28 juli 2008

Arkeologi og DNA

Den innholdsrike skipsgraven fra Oseberghaugen slutter ikke å fascinere, mer enn hundre år etter at den ble åpnet. For noen måneder siden ble nyheten sluppet om at den yngste av de to kvinnene i graven fra 830-årene var av østlig avstamning, kanskje fra Svartehavsområdet. Dermed var norsk vikingtidsforskning for alvor blitt introdusert for en ny analysemetode, en som internasjonalt har fått stadig større betydning for arkeologien: nemlig studiet av ”ancient DNA” – fossilt eller gammelt DNA.

Gener er som kjent informasjonspakker som overføres intakt mellom generasjonene. Genetisk informasjon lagres i DNA-molekylene hos alle encellede og flercellede organismer – fra bakterier til mennesker. Y-kromosom DNA overføres utelukkende gjennom mannsledd, og studier av sekvenser på Y-kromosomet gjør det dermed mulig å bestemme patrilineært slektskap. Såkalt mitokondrisk DNA, som forekommer i cellenes ”motorer”, blir derimot overført til avkom av begge kjønn. Men det er kun kvinner som viderefører mtDNA til sine barn. Dette er noe av grunnlaget for studiet av genetisk slektskap.

Gammelt DNA
Gammelt DNA, kalt aDNA, er rett og slett DNA som hentes ut av biologisk materiale som er dødt og under nedbrytning. DNA gjennomgår store endringer i løpet av en slik nedbrytning, og bare en liten andel av de DNA-molekylene som hentes ut av f. eks. musealt materiale, vil i ordinære tilfeller være intakt. Studier av gammelt DNA er altså kjennetegnet av at man arbeider med lavkvalitets-materiale, og det setter klare begrensninger for analysen. Det eksisterer også en øvre grense for hvor lenge DNA kan antas å overleve. Under optimale betingelser kan det dreie seg om maksimalt 1 mill. år. Det eldste homo sapiens-DNA som så langt er påvist bevart, er fra et neandertaler-individ som levde i det som nå er Belgia for nesten hundre tusen år siden. Tidligere publiserte resultater som gikk ut på at forskere hadde klart å finne bevart DNA fra dinosaurarter eller fra planter og innsekter innkapslet i rav, er senere blitt tilbakevist.

Det var først i begynnelsen av 1980-årene at man klarte å ekstrahere fossilt DNA. Kineserne var tidligst ute, med bevart DNA fra ribbeinsbrusk hentet ut av et 2000 år gammelt kvinnelik i en keisergrav. Det var imidlertid først da aDNA ble påvist og hentet ut av et 150 år gammelt museumseksemplar av den utdødde quagga-sebraen av forskere ved Berkeley, at metoden fikk vind i seilene. I de senere år har analyser av aDNA gitt ny innsikt ikke bare når det gjelder slektskap og forhistoriske migrasjoner, men også med hensyn til spredning av åkerbruk og domestiseringen av husdyr i neolittisk tid, utbredelsen av sykdommer som tuberkolose og spedalskhet i eldre tid m.v. Intakt DNA trukket ut av blodrester på forhistoriske redskaper har gitt ny kunnskap om hvilke byttedyr som ble jaktet av paleolittiske jegere.

Flere av de første studiene trakk ut aDNA fra mumifiserte menneskelik, men i nyere studier har man hentet ut aDNA fra kilder som forekommer langt hyppigere i det arkeologiske materialet, nemlig ben og tenner. I 1990-årene viste det seg også mulig å trekke ut fossilt DNA fra kremerte levninger, fra ben som var blitt utsatt for helt opp til 600 graders varme. I Skandinavia, der branngravskikken dominerer i lange perioder av forhistorien, og der bevaringsforholdene for ubrent skjelettmateriale i mange tilfeller er dårlige, har dette stor betydning.

Slektskap har spilt en vesentlig rolle i de mest kjente aDNA-studiene. Flere kjente historiske personer har vær gjenstand for analyser med høy mediafaktor – et skjelett som etter tradisjonen skal være av evangelisten Lukas, Marie Antoinette, Nikolai den 2., Stalin, Mengele og Djengis Khan, for å nevne noen. I USA vakte en DNA-studie som skulle forsøke å avgjøre hvorvidt Thomas Jefferson var far til den svarte Sally Hemings barn, stor oppmerksomhet. I Storbritannia var det i første omgang analysen av aDNA fra den 9000 år gamle ”Cheddar-mannen” som ble bemerket; siden også jakten på ”viking-gener” i forbindelse med BBC-serien Blood of the Vikings. I 2003 kunne en forskergruppe ved Oxford-universitetet offentliggjøre at de hadde funnet Y-kromosom-signaturen til 1100-tallshøvdingen Somerled, som kastet de nordiske erobrerne ut av Skottland. På arkeologisk hold har analysen av ”ismannen” Ötzis DNA påkalt oppmerksomhet, og forskere har også hevdet at Thor Heyerdahls teorier om et sør-amerikansk opphav for befolkningen i Polynesia kan avvises på genetisk grunnlag.

Metodiske problemer
Metoden er beheftet med flere problemer, ikke minst vanskene med å fremskaffe prøver som ikke er forurenset. Således har det blitt hevdet at enkelte av de feirede studiene av mumie-DNA fra 80-tallet i realiteten handlet om at forskerne uten viten og vilje klonet sitt eget DNA. Problemet er særlig stort når en har å gjøre med materiale fra museumsmagasinene. For eksempel forsøkte man nylig å analysere også den eldre av Osebergkvinnene, men det viste seg at en benprøve fra dette skjelettet inneholdt tre ulike DNA-kilder. Det finnes også mer prinsippielle problemer. Mange av utfordringene med å forene naturvitenskapelige og humanistiske forskningstradisjoner i tolkninger av fossilt DNA (f. eks. hva gjelder forholdet mellom et menneskes genetiske og kulturelle tilhørighet) blir diskutert i Leif Håvard Vikshålands hovedoppgave fra 2001, Arkeologi og genetikk.

Nettopp disse betenkelighetene bør være en del av ballasten når man vurderer nye resultater, ikke minst de som beveger seg over i kulturhistoriske tolkninger, og særlig når disse tolkningene dessuten er formidlet gjennom populære kanaler. For noen år siden ble det foretatt aDNA-analyser i forbindelse med det svenske SIV-prosjektet (Svealand i Vendel- och Vikingatid). Et båtgravfelt i Tuna i Alsike viste seg å inneholde et individ som fremviste
en markør i Y-kromosomet som bare fantes i en samisk referanseprøve, ikke i en svensk. Det betyr ikke nødvendigvis at en same har blitt gravlagt i Tuna – men bare at én av den døde mannens aner har reprodusert seg med en person med samme mannlige aner som samene i den moderne referansegruppen. Om det faktisk dreier seg om en person med samisk identitet eller nære samiske forfedre som har blitt gravlagt på det aristokratiske båtgravfeltet, kan ikke avgjøres uten å trekke inn andre, kulturhistoriske forhold.

Noen av de mest interessante resultatene i senere tid, dreier seg om mitokondrisk DNA. Det har vist seg verdens befolkning kan deles inn i et lite antall grupper, de såkalte haplogruppene. Hver slik gruppe er kjennetegnet ved et sett karakteristiske mutasjoner som gjennom kvinneledd kan føres tilbake til én bestemt forhistorisk kvinne – de såkalte ”Evas syv døtre”, slik det skildres i Brian Sykes’ bok av samme navn. Den kvinnen, “den mitokondriske Eva”, som alle haplogruppene kan føre sitt opphav tilbake til, en den yngste kvinnelige ane som er felles for alle nålevende mennesker. Man diskuterer fremdeles når ”Eva” levde, og likeledes når de mutasjonene som kjennetegner de ulike haplogruppene, oppstod.

Oseberg og Kongemarken
Det er mitokondrisk DNA som er blitt benyttet for å studere den yngste Osebergkvinnens genetiske opphav. Hun viste seg å tilhøre den relativt sjeldne haplogruppen U7. Denne er meget sjelden i Europa, men forekommer hos en liten prosentandel mennesker i Midt-Østen og i Kaukaus, samt hos vest-sibirske grupper. De største frekvensene opptrer i Iran, Pakistan og India.

Interessant nok har man funnet nok et U7-individ i det arkeologiske materialet fra Skandinavia. Det dreier seg om en mann som ble stedt til hvile på den tidlige kristne gravplassen Kongemarken ved Roskilde. Den genetiske variasjonen blant Nordens innbyggere i vikingtiden ser altså ut til å ha vært minst like stor som i dag. Her åpner det seg utvilsomt et rom for spennende kulturhistoriske tolkninger.

Mer:
Per Holck: The Oseberg Ship Burial: New Thoughts On The Skeletons From The Grave Mound
Lars Rudbeck m. fl.: mtDNA analysis of human remains from an early Danish Christian cemetery
Jørgen Dissing m.fl.: Rare mtDNA haplogroups and genetic differences in rich and poor Danish Iron-Age villages
Leif Håvard Vikshåland: Arkeologi og genetikk

12 kommentarer:

Ygdirsbotn sa...

Nok en informativ og interessant post!
Takk! Er det noen prinsipiell mulighet for å "DNA-kartlegge" iallfall endel av gravfunnene vha beinrester, f.eks. se om det er slektskap mellom gravlagte i Tune-komplekset og den "iranske" kvinnen i Oseberg-haugen? Slik Snorre kan implisere, idet han gjør Alvhild til datter av Alvheim-fyrsten, med betydeige områder som medgift?

Frans-Arne Stylegar sa...

Problemet er vel først og fremst at det er lite beinmateriale i museene fra vikingtidsgraver. I prinsippet burde det jo være mulig å påvise evt. slektskap.

Dag-Ivar Rognerød sa...

Kanskje Snorre og Heyerdahl ikke var så aldeles på jordet likevel, når de pekte til Asov som mulig utgangspunkt for den historiske Odins vandring nordover - til bl.a. Odense og Onsøy?
Forøvrig ble folket på Orknøyene og Shetland påvist å ha 70% ens genmateriale som på Vestlandet, i forb med et britisk forsknprosjekt sist på 90-t, knyttet til BBC-serien "Who were the vikings".
Når skal vi få et DNA-sjekk av prinsesse Kristin i Sevilla?
Dag-Ivar Rognerød, fagforfatter Oslo

Frans-Arne Stylegar sa...

Det tviler jeg på! Når det gjelder Oseberg-kvinnen og U7 har undersøkelser helt nylig ikke funnet noen entydig DNA-profil. Det betyr vel helst at den opprinnelige bestemmelsen var gal, og at man faktisk har funnet profilen til én av de ansatte på laboratoriet. Odense-undersøkelsen er antagelig sikrere, ettersom det dreier seg om nyfunnet skjelettmateriale som man tok spesielle forholdsregler med nettopp for å unngå slik forurensning.
Orknøyene og Shetland: Såvidt jeg husker, har senere undersøkelser funnet et større innslag av "irske" gener enn det BBC-serien konkluderte med. Mitt spørsmål til BBC-resultatene er imidlertid av en noe annen art: Hva er i realiteten de "vestnorske" genene man opererer med? Jeg stilte det samme spørsmålet på en konferanse i Cambridge for noen år siden, og fikk til svar at det "vestnorske" sammenligningsmaterialet var basert prøver fra et fåtall studenter ved Universitetet i Bergen (det fantes også et "østnorsk" sammenligningsmateriale - det var basert på prøver fra noen studenter ved UiO).

Jarle sa...

Det er jo helt utrolig at det ble slått opp med brask og bram at kvinnen var fra sør, og det viser en total mangel på kildekritikk fra laboratoriet sin side. Svært sjelden kan man stole på undersøkelser som sier noe annet enn den logiske sansen. Jeg tror hele dette opplegget med sikre DNA-undersøkelser ligger langt frem i tid, og jo mer moderne teknologi man legger i ting, jo flere feilkilder må man ta hensyn til. Er det publisert noe fra de seneste undersøkelsene?

lennart sa...

Det vestnorske sammenligningsmaterialet vil snart bli bedre da en ny dna-test skal gjennomføres flere steder på vestlandet fra årskiftet 2009. Professor Stephen Harding har vært involvert i dette prosjektet i flere år, bla i forhold til BBC-serien "Bloood of the Vikings" og "Who were the vikings". Han har fortalt meg at enkelte av treffene på Orknøyene hadde 100% samme genmateriale som på basen fra vestlandet, men at det generelt var 70%. Disse som ble plukket ut til å delta ble da bla. plukket ut på bakgrunn av slektsnavn og slektstre. Poenget var vel å da finne en link, og ikke å si at alle var "norske"

Frans-Arne Stylegar sa...

Jarle: De nye resultatene fra Oseberg er omtalt i utstillingskatalogen Levd liv fra Midgard historiske senter i Vestfold. Mulig at de også er diskutert andre steder.

Frans-Arne Stylegar sa...

Lennart: Fint at du nevner det nye prosjektet. Såvidt jeg har forstått, skal samplingen denne gang foregå i indre Hardanger og andre områder med antatt mer "opprinnelig" genpool?

lennart sa...

Hei igjen Frans-Arne
I følgje Stephen Will we expect to see a difference between the "medieval" result for Bergen and the inland areas such as Gudbrandsdalen, så du har sikkert rett. Men han skal også "swabbe" folk fra de umiddelbare områdene rundt Bergen...slik som meg f.eks ;)

Frans-Arne Stylegar sa...

Det høres jo bra ut, Lennart.

Paul_Johnsen sa...

En kommentar til norsk Ydna på Orknøyene/Shetland:

Jeg tror at anslagene er lavere enn 70% norske (rett i underkant av 40%). Disse tallene inneholder stor usikkerhet.

Jeg antar det er refert til BBC-undersøkelsen "A Y Chromosome Census of the British Isles". Det norske bakgrunnsmaterialet her bestod av ca 200 stk fra Bergen og Trondheim.

Den langt større undersøkelsen "Geographical heterogeneity of Y-chromosomallineages in Norway" hentet materiale fra hele landet. "Vestlandet" (som bestod av 153 fra Rogaland, 91 fra Hordaland og 57 stk fra Sogn) i denne artikkelen er mer lik de britiske øyer enn nordmenne i "A Y Chromosome Census of the British Isles".

Problemet etter mitt skjønn er at de akademiske undersøkelsene benytter en for lav resolusjon. Store fremskritt har blitt gjort på dette feltet i de siste årene. Dessverre henger mange akademikere på feltet enda langt etter. Det vil ta mange år enda før vi får et "godt nok" bilde på den norske innvandringen til de britiske øyer basert på DNA utfra akademiske undersøkelser.

Men for all del; jeg hilser prosjektet til Harding velkommen.

mvh

Pål

Anonym sa...

At DNA-prøven fra den eldste kvinnen viser innslag av tre ulike individer forklares med "forurensning" ifm analysene. Kanskje burde profilene på alle involverte screenes mot prøveresultatene som standard rutine.
(Tilsvarende er haplogruppe 7 fra yngste kvinne forklart utifra samme forurensningshypotese, og her burde man muligens aller først lete blant involverte med pakistansk etnisk opphav.)
Når beinrestene ble hentet ut i 1904, lå de av det jeg forstår "usortert", og sorteringen munnet ut i to hauger, hhv Dronningen og hennes trellkvinne.
En svensk forsker satte for noen år siden frem hypotesen om at haugen opprinnelig inneholdt en tredje person, muligens hannkjønn, og at den gravrøvingen som fulgte fremsto målrettet ift å hente ut levningene fra denne tredje personen.
Som kanskje kunne forklare at det hadde sneket seg flere DNA-spor inn i haugen av beinrester?
For øvrig, navnet Oseberg, har noen testet hypotesen om dette er avledet av Odinsberg? (topografien på stedet Slagen kirke ligger er forholdsvis spesiell, og navn på omkringliggende gårder er avledet av norrøne slektninger av Odin; Baldersberg, Hodsheim f.eks.)