Molekularbiologische Parameter liegemilieubedingter Knochenalterung - Implikationen für die biologische Spurenkunde

Die postmortale Alterung von Knochen (Diagenese) besteht aus einer
sehr komplexen Serie von Prozessen, welche auf allen Ebenen seiner
Organisation (makromorphologisch, mikro- und ultrastrukturell,
molekular) erfolgt und entscheidend von Umweltfaktoren geprägt
wird. In der vorliegenden Untersuchung wurde der Diagenesestatus
von 127 archäologischem Knochen mit unterschiedlichen Liegezeiten
(ca. 11500 bis 400 Jahren), auf mehreren Ebenen (Mikrostruktur,
Biomoleküle, mineralische Matrix) festgestellt und diskutiert.
Durch die Untersuchung von experimentell gealtertem Knochenmaterial
konnten zusätzlich rein chemische Diageneseprozesse auf den
untersuchten Ebenen nachvollzogen werden. Weiterhin wurde eine
kleine Stichprobe von zehn modernen kremierten Knochen analysiert.
Es ließen sich drei verschiedene Typen des diagenetischen
Knochenstatus aufstellen (Diagenesetypen). Die histologische
Knochenebene wurde als die Ebene erkannt, welche die meisten
Informationen über den Erhaltungsstatus der anderen Merkmale
liefern kann. Mit ihr hängt die Ausprägung der Fluoreszenz von
Knochenquerschnitten bei Betrachtung unter UV-Licht zusammen.
Folglich können diese beiden Merkmale als Indikatoren für den
Diagenesetyp einer Knochenprobe dienen. Die Erfolgsaussichten der
in der biologischen Spurenkunde angewandten Methoden hängen
wesentlich von dem Ausmaß der postmortalen Knochenalterung ab. So
ist es für die Analyse von größter Bedeutung, die Auswirkung der
verschiedenen Einflussfaktoren auf die unterschiedlichen Ebenen der
Knochenalterung zu erkennen und zu verstehen, um das biologische
Signal von Dekompositionsartefakten trennen zu können. Durch die
Erkenntnisse zu diagenetischen Abbauprozessen und
Erhaltungszuständen des Knochens konnten in der vorliegenden
Untersuchung die Möglichkeiten und Grenzen verschiedener
spurenkundlicher Analysemethoden überprüft (DNA-Analysen, Analysen
stabiler Isotope leichter Elemente) werden. Insbesondere wurden die
Kriterien für die Validisierung stabiler Isotopendaten aus Kollagen
betrachtet: Die Analysen zeigten, dass weder Kollagengehalt, noch
C% und N% oder molare C/N-Verhältnis ausreichen, um diagenetisch
veränderte Isotopenverhältnisse auszuschließen. Die Veränderung von
Isotopenverhältnissen beruht mehrheitlich auf einer Veränderung der
Aminosäurekomposition des Kollagens. Die Erstellung eines
Aminosäureprofils ist daher unerlässlich für die Prüfung der
Validität der Ergebnisse stabiler Isotopenanalysen. Die Prüfung der
Zusammenhänge verschiedener Merkmale ermöglichte die Entwicklung
und Überprüfung von Screeningmethoden für Kollagen- und DNA-Gehalt.