Dinții ca un ceas medico-legal

Iată ceva pe care probabil că îl vom vedea pe acel copil îndrăgător al techno-ului, Abby Sciuto, ieșind din arsenalul ei criminalistic în sezonul următor pe NCIS. Sunt tehnologii chimice și nucleare pentru datarea dinților. Și atunci când sunt combinate, indică o nouă cercetare, ei vor identifica nu numai când s-au născut oamenii, ci și vârsta la care au trecut, indicând astfel data generală a morții.

Este puțin îngrozitor să ne gândim de ce medicii legiști și alții au nevoie de aceste date. Cu toții am dori să sperăm că atunci când oamenii vor muri, va fi printre familia sau prietenii care pot garanta identitatea decedatului. Dar lucruri rele se întâmplă multor oameni – uneori în grupuri. Iar identificarea lor poate depinde de cunoașterea vârstei lor și de cât timp au cedat – ambele se pot dovedi deosebit de dificile atunci când țesuturile se descompun sau când tot ceea ce rămâne sunt schelete parțiale.

Cea mai veche dintre tehnologii este cunoscută sub numele de racemizare a acidului aspartic. O gură. Aminoacidul acid aspartic este un element de construcție a proteinelor în întregul organism. Vine în forme de imagine în oglindă – ceea ce este cunoscut în conversație ca versiuni pentru stânga și dreptaci. Ele tind să înceapă prezente într-un amestec aproximativ racemic – sau 50:50. De-a lungul vieții, tot acidul aspartic stângaci din organism tinde să se transforme încet la conformația dreptaci.

Acest racemizarea — conversia lentă a stângacilor — este un proces lent, notează Bruce A. Buchholz de la Lawrence Livermore National Laboratory și coautorii săi în mai. Proteomica moleculară și celulară. La 25 °C, ar dura aproximativ 100.000 de ani pentru ca toate moleculele de acid aspartic stângaci din organism să devină dreptaci.

Dar ceea ce a făcut acest ceas molecular atât de util pentru antropologii criminaliști în ultimul sfert de secol este faptul că se oprește mort atunci când cineva moare. Și concentrându-se pe smalțul dinților, care este depus pe o perioadă scurtă de timp pe măsură ce se formează fiecare dinte adult, chimiștii știu când s-a dezvoltat această învelișă exterioară a dintelui, care ar fi în perioada în care a erupt dintele – o vârstă destul de previzibilă.

Analizând cât de multă racemizare a avut loc acidul aspartic, oamenii de știință pot determina câți ani avea proprietarul dintelui la moarte – în general, cu o precizie de aproximativ 5,5 ani, plus sau minus 4,2 ani.

Ceea ce nu vă spune este cu cât timp în urmă a avut loc moartea. Dar pentru persoanele născute de la mijlocul anilor 1940, există o a doua tehnică care poate oferi o vârstă destul de precisă (în aproximativ un an) de când a fost depus smalțul unui dinte. Se uită la raportul dintre carbonul radioactiv-14 din acel smalț și C-12 stabil. Utilizarea acestei tehnici pe dinți a fost descrisă pentru prima dată de Buchholz și colegii săi în 2005. Natură hârtie.

Cu șase protoni și șase neutroni, carbonul are în mod normal un număr atomic de 12. Dar uneori o rază cosmică se va ciocni cu un atom de azot, dându-i un neutron suplimentar. Devine rapid carbon-14 (cu șase protoni și 8 neutroni). Acest element radioactiv are un timp de înjumătățire de aproximativ 5.700 de ani. În timp, acel carbon-14 se va degrada la carbon-12 obișnuit.

În cea mai mare parte a istoriei Pământului, raportul dintre C-14 și C-12 a fost destul de constant – cel puțin până la începutul erei armelor nucleare. Exploziile cu bombe au creat un exces de C-14 care s-a dispersat rapid pe tot globul. Iar smalțul dinților care a erupt din perioada acelor explozii, practic la mijlocul anilor 1950 – a încorporat un raport ridicat de C-14 la -12 în toate țesuturile sale, inclusiv smalțul dinților.

Dar raportul a variat. De-a lungul timpului, o parte din excesul de C-14 a fost îngropat sau încorporat în biota de pe tot globul. Și cunoscând rata dispariției sale relative, în lipsa unui termen mai bun, fizicienii pot data cât timp de la mijlocul anilor 50 s-a format un dinte, pe baza raportului dintre cei doi izotopi de carbon din smalțul său.

Din nou, cunoscând vârsta la care un anumit tip de dinte erupe – dinții din față mai devreme, molari mai târziu – oamenii de știință pot calcula înapoi de la momentul în care s-a format dintele pentru a determina anul în care s-a născut proprietarul unui dinte.

Până la noul raport al grupului său, oamenii de știință nu comparaseră racemizarea și analizele C-14 pe aceiași dinți, spune Buchholz. Așa că au colectat dinți care fuseseră extrași de stomatologi de la 40 de persoane, persoane a căror vârstă era cunoscută (între 13 și 70 de ani) și au comparat precizia relativă a tehnologiilor în elicopterele de întâlnire.

În general, analizele C-14 au dat date superioare ale vârstei la naștere, dar numai pentru persoanele ai căror dinți au erupt după exploziile cu bombe, adică indivizi de aproximativ 60 de ani și mai tineri. Cu toate acestea, atunci când cercetătorii au aplicat ambele tehnici pe dinți, au realizat că racemizarea a oferit un detaliu suplimentar util, un bun indicator al vârstei unui individ la moarte.

Și l-au aplicat pe dinții unei victime a omuciderii din Suedia (unde lucra unul dintre oamenii de știință). Prin împerecherea informațiilor din ambele tehnici, ei au putut determina că victima s-a născut în 1942 și a trăit aproximativ 46,8 ani. Asta a pus moartea victimei la sfârșitul anului 1988 (plus sau minus 2,1 ani). Deși polițiștii nu l-au identificat pe bărbat, echipa lui Buchholz relatează că, din cauza datelor la care au venit, polițiștii cred că știu cine ar putea fi această persoană: „un străin despre care se crede că are patruzeci de ani și care a fost suspectat că ar fi incendiat un restaurant. în 1988, dar apoi a dispărut.”

Pentru persoanele născute în ultimii 50 de ani, testul C-14 poate identifica uneori datele atât ale nașterii, cât și ale morții, notează Buchholz. Într-adevăr, Royal Newfoundland Constabulary a folosit recent tehnica pentru a ajuta la acasa vârsta unei alte victime a omuciderii.

Drumeții s-au întâmplat cu un craniu singur într-o zonă împădurită din estul îndepărtat al Canadei pe 17 mai 2001. Timp de câțiva ani, poliția a lucrat pentru a identifica victima folosind o serie de tehnici, inclusiv analize ADN, reconstrucție facială, analize dentare și multe altele. Dar le-a fost greu să restrângă căutarea pentru că nu știau când a murit bărbatul.

Recent, inspectorul RNC John House căuta alte tehnici criminalistice care ar putea fi folosite când a dat peste o lucrare a echipei lui Buchholz despre analiza C-14. El a recrutat asistența oamenilor de știință pentru a analiza dinții și părul craniului.

Deoarece poliția avea unele dintre pletele negre ondulate ale bărbatului, cu rădăcinile intacte, oamenii de știință le-au putut supune și la întâlniri cu C-14. Explică Buchholz: Deoarece părul crește cu aproximativ un centimetru pe lună, „rădăcina părului și aproximativ un centimetru de creștere oferă o idee bună despre aportul de carbon în ultimele două luni”. Și asta permite o dată destul de precisă a morții. În acest caz, iunie 1995, plus sau minus 1,7 ani. Pe baza raportului C-14 al smalțului dentar, au calculat că victima s-a născut între 1955 și 1961.

Din păcate, notează fizicianul, multe cranii nu vin cu păr. Și în aceste cazuri, racemizarea poate fi într-adevăr utilă.

În momentul în care au venit cifrele pentru victima din Newfoundland, House spune: „Cazul a fost foarte rece” – ca în frigid. Acum, spune el, „a devenit din nou o investigație activă”. Și explică de ce, spune el, analiza C-14 „este ceva ce aș folosi cu siguranță din nou”.

Nu este un panaceu. Victima rămâne încă necunoscută. Dar pe baza tuturor informațiilor pe care grupul lui House le-a adunat, departamentul său de poliție a reușit să emită un afiș în decembrie anul trecut cu o imagine proiectată a bărbatului și o serie de informații care speră că vor scoate noi piste în investigația lor.

Apropo, dacă sunteți curios de ce racemizarea este mult mai puțin precisă un ceas decât C-14 pentru datarea vârstei unui dinte, o parte a explicației are de-a face cu temperatura. Spre deosebire de C-14, ceasul merge mai repede pentru racemizarea acidului aspartic atunci când este cald. Deci, a fi într-un incendiu va distorsiona total vârsta aparentă a unui dinte prin această tehnică – așa cum ar putea fi lăsat într-un deșert. Chiar și plasarea unui dinte – în fața gurii față de spate – poate oferi o diferență de grade sau două în temperatura la care este incubat în timpul vieții unui individ, notează Buchholz. „Și pe o perioadă de aproximativ 40 de ani, acele câteva grade pot fi semnificative” – suficient pentru a modifica vârsta aparentă a dintelui cu câțiva ani.