Den siste av sitt folk

Forskerne har avkodet hele arvemassen til en blåøyd dansk jente som levde ved en lagune for 5700 år siden. De har hentet genmaterialet fra et stykke tyggegummi – en gammel, svart, gjennomtygd bek-klump. Funnet styrker teorier om hvordan skiftet fra jeger/sanker-samfunn til bondesamfunn skjedde.

Forskerne har avkodet hele arvemassen til en blåøyd dansk jente som levde ved en lagune for 5700 år siden. De har hentet genmaterialet fra et stykke tyggegummi – en gammel, svart, gjennomtygd bek-klump. Funnet styrker teorier om hvordan skiftet fra jeger/sanker-samfunn til bondesamfunn skjedde.

Tom Björklund

En gammel bit tyggegummi lå i all ubemerkethet i tusenvis av år på bunnen av en fjord – helt til noen oppdaget den i 2015.

Den lille, sortbrune «tyggegummi»-klumpen av bjørkebek som ble funnet på Lolland som en del av utgravingene til Femern Bælt-tunnelen, ble senere grundig analysert, og i 2019 fikk arkeologer vridd så mye DNA ut av klumpen at de kunne finne fram til hele arvemassen – også kjent som genomet.

De har funnet ut at en jente, eller kvinne, tygget på bjørkebeket før hun spyttet ut klumpen i lagunen. Arkeologene har gitt henne navnet Lola, og de vet allerede en del om henne – nok til å lage en fantomtegning.

Lola hadde blå øyne og brunt hår, hun spiste stokkand og hasselnøtter, og huden hennes var mørkere enn hos dagens gjennomsnittsdanske. Arkeologene vet også hvor hun stammet fra, og en karbon 14-prøve har vist at hun levde for 5700 år siden.

Lola stammet fra innvandrere sørfra, og forskere har lenge diskutert hvordan overgangen til bondesamfunn foregikk. Funnet av Lolas tyggegummi avslører at jeger/sanker-samfunnene kan ha levd videre i små lommer mens bondesamfunnet rundt dem begynte å dyrke jorden.

Tyggegummi er et prisme til fortiden

Bjørkebek var steinalderens universallim og ble brukt i stor stil til å feste pilspisser og naturligvis også til å tette båter og til å impregnere skinn.

Det var en av grunnene til at bioarkeolog Theis Jensen, postdoktor ved Globe Institute ved Københavns Universitet, fikk ideen til å undersøke bek-klumper for DNA. Han hadde tidligere sett lignende «tyggegummi»-klumper fra utgravinger i Sverige og Danmark og tenkte at de kunne inneholde DNA, men hadde ikke hatt muligheter for å undersøke det. Det skulle vise seg at klumpen inneholdt mer enn forskerne hadde håpet på.

Omtrent samtidig med funnet av bek-klumpen på Lolland hadde et team av svenske og norske forskere fra universitetene i Uppsala og Oslo fått den samme ideen. I fjor offentliggjorde de DNA-analysene sine av tre bek-klumper som er om lag 10 000 år gamle. Svenskene fant imidlertid ikke nok til å sette sammen et helt genom.

Forskerne mener at forfedrene våre har tygget på bjørkebek for å bløtgjøre det før bruk, men kanskje også for å rense tenner og dempe tannsmerter. Massen inneholder nemlig et anitinflammatorisk middel. Mange klumper er funnet med avtrykk av barnetenner. Det kan innebære at barn hjalp til med å myke opp klumpene.

Et stykke tyggegummi på Lolland ga forskerne et komplett menneskelig genom og genetiske spor av munnbakterier, virus og matrester. At det i det hele tatt er mulig å trekke ut så mye av fossil tyggegummi skyldes at hele feltet av genforskning i arkeogenetikk og paleogenetikk spurter av sted med stadig bedre og billigere teknologi og metoder.

© Theis Jensen

Den klissete substansen utvinnes av bjørkebark som varmes opp. Når massen størkner, kan man putte den i munnen. I Lolas tilfelle har den ikke bare bevart biter av DNA som avslører utseendet og den genetiske arv, men også et øyeblikksbilde av bakterier og virus – helsetilstanden hennes – og av maten hun spiste like før hun spyttet ut tyggegummien.

Arkeologene vet nå at hun hadde røtter i den opprinnelige befolkningen av jegere og sankere, og det er første gang forskerne har kartlagt arvemassen fra et menneske som levde da åkerbruket kom til Danmark.

Materiale med biter av gammelt DNA er ikke så vanskelig å finne, men å samle nok til å tråkle sammen et helt genom er mye vanskeligere og pleier å kreve knokler eller tenner.

Derfor vekker det oppsikt at de danske forskerne nå har hentet ut DNA og gjenskapt et fullt genom fra ikke-menneskelig materiale.

Vand trenger ikke inn i bjørkebek

Bekklumpen er funnet ved Syltholm, en tørrlagt fjord som arkeologene har fått adgang til under anleggsarbeidet til verdens største senketunnel, Femern Bælt-tunnelen, som skal forbinde Danmark med Tyskland. I det området er det gjort mange funn fra steinalderen, men ingen av rester fra mennesker.

Derfor gir tyggegummien håp om å finne menneske-DNA ved andre utgravinger der det ikke finnes gamle knokler, hår eller tenner – og kanskje også i andre materialer der mennesker kan ha satt DNA-spor. I tillegg til bjørkebek har arkeologer sett på materialer fra mye yngre perioder – som bivoks, som blant annet ble brukt til støpeformer til mynter, skulpturer og til segl i middelalderen.

Forventningene er store, for både bivoks og bjørkebek finnes i store mengder. Ifølge Theis Jensen må det ligge tusenvis av bekklumper rundt omkring på steinalderboplasser, som framover kunne være interessante å undersøke.

«Materialet er hydrofobisk, så det kan ikke trenge vann inn i det, og det er antiseptisk og dreper bakterier. Betingelsene for å bevare bekklumpen i Syltholm var dessuten ideelle. Den lå som forseglet i det kalde søla», sier Jensen.

Et stykke tyggegummi på Lolland gav forskerne et fuldt menneskeligt genom og genetiske spor af mundbakterier, virus og madrester. At det overhovedet er muligt at trække så meget ud af fossilt tyggegummi, skyldes, at hele feltet af genforskning inden for arkæogenetik og palæogenetik spurter afsted med stadig bedre og billigere teknologi og metoder. Med den såkaldte andengenerations-sekvensering, NGS, som kom til for cirka 15 år siden, har forskerne fået mulighed for både hurtigt, billigt og præcist at trække stadig mere viden ud af forholdsvis få stumper af dna, hvor de tidligere fik en relativt lille viden ud af store mængder dna.

© Tom Björklund

Øynene var blå

DNA avslører at tyggegummien har tilhørt en jente som med stor sannsynlighet hadde blå øyne, mørk hud og brunt hår. Og hun stammet fra sentraleuropeiske jegere og sankere. Det er første gang, et fullt genom er funnet i annet enn menneskerester.

Lola spiste and

Mellom tennene og i spyttet hadde Lola rester av et måltid, og de har satt sitt eget genetiske avtrykk i tyggegummien. Dermed får vi for første gang et øyeblikksbilde av hva et forhistorisk menneske har spist.

Tyggegummi gjemte spor av munnhygiene

Forskerne fant spor av 40 mikrober som har levd i jentas munnhule. Forskerne har ikke tidligere oppdaget et slikt øyeblikksbildet av munnhulens mikrobiom som det så ut hos en av forfedrene våre.

Det er noen av forklaringene på at bek-klumpen har bevart så mye menneske-DNA og da mange genetiske spor av mikrober, i alt 40. De fleste av dem er velkjente og ufarlige bakterier i munn og luftveier, men andre bakterier kan være skadelige i forbindelse med nedsatt immunforsvar.

For eksempel fant forskerne en type av streptokokkbakterier som i dag forbindes med lungebetennelse, de fant et herpesvirus av typen Epstein-Barr, som kan gi kyssesyke, og de fant en bakterie som kan utløse tannkjøttbetennelse.

Tannstein inneholder arkiv av mikrober

Mikrobene spiller en viktig rolle for helse og sykdom. Derfor er noen forskere opptatt av å analysere hvordan samspillet mellom menneske, mat og mikrober har utviklet seg over tid.

Blant dem er professor Christina Warinner fra avdelingen for arkeogenetikk ved Max Planck-Instituttet i Tyskland. Hun studerer mikroskopiske og biomolekylære spor av mat og mikrober i fossilert tannstein, avføring og potteskår.

Et stykke tyggegummi av bjørkebek inneholder ifølge Christina Warinner et tilfeldig utvalg av bakterier i munnen – litt som et munnskrap med en vattpinne fra et levende menneske.

Tidligere har forskerne studert tannstein, som gir et register over de mikrobene som holder til i munnhulen. Men tannstein kan ikke fortelle hvilke mikrober som har vært i munnen samtidig. Forskerne har altså ikke tidligere kunnet etablere et øyeblikksbilde, men det kan de med tyggegummien.

Bekklumpen gir ny kunnskap om samspillet mellom de mikrobene forfedrene våre har hatt i munnen, og ifølge Christina Warinner er det særlig interessant at det er funnet spor av virus som forskere generelt har problemer med å spore opp fordi det brytes ned veldig raskt.

Hun har nylig forsøkt å finne DNA-spor i fossile plantestengler som fortidsmennesker i USA har tygget på – men uten hell, men det er andre muligheter. Over hele verden har forfedrene våre tygget på ulike typer plantemateriale, og derfor åpner det seg her en ny mulighet for molekylærbiologene.

Kan være den siste av sitt folk

Også for genetikere, som sysselsetter seg med gener i store befolkningsgrupper, er Lolas tyggegummi interessant. En studie fra 2018 av genomer fra jegere og sankere i Norge og Sverige viser at Skandinavia kanskje ble befolket via to ruter etter den siste istiden for omkring 12 000 år siden.

Befolkningen kom enten fra sør via Danmark eller fra nordøst, der jegere og sankere vandret gjennom Finland og spredte seg ned gjennom den skandinaviske halvøya. De to rutene kan leses av i ulike genvariasjoner, som karakteriserer to ulike grupper av jegere og sankere, nemlig WHG (Western Hunter-Gatherer) og EHG (Eastern Hunter-Gatherer).

Lola hadde ingenting EHG og var altså i slekt med vestlige jegere og sankere fra Sentral-Europa.

DNA-et hennes er interessant fordi det gir ny kunnskap om, hvor raskt og hvordan skiftet fra jeger/sanker-samfunn til bondesamfunn skjedde. Jenta fra Lolland hadde ingen spor av gener fra de første bøndene, selv om åkerbruk hadde eksistert i Danmark i opp mot 300 år da hun levde.

Det passer med nyere teorier om en langsommere overgang til bondesamfunn enn hittil antatt. Funn fra andre steder i Europa tyder nemlig på at grupper av jegere og sankere overlevde flere hundre år etter bondekulturens inntog. Så kanskje var Lola blant de siste jegerne og sankerne.

Genene hennes forteller også at hun var laktoseintolerant, altså at hun ikke tålte laktosen fra meieriprodukter. Det passer med en teori om at forfedrene våre først ble tolerante overfor laktose senere, parallelt med at meieribruk utviklet seg.

En pipe, en håndfull jord og tannstein – fossilt DNA fra mennesker, mat og mikrober dukker opp flere og flere steder der forskerne tidligere ikke regnet med å finne genetiske spor. De bidrar både med små historier om individer og til de store fortellingene om menneskets evolusjon og sivilisasjonens utvikling.

© Julie Schablitsky, the Maryland Department of Transportation State Highway Administration (MDOT SHA)

Amerikansk pipe: ny kunnskap om slaveveier

Et over 200 år gammel leirepipe fra Maryland i USA inneholdt DNA som avslørte at en kvinne av afrikansk avstamming hadde røykt den. Hun hadde aner i det nåværende Sierra Leone. Det passer med at det var slaveruter mellom Annapolis i Maryland, USA og Sierra Leone i det vestlige Afrika. Dermed kan pipen bidra både til en slektshistorie og til slavenes historie.

© Shutterstock

Jord: ny kunnskap om menneskets evolusjon

Professor og paleogenetiker Eske Willerslev fra Globe Instituttet i København påviste i 2003 at flere hundre tusen år gammelt DNA fortsatt finnes i jorden. Tyske forskere fra Max Planck-institutt for evolusjonær antropologi fant i 2017 DNA fra neandertalere og denisovaner i jord fra europeiske og asiatiske huler.

© Shutterstock

Tannstein: ny kunnskap om helse og sykdom

Tennenes rotkanaler har lenge vært kjent som et godt sted å lete etter DNA. Men tannstein, som er mineralisert plakk som lagrer seg utenpå tennene, inneholder også DNA. Dessuten inneholder tennene spor av både matrester og andre organismer i munnen. Så tennene kan altså avsløre alt fra slektsforhold til helsetilstanden hos tannens eier.

Proteiner kan også fortelle forfedres historie

En enkel bit tyggegummi kan naturligvis ikke avgjøre når de siste jeger/sanker-samfunnene fantes i Danmark, eller hvorfor Danmark ble et landbruksland. Men Lolas DNA bidrar til oppklaringen av flere spørsmål.

Derfor er Theis Jensen på jakt etter mer DNA i bjørkebek. Han har foreløpig samlet inn 40 biter fra Danmark, Sverige, Tyskland, Sveits og Frankrike. Det er de sørskandinaviske bitene som er de eldste.

Bitene er opptil 11 000 år gamle og dermed fra den tidligste delen av jegersteinalderen i Skandinavia, som det nesten ikke finnes noen knokler fra. De små, svarte klumpene kan derfor vise seg å være gull verdt for DNA-forskere ved å finne flere historier som Lolas.

Dessuten har forskerne også begynt å se etter andre biologiske spor enn DNA. Senest har molekylærbiologer sett på proteiner som et nytt mål for analyse. Proteiner kan nemlig overleve lenger enn DNA og kan blant annet brukes til å identifisere materialer, arter og sykdommer.

I forbindelse med analyser av bek-klumper kan proteinene kanskje være med på å bekrefte DNA-resultatene og kanskje til og med gi et mye mer nyansert bilde av omfanget av potensielle sykdommer. Forskerne har nettopp brukt metoden på en del av en fingerring på Syltholm. Strukturen av materialet avslører at det er en knokkel, men proteinanalysen viser helt presist at det stammer fra en kronhjort.

Tyggegummien var slett ikke det eneste som ble gravd fram på Lolland. Arkeologer har allerede funnet flere tusener arkeologiske funn, blant annet en rekke økser, som vil bli stilt ut i framtiden ved Museum Lolland-Falster.

Ut fra funnene mener forskerne at Lolland var «porten til Europa», og at det var her det østlige Danmark ble forbundet med resten av Europa. Området var et sted der folk møtte folk utenfra fordi det var synlig fra fastlandet sørfra. Så Lola befant seg ikke i utkantsdanmark, men i noe som den gang var en helt sentral del av landet.