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Schlechte Karten für falsche Perlen

16.10.2013
Zum ersten Mal ist es einer Forschungskollaboration gelungen, DNS aus Perlen zu isolieren und diese zur Bestimmung der Muschelart zu nutzen.

Gleichzeitig wurde in einem zweiten Forschungsprojekt das Alter von Perlen mittels der Radiocarbon-Methode untersucht. Damit öffnen sich neue Wege für die Herkunftsbestimmung und die Altersdatierung von Perlen aus Schmuckstücken.

Lange hielt man dies für unmöglich: die Erbsubstanz DNS aus Perlen zu isolieren. Doch genau dieses Kunststück ist nun einem Forschungsteam gelungen. Die Wissenschaftler Joana Meyer der ETH-Gruppe von Bruce McDonald, Professor für Pflanzenpathologie, und Laurent Cartier des Schweizerischen Gemmologischen Instituts SSEF unter der Leitung von Michael Krzemnicki konnten erstmals und praktisch zerstörungsfrei aus verschiedenen gezüchteten Perlen winzige Mengen von DNS extrahieren. Anhand des genetischen Codes konnten sie die Perlen drei unterschiedlichen Muschelarten zuweisen, welche im Schmuckhandel wichtig sind. Die entsprechenden Resultate wurden soeben in der Fachzeitschrift PloS ONE publiziert.

Eingelagert ist die Erbsubstanz in organischem Material, das sowohl in der Kalziumkarbonatmatrix wie auch in kleinen Taschen in der Perle vorkommt. Die Menge der gewonnenen DNS reichte aus, um die Art der Perlauster zu bestimmen, welche das Schmuckstück produziert hatte. Die untersuchten Perlen stammen aus Pinctada maxima für Südsee-Perlen, Pinctada margaritifera für Tahiti-Perlen und aus so genannten Akoya-Austern (Pinctada radiata). Diese letzte Gruppe gehört zu den wichtigsten Perlenproduzenten, und zwar sowohl von Zuchtperlen als auch von echten Perlen. Diese natürlich entstandenen Kleinodien können sehr wertvoll sein und stammen oft aus dem Arabischen Golf.

Zerstörungsfreie Probenentnahme

Ein wichtiger Teil des Projektes war die Entwicklung einer Technik, um DNS aus Perlen zu isolieren, ohne den kommerziellen Wert des Schmuckstücks zu zerstören. Die Forschenden verwendeten deshalb feine Bohrer, um beispielsweise bestehende Bohrlöcher minim auszuweiten. Der anfallende Bohrabfall von 10 Milligramm reichte aus, um genügend DNS für die Artbestimmung isolieren zu können. Die in diesem Projekt entwickelte Methode wurde bereits zum Patent angemeldet. Sie kann künftig genutzt werden, um verschiedene Arten von Perlen zu unterscheiden und historische Stücke besser zu dokumentieren. Das schafft sowohl für Händler wie für Besitzer von perlenbesetzten Schmuckstücken mehr Transparenz und Sicherheit.

In einem nächsten Schritt möchten die Forschenden aufbauend auf der DNS-Methode auch ein Verfahren entwickeln, um die örtliche Herkunft von Perlen zu bestimmen. Damit könnte rekonstruiert werden, aus welcher Region oder gar Lagune die Perlen stammen.

Altersbestimmung mit radioaktivem Kohlenstoff

Parallel zur Artbestimmung haben in einer zweiten Forschungskollaboration zwischen der ETH Zürich und dem SSEF Irka Hajdas vom Labor für Ionenstrahlphysik der ETH Zürich in Zusammenarbeit mit SSEF-Direktor Michael Krzemnicki das Alter von Perlen mithilfe der Radiokarbon-Methode bestimmt. Dazu haben sie das Verhältnis von radioaktivem Kohlenstoff (14C) zu normalem Kohlenstoff (12C) im Perlmutt gemessen. Diese in der wissenschaftlichen Zeitschrift «Radiocarbon» publizierte Studie zeigte: Das Alter von Perlen lässt sich mit der 14C-Methode tatsächlich eingrenzen. Dadurch kann dieses Verfahren aufklären helfen, ob nun ein historisches Schmuckstück wirklich antik ist oder ob es sich um eine Fälschung beispielsweise mit modernen Zuchtperlen handelt.

Fälschungen aufdecken

Perlen gehören zum ältesten Schmuck, den Menschen verwenden. Besonders wertvoll sind natürliche Perlen, die zufällig im Mantelgewebe einer Muschel entstehen. Um eine natürliche Perle zu finden, müssen oft tausende von Muscheln aufgebrochen werden. Zuchtperlen sind erst seit 1910 auf dem Markt erhältlich, werden aber in der Zwischenzeit in riesigen Mengen gezüchtet. Im Jahr 2012 produzierte alleine China über eine Milliarde Perlen für den Schmuckmarkt, die meisten davon in Süsswasser-Muscheln. Die Bestimmung der Perlmuschelart, welche das Schmuckstück hervorbrachte, aber auch eine Altersbestimmung und ein Herkunftsnachweis werden deshalb für den Handel sowohl mit historischen natürlichen Perlen wie auch mit den modernen gezüch-teten Kleinodien immer wichtiger. Insbesondere können damit auch Betrug und Fälschungen aufgedeckt werden.

Original: Meyer JB, Cartier LE, Pinto-Figueroa EA, Krzemnicki MS, Hänni HA, et al. (2013) DNA Fingerprint-ing of Pearls to Determine Their Origins. PLoS ONE 8(10): e75606. DOI: 10.1371/journal.pone.0075606

Krzemnicki MS, Hajdas I. (2013) Age Determination of Pearls: A New Approach for Pearl Testing and Identifi-cation. Radiocarbon, Vol 55, No 2–3 (2013). DOI: 10.2458/azu_js_rc.55.16389

Peter Rüegg | ETH Zürich
Weitere Informationen:
http://www.ethz.ch/media/pressreleases
http://www.ethlife.ethz.ch/archive_articles/131016_dna_perlen_per/index

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