Darwin, scienziati “guardano dentro” i suoi barattoli dopo 200 anni: il laser rivela i liquidi segreti

Scienziati del Natural History Museum di Londra hanno utilizzato una tecnica laser per “guardare dentro” i barattoli sigillati con reperti originali raccolti da Charles Darwin, quasi bicentenari, identificando i liquidi di conservazione senza aprirli e offrendo un nuovo strumento per la tutela delle collezioni museali in tutto il mondo. 

Cosa hanno fatto gli scienziati

Un team che coinvolge il Natural History Museum, lo Science and Technology Facilities Council (UKRI-STFC) e l’azienda Agilent Technologies, ha analizzato i campioni originali raccolti da Darwin durante il viaggio dell’HMS Beagle alle Galápagos (1831-1836), conservati in barattoli sigillati da circa 200 anni. 

L’obiettivo era capire con precisione quali fluidi di conservazione fossero stati usati, senza correre i rischi legati all’apertura dei contenitori (evaporazione, contaminazione, danneggiamento dei reperti e possibile esposizione a sostanze tossiche). 

La tecnica: Spatially Offset Raman Spectroscopy

La chiave dell’esperimento è una tecnica chiamata Spatially Offset Raman Spectroscopy (SORS), una variante della spettroscopia Raman che permette di analizzare un materiale “in profondità” rispetto alla superficie. 

In pratica, un laser viene puntato sul barattolo: misurando come la luce viene diffusa e come cambia la sua energia dopo essere passata attraverso il vetro e il liquido, si può risalire alla composizione chimica del fluido all’interno. 

Come si svolge l’analisi sui barattoli

I ricercatori hanno utilizzato dispositivi portatili, quindi gestibili direttamente nei depositi museali, senza spostare o manipolare eccessivamente i campioni. 

Nel caso specifico dello studio al Natural History Museum, sono stati analizzati 46 barattoli sigillati con fluidi di natura diversa, che includevano anche gli esemplari raccolti da Darwin, oltre a mammiferi e vari invertebrati conservati in liquido. 

Quanto è affidabile la nuova tecnica

Secondo i dati diffusi dal consorzio di ricerca, la tecnica è riuscita a identificare correttamente il fluido di conservazione in circa l’80% dei casi, con un’identificazione parziale che porta il tasso complessivo di riconoscimento al 95%.

Oltre al contenuto liquido, l’analisi ha permesso anche di riconoscere il tipo di vetro o di materiale del contenitore, offrendo informazioni sulla storia e sull’evoluzione delle tecniche di conservazione nel tempo. 

Gli esemplari conservati da Darwin 

Tra i reperti analizzati nel recente studio di Londra ci sono mammiferi, rettili, pesci, meduse e gamberetti (invertebrati), oltre a vari organismi raccolti da Darwin e altri naturalisti dell’Ottocento.

Questi campioni rappresentano un patrimonio unico per lo studio dell’evoluzione e della biodiversità.

Le analisi con laser (SORS) hanno rivelato che mammiferi e rettili erano fissati in formalina e poi immersi in etanolo.

Per gli invertebrati (come pesci, meduse e gamberi), si usavano soluzioni più varie: formalina pura, miscele tamponate o con additivi come glicerolo per proteggere i tessuti delicati.

Darwin raccolse migliaia di campioni per studiarne anatomia e variazioni.

Perché è importante per i musei

Nel mondo esistono oltre 100 milioni di esemplari conservati in liquido nei musei di storia naturale, molti dei quali in barattoli antichi con documentazione incompleta o assente sulla composizione dei fluidi. 

Conoscere la composizione chimica dei conservanti è cruciale per monitorare lo stato dei reperti: i fluidi possono degradarsi, evaporare o reagire con il contenuto e con il contenitore, mettendo a rischio la leggibilità scientifica e l’integrità fisica degli esemplari. 

Tradizionalmente, per sapere che fluido è presente in un barattolo bisognava aprirlo, prelevare un campione e analizzarlo in laboratorio, con il rischio di alterare il micro-ambiente interno e danneggiare reperti fragili. 

Il nuovo approccio laser è non invasivo: permette di ottenere informazioni chimiche dettagliate senza rompere la sigillatura, evitando esposizione a sostanze pericolose e prolungando la stabilità delle condizioni di conservazione. 

Implicazioni future e possibili sviluppi

I responsabili del progetto sottolineano che la possibilità di “leggere” i fluidi da fuori offre ai curatori un potente strumento di diagnostica preventiva, per intervenire prima che i problemi diventino irreversibili (ad esempio sostituendo o rabboccando i liquidi). 

Il metodo, affinato sui barattoli di Darwin, è pensato per essere applicato su larga scala alle collezioni fluide dei musei nel mondo, contribuendo sia alla sicurezza del personale sia alla conservazione a lungo termine di campioni fondamentali per la ricerca su biodiversità, evoluzione e cambiamenti ambientali. 

FAQ

Come hanno fatto gli scienziati ad analizzare i barattoli di Darwin senza aprirli?

Gli scienziati hanno utilizzato una tecnica chiamata Spatially Offset Raman Spectroscopy (SORS), che sfrutta un laser per analizzare la composizione chimica dei materiali attraverso il vetro del contenitore. In questo modo è possibile identificare i liquidi di conservazione senza rompere la sigillatura dei barattoli.

Cos’è la tecnica SORS utilizzata nello studio?

La SORS (Spatially Offset Raman Spectroscopy) è una variante della spettroscopia Raman che permette di analizzare materiali sotto la superficie visibile. Il laser misura come la luce viene diffusa e modificata, consentendo di determinare la composizione chimica anche attraverso materiali come vetro o plastica.

Quali campioni raccolti da Darwin sono stati analizzati?

Tra i reperti studiati ci sono mammiferi, rettili, pesci, meduse, gamberetti e altri invertebrati raccolti da Charles Darwin durante il viaggio della nave HMS Beagle tra il 1831 e il 1836.

Quali liquidi di conservazione sono stati identificati nei barattoli?

Le analisi hanno mostrato che molti campioni erano conservati con formalina seguita da immersione in etanolo. Per alcuni invertebrati sono state trovate anche soluzioni con additivi come glicerolo o miscele tamponate per proteggere i tessuti più delicati.

Perché questa tecnologia è importante per i musei?

Nel mondo esistono oltre 100 milioni di campioni conservati in liquido nei musei di storia naturale. Questa tecnologia consente di identificare i fluidi di conservazione senza aprire i contenitori, riducendo il rischio di danneggiare i reperti e migliorando la gestione e la conservazione delle collezioni scientifiche.

Questa tecnologia verrà utilizzata anche in altri musei?

Sì. Gli scienziati ritengono che il metodo possa essere applicato su larga scala nelle collezioni museali di tutto il mondo, aiutando i curatori a monitorare lo stato dei campioni e a intervenire prima che i liquidi di conservazione si deteriorino.