Wenn wir sterben, verschwendet die Natur keine Zeit, uns zu beseitigen. Innerhalb von Minuten machen sich unsere Enzyme an unserem Gewebe zu schaffen und bauen Proteine und Fette ab. Nicht lange danach bewegen sich Mikroben, die einst unseren Darm bewohnten, über unser Blut durch unseren Körper und beginnen den Fäulnisprozess, der unsere Organe verflüssigt.
Unser Weichgewebe verschwindet normalerweise innerhalb von fünf Jahren bis zu einem Jahrzehnt vollständig und hinterlässt nichts als Knochen und leere Räume – genau das, was Archäologen erwarten, wenn sie es mit menschlichen Überresten zu tun haben.
Wenn ein Archäologe einen Schädel umdreht, ist das Letzte, womit er sich vorstellt, mit einem Gehirn konfrontiert zu werden. Aber es passiert. Wenn die Bedingungen genau richtig sind, wenn der Tod auf eine bestimmte Weise eintritt, kann das Gehirn Hunderte und manchmal Tausende von Jahren überleben. Es kann geschrumpft, wachsartig, spröde oder glasig sein. Aber Schlüsselstrukturen wie der Hirnstamm, die charakteristischen Rillen und Falten des Gehirngewebes und sogar uralte Proteine können in jahrhundertealten Organen erhalten bleiben.
Einige Experten denken jetzt, dass Gehirne häufiger konserviert werden, als wir erkennen; nur haben Archäologen nicht immer die Erfahrung, sie zu erkennen. „Jetzt, da es mehr Literatur darüber gibt, werden mehr dieser Gehirne ans Licht kommen, und wir können sie an verschiedenen Punkten auf der Zeitskala von Jahrtausenden anordnen und analysieren“, sagt der Neurologe Dr. Axel Petzold, der an dem mitgearbeitet hat Gehirn eines geköpften Mannes aus Yorkshire (siehe unten).
Was aber können konservierte Gehirne über die Körper verraten, die sie einst bewohnten? Könnten sie uns helfen, Geheimnisse über die Vergangenheit aufzudecken, mysteriöse Todesfälle aufzuklären oder hässliche Verbrechen aufzudecken? Und, vielleicht am faszinierendsten, wie haben es diese matschigen Massen von Fettgewebe geschafft, den Zahn der Zeit überhaupt zu überleben?
Ötzi der Tiroler Eismann
Alter: 5.300 Jahre
Ort: Tiroler Alpen, Österreich
Entdeckt: 1991
Der Tiroler Mann aus dem Eis mit dem Spitznamen „Ötzi“ gilt als so etwas wie ein Rekordhalter in Sachen Naturschutz und überlebte 5.300 Jahre auf einem Bergrücken hoch in den Tiroler Alpen, bevor er Anfang der 1990er Jahre von zwei deutschen Touristen entdeckt wurde. Er war so fest in das Eis eingefroren, dass er mit Druckluftbohrer, Skistöcken und Eispickeln ausgegraben werden musste.
Obwohl er halb zersetzt war, ging es ihm für sein Alter gut, so sehr, dass Wissenschaftler alles zusammensetzen konnten, von dem, was er für seine letzte Mahlzeit (Steinbock) gegessen hatte, bis zu dem, woraus seine Unterwäsche bestand (Leder). sein Genom.
Ötzi behielt jedoch etwas für sich:Sein Gehirn wurde nie von Menschenhand oder Augen untersucht. Wir haben jedoch Scans und Proben davon. Wissenschaftler unter der Leitung von Dr. William Murphy von der University of Texas stellten den Schädel durch Röntgen- und CT-Scans dar und enthüllten ein Gehirn, das geschrumpft war, aber durch das, was als Adipocere oder „Leichenwachs“ bekannt ist, konserviert wurde. Diese feste, wachsartige Substanz entsteht in den Monaten nach dem Tod durch chemische Reaktionen von Fetten und Wasser.
Im Vergleich zu anderen Weichteilen in seinem Körper war Ötzis Gehirn besser erhalten, angeblich aufgrund höherer Wasserwerte, die zur Bildung des Leichenwachses beitrugen. „Die Tatsache, dass das Gehirngewebe durch den Schädel relativ vor der Umgebung geschützt ist, bietet die Möglichkeit für eine Umgebung mit höherer Luftfeuchtigkeit für das Gehirn als für den Rest des Körpers“, schrieben die Wissenschaftler. „Dieser Unterschied könnte zu einer relativ stärkeren Adipocerenbildung im Gehirn führen.“
Unabhängig davon entnahm ein europäisches Wissenschaftlerteam zwei winzige Gewebebiopsien aus dem Gehirn des Mannes aus dem Eis, untersuchte sie unter dem Mikroskop, um neuronenähnliche Strukturen und rote Blutkörperchen freizulegen, und extrahierte über 500 konservierte Proteine, von denen einige mit seiner Genomsequenz übereinstimmen konnten .
Sie fanden zahlreiche Proteine, die mit Stressreaktionen und Blutungen zusammenhängen. „Diese Proteine könnten die Theorie einer Kopfverletzung in der Nähe der Stelle stützen, an der die Proben entnommen wurden“, schrieben sie und versetzten damit der zuvor favorisierten Theorie von Ötzis Tod einen möglicherweise verheerenden Schlag:eine tödliche Pfeilwunde.
Enthaupteter Mann aus Yorkshire
Alter: 2.600 Jahre
Ort: Yorkshire, Großbritannien
Entdeckt: 2008
Manchmal verbergen unauffällige Stätten bemerkenswerte Entdeckungen. Dies war 2008 der Fall, als Archäologen bei einer Ausgrabung auf dem Campus der Universität von York eine mit Keramik und Feuerstein übersäte Ackerlandschaft aus der Eisenzeit freilegten.
Der überraschendste Fund war in einer nassen Grube, die von einem einzigen Pfahl markiert war:ein enthaupteter menschlicher Schädel. Erst als der Schädel im Hauptquartier des York Archaeological Trust gereinigt wurde, wurde festgestellt, dass etwas darin herumrasselte.
Obwohl geschrumpft, bestätigten Scans, dass der Schädel des enthaupteten Mannes ein Gehirn enthielt. Dies war rätselhaft, da die Bedingungen nichts darauf hindeuteten, was es erhalten hätte, und es keine Haare oder anderes Weichgewebe gab. Als der Schädel schließlich geöffnet wurde, stellte sich heraus, dass das Gehirngewebe sehr sauer war.
Petzold, ein Neurologe am University College London, war damals anwesend und erinnert sich, dass er ein Messer gesehen hat, „das sich vor Erosion schwarz verfärbte“, als es in das Gehirn schnitt.
Eine Theorie besagt, dass der Kopf des Opfers in Säure getaucht wurde. Das könnte erklären, warum die etwa 800 Proteine, die Petzold später aus dem Gewebe extrahierte, so gut erhalten waren. „Wenn ich im Labor Proteine konservieren möchte, kann ich sie einfach in Säure legen“, erklärt Petzold.
Diese Theorie stimmt auch mit den im Jahr 2020 veröffentlichten Ergebnissen überein, die zeigen, dass mehr Proteine in den äußeren Teilen des Gehirns überlebten als in den inneren Teilen, was darauf hindeutet, dass eine unbekannte Substanz eindiffundiert ist.
Es gibt jedoch mehr zu dem Geheimnis. Als Petzolds Team versuchte, die Proteine zu extrahieren, schienen viele von ihnen in einem unlöslichen braunen Dreck zu stecken. Dann, in ihren Langzeitzerfallsexperimenten am Gehirngewebe, begannen die Proteinspiegel eher zu steigen als zu sinken, wie sie es erwartet hatten.
Es schien, als hätten sich die Proteine angesammelt und würden jetzt freigesetzt. Petzold erklärt, dass die langen Nervenfasern im Gehirn sehr flexible Proteine enthalten, die ihre Form ändern können. „Wir glauben, dass das Gehirn so erhalten wurde“, sagt er. „Im Laufe der Zeit falteten sie sich einfach zusammen oder aggregierten.“
Normalerweise aggregieren Proteine nicht so, aber Mutationen in einem Protein deuteten darauf hin, dass der enthauptete Mann an einer seltenen neurologischen Erkrankung litt, die als Alexander-Krankheit bekannt ist und Anfälle und Probleme mit Bewegung und Sprache verursacht. Die Krankheit ist auch mit der Proteinaggregation verbunden.
Es ist ein wenig spekulativ, aber Petzold sagt, dass diese Ergebnisse eine plausible Erklärung dafür liefern, warum der Mann getötet wurde:Seine Symptome, die damals nicht verstanden wurden, haben ihn möglicherweise als einen Verrückten gekennzeichnet.
Opfer des Vesuvs
Alter: 1.492 Jahre (79 n. Chr.)
Ort: Kampanien, Italien
Entdeckt: 1960er (Brains berichtet 2020)
Im ersten Jahrhundert nach Christus verwüstete ein katastrophaler Ausbruch des Vesuvs die römische Stadt Herculaneum. Archäologen entdeckten hier 330 Leichen und weitere in Pompeji und anderen römischen Siedlungen, hauptsächlich von Menschen, die starben, als ihre Häuser auf ihnen zusammenbrachen.
Ein Opfer – zurückgelassen wie ein makaberes Museumsexponat – bleibt für immer geschützt in seinem Bett, sein Schädel verstreut wie Scherben. Sein Kopf, so scheint es, explodierte in der Hitze des Vulkanausbruchs und der daraus resultierenden Aschewolke.
Das Skelett des Opfers wurde in den 1960er Jahren entdeckt, gibt aber immer noch seine Geheimnisse preis. „Fast 60 Jahre später sah ich bei einer Standortuntersuchung etwas in der Vulkanasche leuchten, die den Schädel füllte“, sagt Pier Paolo Petrone, Forscher an der Universität Federico II von Neapel. „Ein glasartiges schwarzes Material.“
Das schwarze Zeug klebte an den Innenseiten der Schädelfragmente, was Petrone in einer Studie aus dem Jahr 2020 zu dem natürlichen Schluss führte, dass das, was auch immer es produziert hatte, aus dem Kopf des Opfers stammte.
Petrones Team machte sich daran zu beweisen, dass es sich tatsächlich um „verglastes“ Gehirngewebe handelte, das in der Hitze des Vulkanausbruchs in Glas verwandelt und dann begraben worden war. Wie Petrone erklärt:„Ich schlug vor, dass das Gehirn aufgrund des schnellen Abfalls der anfänglich sehr hohen Temperatur des ersten pyroklastischen Stoßes erhalten blieb.“ Die Vitrifikation, die eine Flüssigkeit in einen Feststoff verwandelt, ohne jedoch Kristalle zu bilden, wird auch zur Kryokonservierung von gefrorenen Eizellen, Spermien und Embryonen bei Fruchtbarkeitsbehandlungen verwendet.
Die Studie löste unter Archäologen einige Spitzfindigkeiten über die Verglasungstemperaturen sowie über erhaltene alte Proteine aus, die Petrones Team angeblich im Glas identifiziert hatte – keines von ihnen stimmte mit den Proteinen überein, die im Gehirn von Ötzi oder dem enthaupteten Mann aus Yorkshire gefunden wurden. Laut Petrone ist die Erhaltung der Strukturen im alten Gehirn jedoch außergewöhnlich und wird es ermöglichen, es „mit einer noch nie dagewesenen Auflösung“ zu untersuchen.
Andenmumien
Alter: 500 Jahre
Ort: Berg Llullaillaco, Argentinien
Entdeckt: 1999
Hoch in den Anden mumifiziert eine Kombination aus Temperaturen unter dem Gefrierpunkt, niedrigem Sauerstoffgehalt und Feuchtigkeit auf natürliche Weise diejenigen, die in den Bergen sterben. Diese Bedingungen trugen zur außergewöhnlichen Erhaltung von drei gefrorenen Kindern bei, die von den Inkas geopfert wurden. Nachdem sie 1999 geborgen wurden, wickelten Wissenschaftler sie in einzelne Gefrierschränke in Plastik ein, um ihre Feuchtigkeit aufrechtzuerhalten und zu verhindern, dass sie sich auflösten.
Die Kinder (zwei Mädchen und ein Junge) erstarrten anscheinend kurz nach dem Tod und stoppten den Verfall, bevor er sich festsetzen konnte. Im Jahr 2016 beschrieb der Entdecker Johan Reinhard seine Überraschung, als er eine Decke zurückzog, die den Kopf des jüngsten Mädchens bedeckte. „Keiner von uns hatte erwartet, ihr Gesicht zu sehen, geschweige denn, dass es einen nachdenklichen Blick zeigen würde“, schrieb er.
Fast alle Organe der Kinder erschienen in Scans, wobei noch Blut in Herz und Lunge vorhanden war, was sie zu den am besten erhaltenen Mumien macht, die jemals gefunden wurden. Ihre Gehirne wurden jedoch nie direkt abgetastet.
Im Jahr 2003 veröffentlichte ein Team, dem Reinhard angehörte, CT-Scans der Gehirne der Kinder. Die Lücken zwischen ihren Schädeln und Gehirnen zeigten, dass die Gehirne geschrumpft waren (wie beim Mann aus dem Eis, wenn auch vielleicht in geringerem Maße), aber die Forscher konnten die graue und die weiße Substanz voneinander unterscheiden. „Das Fettgewebe der Körper und die weiße Substanz … waren auf den CT-Scans sichtbar weiß“, schrieben sie. Sie schlagen vor, dass die weiße Substanz aufgrund von Reaktionen in Leichenwachs, die Fettsäuren und Mineralien kombinieren, um Seife zu produzieren, so aussah.
Als Todesursache wurde durch die CT-Scans ein Kopftrauma ausgeschlossen, was Wissenschaftler dazu veranlasste, vorzuschlagen, dass sie lebendig begraben oder erstickt wurden. In jüngerer Zeit deutet eine Analyse der Haare des ältesten Kindes darauf hin, dass sie mit Drogen und Alkohol behandelt wurde, um sie ruhig zu halten. Laut einer Studie aus dem Jahr 2015 führten die Inkas selten blutige Rituale durch, da Blutvergießen die Opfer „unvollständig“ gemacht hätte.
Brandopfer aus der Bronzezeit
Alter: 4.000 Jahre
Standort: Kütahya, Westtürkei
Entdeckt: 2010
Die Erde bei Seyitömer Höyük in der Türkei hat etwas „Besonderes“, betont der Biologe Meric Altinoz. Seiner Ansicht nach ist es kein Zufall, dass derselbe Boden, der die Gehirne von vier Brandopfern aus der Bronzezeit konservierte, auch Linsensamen konservierte, die er noch 4.000 Jahre später keimen ließ. „[Es ist] eine einzigartige Umgebung, die irgendwie sowohl das Gehirn als auch die Samen bewahrt hat“, sagt Altinoz.
Seyitömer Höyük ist ein uralter Grabhügel, von dem angenommen wird, dass er sich über dem Ort eines Erdbebens und Feuers gebildet hat. Vier der dort freigelegten teilweise verbrannten Skelette wurden gefunden, deren Gehirne aus ihren rissigen Schädeln ragten. Obwohl er jetzt mit Neurochirurgen zusammenarbeitet, war Altinoz Teil eines türkischen Teams, das 2014 die konservierten Gehirne zusammen mit der Erde, in der sie begraben wurden, analysierte – Ton, der die Keramikindustrie der nahe gelegenen Stadt Kütahya lieferte.
Altinoz bezeichnet die geschrumpften und verhärteten Seyitömer-Gehirne als „Bioporcellate“ – in der Textur nicht unähnlich zu den Keramiken, die in der Gegend hergestellt wurden, stellt er fest. Ihr Fettgehalt zeigte deutliche Hinweise auf Leichenwachs, aber als die Forscher ihre Mineralzusammensetzung im Detail untersuchten, stellten sie fest, dass sie hohe Konzentrationen an alkalischen Mineralien wie Kalium und Magnesium enthielten, die in Ton vorhanden sind, sowie Bor, verwendet in Kachelverglasung, aber auch Mumifizierung.
"Es war sogar höher als der Borgehalt, der für die Mumifizierung ägyptischer Gehirne verwendet wurde", sagt Altinoz.
Während Wasser normalerweise für die Bildung von Leichenwachs oder Adipocere wichtig ist, gab es hier nur Feuer. Das Team vermutet daher, dass die Gehirne nach dem Tod in ihrem eigenen Gewebewasser gekocht haben. Ähnliche Hochtemperaturreaktionen werden in der Industrie zur Herstellung von Stearinsäure – dem Hauptfettsäurebestandteil von Adipocere – aus tierischen Fetten eingesetzt. Die Tonmineralien im Boden hätten auch dazu beigetragen, das Wachs härter und spröder zu machen.
Aber was ist mit dem Bor? Obwohl es sich nur um Spekulationen handelt, ist Altinoz nach wie vor davon überzeugt, dass es eine Rolle bei der Erhaltung des Gehirns und der Samen gespielt hat – Bor ist dafür bekannt, Pflanzen vor dem Verrotten zu bewahren, betont er. Leider konnte er nie viel aus den Linsen herausholen, weil sein Kühlschrank kaputt ging und die letzten frisch gekeimten Proben vernichtet wurden.
La Pedraja Massengrab
Alter: 85 Jahre
Ort: Villafrance
Entdeckt: 2010
Selbst wenn Grabstätten relativ modern sind, erwarten Archäologen nicht, Gehirne darin zu finden, geschweige denn 45 von ihnen. Doch ein Team, das an der Ausgrabung des Massengrabes La Pedraja in der Nähe der Stadt Burgos in Nordspanien arbeitete, legte die größte und am besten erhaltene Sammlung von Gehirnen der Welt frei.
Die 45 Gehirne gehören den Opfern faschistischer Rebellen, die den Militärputsch von General Franco im Jahr 1936 unterstützten, nur einige der damals etwa 130.000 hingerichteten Spanier. Viele weitere würden im darauffolgenden Spanischen Bürgerkrieg sterben.
Leider wurden die meisten nie zu ihren Familien zurückgebracht und verbleiben in Massengräbern. In La Pedraja wurden 104 Leichen von der Aranzadi Society of Sciences mit Unterstützung von Freiwilligen aus der 1,5 m tiefen Grube exhumiert. Das Grab war noch neu genug, um als Tatort eingestuft zu werden und wurde sowohl von forensischen Experten als auch von Archäologen unter die Lupe genommen.
„Als wir die Grube ausgehoben haben, roch es 80 Jahre später immer noch nach Verwesung“, sagt Dr. Fernando Serulla, einer der forensischen Experten des Hospital de Verin, der im August 2010 vor Ort war. Serulla persönlich fand mindestens fünf der 45 erhaltenen Gehirne , die auf weniger als ein Drittel ihrer ursprünglichen Größe geschrumpft waren und sich fettig anfühlten.
Serulla leitete 2016 eine Studie über das Gehirn. Der Hauptgrund dafür, dass sie in einem so guten Zustand blieben, während sich die Knochen stark verschlechterten, war das Vorhandensein von viel Wasser, sagt er. „Die Täter gruben in weicher, feuchter Erde und ließen die Leichen zwischen Juli und September 1936 zurück, Monate, die ungewöhnlich regnerisch waren.“
Wie in anderen Fällen wird angenommen, dass das Wasser zu den chemischen Reaktionen beigetragen hat, die Fettgewebe in Leichenwachs verwandeln und das Gehirn schützen. Serulla glaubt auch, dass Blut, das aus Schusswunden in den Kopf floss, die Fäulnis durch Bakterien verhinderte, die normalerweise kurz nach dem Tod einsetzen würde.
Abgesehen davon, dass es sich um einen interessanten Fall außergewöhnlicher Erhaltung handelt, sagt Serulla, dass die Untersuchung dieser Gehirne die Tür zur Untersuchung schwerer Verbrechen wie Folter öffnet. „In einem der Fälle konnten wir nachweisen, dass die Person mehrere Tage vor ihrem Tod Hirnverletzungen erlitt“, sagt er.
Nur 18 Menschen, die in La Pedraja getötet wurden, wurden identifiziert, aber alle Opfer wurden jetzt zusammen auf einem Friedhof unter einer Gedenkstätte neu bestattet.
- Dieser Artikel erschien zuerst in Ausgabe 367 des BBC Science Focus Magazine –