Frascos con especímenes conservados de la icónica expedición de Charles Darwin a las Islas Galápagos han permanecido cerrados durante 200 años en los archivos del Museo de Historia Natural de Londres (NHM). Ahora, los láseres nos han brindado una visión sin precedentes de su interior.
Darwin es conocido por haber formulado la ampliamente aceptada teoría de la selección natural y la evolución, basada en parte en sus observaciones de la vida silvestre en las Galápagos durante su viaje a bordo del HMS Beagle.
Los científicos han aprendido mucho de sus especímenes conservados –mamíferos, reptiles, peces y camarones, entre otros–, que pueden observarse a través del vidrio que los contiene.
Pero hasta ahora, no había forma de saber qué tipo de líquidos contienen estos valiosos especímenes sin abrirlos.
“Analizar las condiciones de almacenamiento de especímenes preciosos y comprender el fluido en el que se conservan podría tener implicaciones enormes para la forma en que cuidamos las colecciones y las preservamos para futuras investigaciones durante años”, explica Wren Montgomery, técnico de investigación del NHM.
“Hasta ahora, determinar qué fluido de preservación hay en cada frasco implicaba abrirlos, lo que conlleva el riesgo de evaporación, contaminación y exposición de los especímenes a daños ambientales”, señala la física Sara Mosca, del Centro de Láseres del Consejo de Instalaciones Científicas y Tecnológicas del Reino Unido.
A lo largo de la historia, se han utilizado diversos fluidos para la preservación de especímenes. Habitualmente, se emplean alcoholes como el etanol y el metanol, pero a finales del siglo XIX, la formaldehído, recién descubierta, se hizo popular.
El anatomista holandés Frederik Ruysch sumergía especias aromáticas (clavo, pimienta y cardamomo) en una base de etanol y agua. El histólogo francés Pol Bouin prefería una receta de formaldehído, ácido pícrico y ácido acético. Y el patólogo alemán Carl Kaiserling utilizaba un método que consistía en sumergir los especímenes secuencialmente en formaldehído, nitrato de potasio y glicerina.
“Con el tiempo, la variabilidad en las recetas… ha provocado una considerable heterogeneidad en las colecciones, con mezclas de etanol, metanol, glicerol y formaldehído que se encuentran comúnmente en proporciones desconocidas, y que además se ven alteradas por la posible evaporación y contaminación con el tiempo”, explican Montgomery, Mosca y sus colegas en un artículo publicado que resume sus hallazgos.
Para examinar el interior de los frascos sin ponerlos en peligro, Montgomery, Mosca y un equipo de científicos recurrieron a una forma portátil de espectroscopía láser llamada espectroscopía Raman espacialmente desplazada, o SORS.
La espectroscopía Raman mide el nivel de “excitación” en la estructura molecular de un material tras ser golpeado por un láser. La luz reemitida por las moléculas devuelve una huella espectral de los elementos presentes, revelando la composición química del material.
Pero la espectroscopía Raman tradicional con un solo láser no funcionaría para frascos como estos. La luz del láser se dispersa en los primeros cientos de micrómetros, lo que significa que la superficie del recipiente domina la señal.
SORS supera este problema realizando al menos dos mediciones Raman: una en la fuente y otra ligeramente desplazada. Restar estas dos lecturas revela las firmas químicas tanto de la superficie como del sustrato. Y para materiales aún más complejos, los científicos realizan múltiples lecturas utilizando varios láseres desplazados en diferentes grados de la fuente principal.
La aplicación de este método a los frascos de Darwin permitió a los investigadores identificar con precisión los fluidos de preservación en casi el 80 por ciento de los frascos. En otro 15 por ciento de los casos, los resultados fueron parcialmente precisos, y solo en tres muestras (6,5 por ciento) no se pudo identificar el contenido con confianza.
El estudio reveló que los mamíferos y reptiles se fijaban con mayor frecuencia con formalina y luego se suspendían en etanol. Mientras tanto, los invertebrados (especialmente las medusas y los camarones) se almacenaban en formaldehído o formaldehído tamponado, a veces con un poco de glicerol o fenoxetol para mejorar la integridad de los tejidos.
Relacionado: El dolor de cabeza de Darwin: el reloj de la evolución podría avanzar a diferentes velocidades
Esta es una cuestión importante para quienes se encargan de cuidar la colección de Darwin, pero no solo afecta a la colección del HMS Beagle: los museos de todo el mundo albergan más de 100 millones de especímenes conservados en fluidos, muchos de los cuales son demasiado arriesgados para abrir.
“Esta técnica nos permite monitorear y cuidar estos valiosos especímenes sin comprometer su integridad”, afirma Mosca.
La investigación fue publicada en ACS Omega.
