mivel az emberek már megszokták, hogy olyasfajta sikertörténeteket halljanak, mint radiokarbonos kormeghatározás módszerével megállapították, hogy a torinói lepel középkori, és nem ókor eredetű, azonban a halál idejét így is nehéz ezzel megállapítani. Manapság már nem pusztán a radiokarbonos kormeghatározást, de az olyan high-tech eszközöket is ismerik az emberek, mint a tömegspektroszkópia, a termolumineszcencia, vagy akár az elektronspin-rezonancia. S mindegyik csodálatosan csalhatatlan kormeghatározó módszernek tűnik. Miért nincs tehát a halál beálltának idejét meghatározó üzembiztos módszer? Valóban igaz, hogy nem áll a törvényszéki szakértők rendelkezésére olyan eljárás, amelyik nem függ semmilyen természetes jelenségtől, s amely kiszámítható módon megy végbe a hőmérséklettől függetlenül? A válasz: nem, nem teljesen igaz, ám a rendelkezésre álló eljárásokkal mindig lesznek problémák. Először is: a radiokarbonos kormeghatározáshoz hasonló technikát akkor lehet eredményesen használni, ha nagyon hosszú időszakot vizsgálunk, mivel nem alkalmazhatjuk olyan változások kimutatására vagy értelmezésére, melyek a közelmúltban következtek be. Olyan ez, mintha egy néhány másodpercig tartó futóversenyt olyan órával próbálnánk mérni, amelynek nagymutatója csak az órákat méri, vagy mintha egy pihe súlyát mázsálóval szeretnénk meghatározni. A radiokarbonos kormeghatározásnak még az általa mért időszak hosszához mérten is nagy a hibahatára, ám lehet, hogy ez nem is fontos kérdés időszakokat tekintve. Ugyanakkor éppen ezért nem használják törvényszéki kormeghatározó eszközként. A régészet területén ezt abszolút kormeghatározásnak tekintik. Ezt a technikát Willard Frank Libby és munkatársai dolgozták ki 1949-ben mialatt ő a Chicago-i Egyetem professzora volt. 1960-ban, Libby kémiai Nobel-díjat kapott a radiokarbon módszerért. Általában egyetértenek abban, hogy a radiokarbonos kormeghatározás nem használható olyan események idejének meghatározására, amelyek 400 évnél nem régebben következtek be. Ennek a módszernek a lényege, hogy a 14-es tömegszámú szénizotóp (14C) ismert idő alatt bomlik le (azaz válik nem radioaktívvá). A felezési ideje 5730 év, a felezési idő azt jelenti, hogy ennyi idő alatt bomlik le az atommagok fele. Az eltelt idő pedig ez alapján mérhető. Alkalmaznak azonban egyéb a radioktivitással kapcsolatos módszereket is a törvényszékeken, melyek közül a két legfontosabb a 20. század két nagy katasztrófájának következménye: a II. világháborúé és a csernobili atomerőmű robbanásáé. Mindkét eseményt követően a radioaktivitás csúcsot ért el; az addig mért legmagasabb értékeket. Azóta az ezektől való eltérés kormeghatározóként használható. A második világháború után végrehajtott számtalan kísérleti atomrobbantás megnövelte a radioaktív szén szintjét a légkörben. A legmagasabb értéket 1963-ban mérték, azóta csökken.  A radioaktív szén elterjedt az egész élővilágban, és az emberi csontokban való jelenlétének és pontos szintjének mérésével meghatározhatják, hogy egy adott személy a kísérleti atomrobbantások, vagyis 1950 előtt halt-e meg.Nézzünk még egy utolsó, viszonylag új felfedezést. Rájöttek, hogy a vörösvértestek bomlásából származó kálium a halált követően meghatározott mértékben és hőmérséklettől függően kerül a csarnokvízbe, azaz a szemlencse mögötti szemgolyót kitöltő zselészerű kocsonyás anyagba az üvegtestbe. Az új módszer lényege, hogy radiokarbonos kormeghatározó eljárással vizsgálják meg a szemlencsében lévő speciális proteineket, amelyek a születéskor alakulnak ki, és egész életen át, változatlanok maradnak. A fogakon kívül nincs más része az emberi testnek, amely nem változik. A dán kutatók 13 ember korát határozták meg helyesen másfél év alatt, és eredményeikről a PLoS One internetes tudományos folyóiratban számoltak be. A módszer előnye, hogy gyakran könnyebb a halott szemhéját felhúzni, mint kiemelni a foga egy darabját (a fogzománc vizsgálata az utóbbi években elterjedt eljárás a halottak korának meghatározására). Az új módszer hátránya, hogy a szemlencse néhány napon belül eltűnik, ahogy a holttest bomlik, ezzel szemben a fogak éveken át megmaradnak. A kutatók szerint a módszer a jövőben arra is alkalmas lesz, hogy proteinek és más molekulák vizsgálatával meghatározhassák, hogy rákos szövetek vagy sejtek kialakulóban vannak-e az emberi szervezetben.  Megtaláltuk volna hát az elhalálozás idejének ideális mutatóját? Sajnos nem. Először is, mint minden, halál utáni változás ez is csak a halál beállta utáni első néhány napban mutatható ki. Ezenkívül nem biztos, hogy a folyamat teljes mértékben független-e a hőmérséklettől, mint ahogyan azt sokan gondolják, de azért ne foglaljunk végelegesen állást. Idővel majd kiderül…

<-vissza