Neue Studie zeigt wertvolles Werkzeug für die Untersuchung lebender und ausgestorbener Tiere

Neue Studie zeigt wertvolles Werkzeug für die Untersuchung lebender und ausgestorbener Tiere

Video: 2017 Maps of Meaning 01: Context and Background (April 2020).

Anonim

von Brooke Crowley, Universität von Cincinnati

Chemical Geology 304-305: 39-52)

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Wissenschaftler der Universität von Cincinnati berichten von einem bedeutenden Ergebnis, das völlig neue Erkundungen in den Bereichen Ökologie und Paläoökologie eröffnen könnte.

Ein mathematisches Analysewerkzeug, mit dem ein gemeinsames Elementarsignal in Oberflächengewässern vorhergesagt werden kann - was zu erheblichen Einsparungen im Vergleich zu herkömmlichen Felduntersuchungen führt -, ist auch bei der Vorhersage von Werten für eine breite Palette von Materialien wirksam und in der Tat am erfolgreichsten, wenn es auf das Wasser angewendet wird Knochen und Zähne von Säugetieren. Die Forschungsergebnisse von Brooke Crowley und Joshua Miller, Assistenzprofessoren für Geologie an der UC, sowie von Clément Bataille, einem Erdwissenschaftler bei der Chevron Corporation, werden online in der kommenden Ausgabe des Forschungsjournals Biological Reviews veröffentlicht .

Die Strontiumverhältnisse in Gesteinen variieren je nach Gesteinsart und Alter des Gesteins. Das zuvor von Bataille und Gabriel J. Bowen, einem außerordentlichen Professor für Geologie und Geophysik an der Universität von Utah, entwickelte Wassermodell im kontinentalen Maßstab verwendet die US-amerikanische Grundgesteinsgeologie und alle wichtigen Flusssysteme und -entwässerungen, um Strontiumisotopenverhältnisse (das Verhältnis von Strontium) vorherzusagen 87 bis Strontium 86) in Oberflächengewässern.

Die von der University of Cincinnati durchgeführte Studie verwendete das Wassermodell, um die vorhergesagten Strontium-Isotopenverhältnisse in Oberflächenwasser, Boden, Vegetation, Fisch und Säugetier-Skelettgeweben aus einer umfangreichen Sammlung von Daten zu vergleichen, die von Crowley in den USA mit Ausnahme von Alaska und Hawaii durchgeführt wurden .

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"Da das Verhältnis von Strontium 87 zu Strontium 86 in Wasser, Boden, Vegetation und tierischen Geweben vorwiegend die lokale Geologie widerspiegelt, können sie zur Unterscheidung geologisch unterschiedlicher Regionen sowie zur Identifizierung hochmobiler Populationen verwendet werden", sagt Crowley. "Wir haben getestet, wie genau das Modell Strontiumverhältnisse nicht nur in Wasser, sondern auch in weiteren Materialien vorhersagt, die für die ökologische und paläoökologische Forschung relevant sind."

Das Tool funktionierte für alle Materialien, schien jedoch bei der Vorhersage der Strontiumverhältnisse bei Säugetieren am erfolgreichsten zu sein. "Es gibt Anzeichen dafür, dass Säugetiere mit diesem Modell besser vorhergesagt werden als mit anderen Materialien", sagt Miller.

"Wir glauben, dass der Erfolg des Modells bei der Vorhersage der Strontiumverhältnisse für Säugetiere damit zusammenhängt, wie die Landschaft mit diesem Analysewerkzeug untersucht wird", fügt Crowley hinzu. "Die Vorhersagen für die größeren Säugetiere waren besser als für die kleineren Säugetiere. Dies liegt wahrscheinlich daran, dass die Fläche, die ein größeres Säugetier abdeckt, dem vom Modell verstandenen Raum ähnelt."

Die Verfolgung von Strontium-Isotopen-Verhältnissen ist ein wertvolles Instrument, das über die Wissenschaft an Spitzenforschungseinrichtungen wie UC hinausgeht. Strontium ist ein Schwermetall, das in den meisten organischen Substanzen wie Knochen, Zähnen, Böden und Pflanzengeweben vorkommt. Infolgedessen werden Strontium-Isotopenverhältnisse in Bereichen wie der Forensikforschung, Tierwildereiuntersuchungen und sogar der Verfolgung der Herkunft von Marihuana-Pflanzen in Drogenbüsten verwendet.

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Obwohl die Strontiumisotopenanalyse im Zusammenhang mit der biologischen Forschung auf dem Vormarsch ist, war der Aufwand für die Bodenkartierung unerschwinglich.

"Es ist ein wirklich mächtiges System, aber um eine Vorstellung davon zu bekommen, woher in Kenia beschlagnahmte Elefantenstoßzähne stammen, müssten die Ermittler beispielsweise die Strontiumsignale im ganzen Land oder möglicherweise in ganz Ostafrika verfolgen", erklärt Miller. "Modelle wie das, das wir getestet haben, könnten es ermöglichen, schnell eine gute Vorstellung davon zu bekommen, woher dieses Tier ursprünglich stammt."

Die Forscher sagen, das Wassermodell biete eine leicht verfügbare Quelle für Hintergrunddaten zur Vorhersage von Strontium-Verhältnissen für biologisch relevante Materialien in Regionen, in denen empirische Daten fehlen. "Die Verfügbarkeit immer hochwertiger modellierter Strontiumdaten wird die Zugänglichkeit dieses geochemischen Werkzeugs für ökologische Anwendungen erheblich verbessern", sagt Crowley.

Biological Reviews ist eine Zeitschrift, die das gesamte Spektrum der Biowissenschaften abdeckt, insbesondere die Bereiche der modernen Biologie. Die Zeitschrift widmet sich der Veröffentlichung von Artikeln, um nicht spezialisierte Biologen sowie Forscher auf dem Gebiet zu informieren.