Как растения раскрывают преступления и загадки археологии
Пыльца представляет собой микроскопические частицы размером не более 250 микрометров, которые образуются в пыльниках мужских частей цветков, называемых тычинками. В пыльце содержатся мужские половые клетки с генетическим материалом — спермии. Когда спермии попадают в женскую часть цветка, пестик, они оплодотворяют находящиеся там яйцеклетки, в результате чего формируется семя, из которого впоследствии вырастает новое растение.
Спермии не способны передвигаться самостоятельно, для этого существует вегетативная клетка. Эта клетка прорастает внутри пестика и перемещает спермии к зародышевому мешку в глубине завязи для оплодотворения.
Разнообразие внешнего вида пыльцы у различных видов растений позволяет учёным определять принадлежность исследуемой пылинки к определённому роду или виду. Например, пыльца всех представителей семейства берёзовых имеет круглую форму с выступающими порами. Однако количество пор у берёзы составляет всего три, в то время как у ольхи их может быть от пяти до шести.
Внешний вид пыльцы также указывает на способ её распространения. Пыльца растений, адаптированных к опылению ветром, имеет выросты на своих пыльцевых зёрнах. У сосны, например, имеются воздушные мешки, напоминающие ушки, которые помогают пыльце удерживаться на воздушных потоках и перемещаться на значительные расстояния.
Пыльца берёзы, также распространяющаяся по воздуху, имеет мелкие и обтекаемые формы, чтобы ветер мог легко подхватывать и уносить её. Пыльца, переносимая насекомыми, покрыта цепкими шипами или липкой оболочкой полленкита.
Кроме того, пылинки окружены внешней биополимерной оболочкой из спорополленина, которая защищает клетки (спермии и вегетативную клетку) от высыхания и ультрафиолетового излучения. Такая оболочка позволяет пыльце сохраняться в первозданном виде в течение многих тысяч лет, не разлагаясь. Благодаря этому археологи и криминалисты ещё больше полюбили пыльцу.
Беглец из Альп
С середины прошлого столетия археологи стали активно использовать анализ пыльцы и часто привлекают палинологов для совместных исследований. Эти специалисты занимаются изучением остатков растений, включая сохранившуюся пыльцу, и на основе этих данных воссоздают среду обитания древних людей, их быт и образ жизни: какие культуры тот выращивал и даже что ел перед смертью.
Один из ярких примеров такого исследования — изучение «ледяного человека» Этци, обнаруженного немецкими туристами в Альпах в 1991 году. Тело пролежало несколько тысяч лет, но отлично сохранилось и дало ученым много материала для исследований. Мумия хорошо сохранилась, благодаря льду, который покрыл тело после смерти, и позволила учёным провести множество анализов.
Радиоуглеродный анализ показал, что Этци был мужчиной ростом около 165 см, жившим в эпоху медного века 5200 лет назад и умершим в возрасте 45–46 лет. Даже содержимое желудочно-кишечного тракта сохранилось, и палинологи обнаружили в нём остатки пыльцы.
Мумию отправили на исследование в Австрийский институт ботаники при Университете Инсбрука. Главной задачей было извлечь образцы для анализа без повреждения редкой находки. Исследователи аккуратно и поэтапно извлекли пять образцов из разных отделов желудочно-кишечного тракта: прямой кишки, подвздошной и тонкой кишок. Так как пища проходит через кишечник последовательно, учёные смогли изучить несколько приёмов пищи с интервалом примерно в десять часов.
В образцах палинологи обнаружили более тридцати различных видов древесной пыльцы, включая ель, ольху и различные злаки. На основе этих данных возникла гипотеза о том, что Этци жил к югу от главного альпийского хребта — в смешанных лесах, которые преобладают в долине Шнальсталь. Наиболее явным указателем на это была пыльца хмелеграба, который растёт только там. Возможно, Этци проходил через эти места, а не жил в лесу. Однако этот сценарий учёные сочли маловероятным. Ещё одним подтверждением теории стали результаты изотопного анализа костей Этци, которые также свидетельствовали о том, что мужчина жил в долине Шнальсталь.
В лаборатории изучили образцы, собранные из моховых подушек, которые росли вокруг мумии и на участке от места обнаружения Этци до долины Шнальсталь. Таким образом, учёные смогли отделить пыльцу, попавшую в организм из воздуха, от той, что попала внутри с пищей. Частицы из окружения как бы вычли из всего массива данных.
Исследователи обнаружили в желудке мумии большое количество пыльцы пшеницы и спор папоротника-орляка. Они явно попали туда не из воздуха. В пробах, собранных на природе, пыльца пшеницы встречается в меньшем количестве. Споры папоротника также присутствовали в большом объёме — значительно превышающем их количество на моховых подушках. Это говорит о том, что пшеницу и папоротник мужчина употреблял незадолго до своей смерти. Пшеничная пыльца попадает в пищу вместе с хлебом, а молодые листья папоротников до сих пор служат пищей для некоторых жителей планеты. Также по результатам анализа пыльцы стало известно, что в рацион Этци в небольших количествах входили бобовые, маревые, первоцветы и калужница.
Обнаружение большого количества микроугля в образцах указывает на то, что пищу готовили на открытом огне. А кусочки мха, скорее всего, попали в желудок вместе с едой — люди заворачивали пищу в мох вместо бумаги или контейнеров.
Анализ пыльцы, попавшей в организм Этци из воздуха, также дал результаты. Выяснилось, что мужчина питался в разных местах — на это указывают специфические наборы пыльцы, характерные для определённой местности, в разных отделах кишечника. За день до смерти он переместился из субальпийского пояса в хвойный лес. За 9–12 часов до кончины он зашёл в широколиственные леса, а через семь часов снова вернулся в хвойные, где в последний раз поел, затем взобрался на перевал и там погиб.
Причины, по которым Этци скрывался в горах, остаются неясными. Одна из версий предполагает, что он убегал от преследователей — это могло бы объяснить, почему ему потребовалось преодолеть такое большое расстояние за столь короткий срок.
Колыбель Терракотовой армии
Ещё одна загадка, которую удалось частично разгадать с помощью пыльцы, касается происхождения китайской Терракотовой армии. Более восьми тысяч керамических статуй воинов и коней были погребены вместе с императором Цинь Шихуанди в 210–209 годах до нашей эры. Армию посмертных защитников нашли в его мавзолее. Однако учёные не знали, где именно были изготовлены эти статуи.
Команда исследователей, включая палинологов, взялась за решение этой загадки. Они взяли пробы статуй и почвы из мавзолея и поблизости от него. После измельчения образцов керамики учёные извлекли пыльцу и провели анализ.
Исследователи обнаружили два разных набора пыльцы в глине статуй: один преимущественно встречался в фигурах лошадей, а второй — в скульптурах воинов. Первый набор был очень похож на пробы почвы возле мавзолея, что указывает на изготовление лошадей рядом с захоронением. Второй набор содержал много травянистой пыльцы, не характерной для этой местности, что указывает на то, что статуи изготовили где-то далеко (точное место пока неизвестно).
Вероятно, производство статуй рядом с мавзолеем было дорогостоящим процессом, однако в отличие от солдат, фигуры лошадей было сложно транспортировать из-за их хрупких ног и большого веса (около 220 килограммов каждая). Поэтому, вероятно, Терракотовая армия создавалась в разных местах.
Напылил — и осуждаю
Шестьдесят лет назад пыльцевой анализ начали применять не только археологи, но и криминалисты. Однако широкое распространение этого метода ещё не наступило. В России такие исследования почти не проводятся, а в мировой практике анализ пыльцы включают в протоколы судебной экспертизы зачастую формально.
Палинологи, работающие с криминалистами, используют два подхода. Первый — когда следователи точно знают, где произошло преступление. В этом случае учёные должны связать место преступления и найденные там улики с уликами из других мест и подозреваемыми. Палинологи ищут пыльцу везде — она может сохраниться в волосах жертвы, под ковриком автомобиля, где было найдено тело, а также на обуви убийцы. Сравнивают полученную пыльцу между собой. Если она совпадает, высока вероятность, что улика и место преступления связаны. Второй подход — определение места убийства. В этом случае судебный палинолог использует свои знания об экологии растений, современных ареалах деревьев и трав и моделирует для полиции местность, откуда могут быть улики или тело.
Важно определить, является ли найденная пылинка характерной для окружающей среды или случайно занесена ветром. Труднее всего работать с образцами из мегаполисов: в городах много растений, не характерных для региона. Ботанические сады, цветы на подоконниках жителей, ландшафтный дизайн — всё это затрудняет доказательство вины или невиновности подозреваемого.
Анализ осложняется интродукцией — намеренным или случайным заселением территории несвойственными видами. Например, такое случилось в Австралии, когда на континент завезли сосну.
Несмотря на сложности, пыльца всё же сыграла ключевую роль в поимке сотен преступников.
Убийство на берегу Дуная
Одно из первых дел, в которых полиция обратилась к помощи палинологов, произошло в Австрии в 1969 году. Во время отдыха на берегу реки Дунай неподалёку от Вены пропал мужчина. Следователи предположили, что он был убит, но не смогли обнаружить тело. Позже стражи порядка вышли на подозреваемого — друга и делового партнёра пропавшего. Несмотря на проведённый в его доме обыск, полицейским не удалось найти доказательств причастности подозреваемого к преступлению — ни тела, ни орудия убийства обнаружено не было.
Единственная зацепка, которая была обнаружена детективами, — это ботинки с налипшей грязью. Следователи решили обратиться за помощью к специалистам и передали обувь в Австрийскую геологическую службу. Учёный Вильгельм Клаус, проводивший анализ, сначала не нашёл ничего необычного в образце: только пыльцу ольхи, ели и ивы, которые часто встречаются в лесах вблизи Вены. Однако затем он обнаружил пыльцевые зёрна гикори и ореха, произраставших здесь 20 миллионов лет назад.
Единственное место, где могли находиться отложения с этой пыльцой, — это берег Дуная. Когда полиция привела подозреваемого на предполагаемое место преступления, он признался во всём и показал детективам, где закопал труп.
Дело Бэби Доу
Ещё одно преступление, раскрытое благодаря пыльце, произошло в 2015 году. Американка гуляла со своей собакой и обнаружила запечатанный мусорный пакет, выброшенный на берег Дир-Айленда в Бостонской гавани. К своему ужасу, в пакете она нашла труп ребёнка, завёрнутый в одеяло. Вода сильно исказила черты лица и отпечатки пальцев, поэтому установить личность было невозможно. Полиции удалось выяснить только то, что это была девочка в возрасте от двух до четырёх лет.
Океанические течения могли пронести тело несколько сотен километров, пока его не прибило к берегу Дир-Айленда. Причем как с севера, так и с юга от места обнаружения. Фоторобот ребёнка, составленный на основе останков, также не помог следствию.
Ключевая улика была найдена на одежде: на ткани сохранилось несколько сотен пыльцевых зёрен. Сначала результаты анализа не выглядели многообещающими. Исследование показало, что тело было принесено течением с северо-востока США. Однако среди зёрен не было пыльцы сельскохозяйственных культур, что указывало на то, что ребёнок не мог жить в сельской местности. Также не было пыльцы сорняков, что говорило о том, что девочка жила вдали от заброшенных мест и пустырей. Палинологи определили, что ребёнок мог жить в городе или пригороде, где было небольшое количество зелёных насаждений и достаточное количество автомобилей. Кроме пыльцы, на одежде была обнаружена сажа, что стало ещё одним доказательством того, что девочка жила в городе.
Другой подсказкой стала пыльца двух видов кедра (настоящего Cedrus, а не сосны сибирской, которую в России ошибочно называют кедром). Обычно на северо-востоке США встречается только один вид кедра — дикорастущий. Однако в американских дендрариях выращивают и другие его разновидности. Полиция запросила список кедров в северо-восточных ботанических садах, и только в трёх из них были представлены различные виды: в Нью-Йорке, Арнольде и Бостоне.
Так как тело было найдено недалеко от Бостона, следователи начали расследование с него. В первую очередь они изучили районы, прилегающие к дендрарию. После опроса свидетелей полиция смогла установить убийцу. Им оказался мужчина по имени Майкл Маккарти, который жил с женщиной Рошель Бонд и её маленькой дочерью. Маккарти совершил преступление под воздействием наркотиков. Свидетели сообщали о его пристрастии к запрещённым веществам, а также на теле жертвы была обнаружена пыльца конопли. Однако из-за того, что споры этого растения часто встречаются на территории Америки, их не учли при поиске преступника.
Не пыльное дельце
Пыльцевой анализ действительно позволяет изучать события далёкого прошлого, которые произошли тысячи лет назад, или поймать, казалось бы, неуловимого преступника. Но последнее, к сожалению, пока исключение из правил. Пока только детективы на экране могут позволить себе по одной пылинке восстановить витиеватую цепь событий. В реальной жизни пыльцевой анализ — это сложный процесс, требующий учёта множества факторов для получения достоверных результатов.
Отпечатки пальцев можно скрыть с помощью перчаток, но пыльца — это улика, от которой трудно избавиться: она витает в воздухе, незаметно оседает на одежде, волосах и предметах, оставаясь повсюду.
Несмотря на сложности, связанные с пыльцевым анализом, он может и должен использоваться для установления справедливости. В некоторых странах уже существуют курсы по анализу пыльцы в криминологии. Учёные также работают над созданием алгоритмов машинного обучения для быстрой идентификации пыльцы. Возможно, эти усилия сделают эту редкую методику распространённой технологией.
Источник: https://nplus1.ru/blog/2024/05/30/pollen-and-crimes
АНО ЦСЭ «Рособщемаш» проводит экспертизы генетики растений (кроме содержащих наркотические вещества). Если вам необходимо проведение экспертизы растений, мы предоставим вам необходимую поддержку и поможем разрешить все вопросы и проблемы.
