Gammal molar ger ny kunskap

Under de senaste åren har genetisk forskning utvecklats i raketfart. Bland annat har svenska professorn Svante Pääbos forskning vid Max Planck-institutet i tyska Leipzig rönt rubriker världen över för upptäckter av neandertal­männi­skors bidrag till vårt eget DNA.
Av stort intresse för Pääbos forskargrupp under senare år är Batjo Kiro-grottan i Bulgarien. Fynd från en större arkeologisk utgrävning vid grottan 2015–2018 har nu DNA-analyserats, och forskningen har publicerats i ansedda vetenskapliga tidskriften Nature.
Resultaten är häpnadsväckande. Baserat på endast en mänsklig tand och fyra människoben kunde forskarna konstatera att proverna tillhört tre individer av vår egen människoart, som levde för mellan 42 580 och 45 930 år sedan.

– Det var här som de första homo sapiens levde i Europa, berättar Dilyan Nikolov, guide vid Batjo Kiro när vi besöker grottan i centrala Bulgarien.
Det stämmer. I vart fall utgör de fem mänskliga benfynden de äldsta med säkerhet daterade bevisen på när homo sapiens först bosatte sig i Europa.

– Vi har väldigt liten felmarginal. Vanligen handlar det om tusentals år, men vi är nere på 70–250 år, tack vare instrumenten och vår specialist inom radio­kol­datering, säger Tsenka Tsanova, arkeolog vid Max Planck-institutet och kollega till ­Svante ­Pääbo.
Vi ringer Tsenka Tsanova för ett långt och spännande samtal om de banbrytande upptäckterna. Utgrävningarna vid Batjo Kiro var, visar det sig, unika även i andra hänseenden. Bland annat gäller det mängden och kvaliteten på de mänskliga kvarlevorna. Så här gamla fyndplatser brukar annars nämligen bara innehålla enkla verktyg och smycken av sten eller liknande. Organiskt material som skelett kan saknas helt eller vara så ned­brutet att det inte kan användas i forsknings­sammanhang.

Tänder som informationsbärare

– Om man inte har kollagen bevarat i benet kan man inte göra dateringar, rekonstruera DNA eller liknande. Men kollagenet är mycket välbevarat från Batjo Kiro, förklarar Tsenka Tsanova.
De tre individer som kunde identifieras genetiskt ur ben- och tandmaterialet var samtliga män. Tanden som hittades var en välbevarad molar från underkäken. Den håller nu på att analyseras vidare under ledning av Tsenka Tsanovas kollega Robert C. Power, för att man bland annat ska kunna få information om stenåldersmänniskornas kost, samt om de hade några sjukdomar.
Tänder är också, visar det sig, närmast oslagbara som informationsbärare för forskare av det slag som brukar kallas paleogenetiker. Anders Götherström, professor i molekylär genetik vid Stockholms universitet, berättar mer.

– Skelettet bevarar DNA olika bra. Den del som bevarar DNA allra bäst är ett litet ben i örat som kallas petrus­benet. Den som bevarar DNA näst bäst är tänderna. ­Sedan är det ett ganska stort hopp ned till de andra elementen, säger Anders Götherström.
Det finns emellertid en annan egenskap hos tänder som gör att Götherströms forskargrupp allra helst arbetar med tänder för DNA-analyser: bakterier.
– I tänderna hittar du ofta bakterieinfektionerna ­också. Om människan hade pest, tuberkulos, kolera så plockar man med mycket större sannolikhet upp det i tänderna, berättar Anders Götherström.

Sjukdomsstatus och kosthållning

Varför det är så finns det olika teorier kring. Den ena är att bakterierna finns i blodet och transporteras runt till bland annat pulpan. Den andra idén är att munnen är vår allra mest exponerade kroppsdel, där allt som ska gå in i vår kropp och mycket av det som ska ut cirkulerar.
Även om inte Robert C. Powers analys av sjukdomsstatus och kosthållning hos Batjo Kiro-människorna är klar ännu går det att göra kvalificerade gissningar.
– Vi kan tänka oss att det mesta av kosten bestod av kött, berättar Tsenka Tsanova.

Underkäke från grottbjörn

Till denna teori bidrar de stora mängderna djurben som grävts fram i Batjo Kiro-grottan. Blott centimetertjocka ut­gräv­nings­lager har innehållit över 20 000 benrester från olika djur. Många av dem föll offer för de anländande människogrupperna i deras jakt på mat, inklusive björnar. Historien görs levande inte minst genom en mycket välbevarad underkäke från grottbjörn.
– Det är det största benfyndet som hittats i grottan. Hela skelettet bör ha varit över tre meter långt, berättar guiden Dilyan Nikolov.
Björnkäken hittades av den första egentliga arkeologiska expeditionen till Batjo Kiro 1938. I dag vilar käken under monterglas på Sofias arkeologiska museum, jämte andra fynd från Batjo Kiro och andra grottor i Bulgarien. Ett besök på museet bekräftar onekligen landets status som arkeologiskt högintressant.

Bison och hjortdjur

Utöver djur som redan fanns i grottan fällde de tidiga homo sapiens också annat vilt, särskilt växtätare, på plats i skogarna runt Batjo Kiro och släpade in det för att kalasa på i grotthemmet. Således har rester av såväl bison och hjortdjur som hästar och getter hittats vid utgrävningarna.
– Vi identifierade också många skärmärken från slaktningen, samt stötmärken från utvinning av benmärgen, berättar Tsenka Tsanova.
En energirik kost var avgörande för de tidiga homo sapiens överlevnad – och arkeologiska studier avslöjar att de bodde i grottan under alla årstider.

”Våra förfäder utsattes för mycket kalla temperaturer.”

Fram till nyligen har man trott att homo sapiens följde med det varma vädret – att det var först när klimatet blev varmare under en period som våra förfäder kom att bosätta sig i Europa. Detta har dock forskarteamet från Max Planck-institutet kunnat vederlägga genom exakta analyser av tänder från de växtätande djur som dödades av Batjo Kiro-folket.
– Det vi upptäckte i Batjo Kiro-grottan visar att våra förfäder utsattes för mycket kalla temperaturer, lik­artat de i Skandinavien och Sibirien, ned till minus 10 om vintern och om sommaren bara upp till plus 14, berättar Tsenka Tsanova.
Tiden för homo sapiens vistelse i Batjo Kiro sammanföll således med några tusen år av rejält kallare klimat. Samtidigt fick de mat och pälsar från jakten, medan själva grottan fungerade som relativt behagligt husrum, då den håller 13 grader året om.

Gener i Östasien och Amerika

Ändå levde homo sapiens i Europa på denna tid krävande liv under hårda villkor, och blev på många sätt förbrukade tidigt.
– Från litteraturen vet vi att folk i 40-årsåldern då var som 80-åringar nu, med artrit och liknande från tidig ålder, säger Tsenka Tsanova.
Länge trodde man också att de tidigaste grupperna av homo sapiens i Europa dog ut utan att bidra genetiskt till de moderna människor som anlände senare. Men de nya rönen visar att de äldsta individerna i Batjo Kiro-grottan, eller grupper som är nära besläktade med dem, bidrog med gener till dagens människor.
– Överraskande nog finns dessa gener särskilt i Öst­asien och Amerika snarare än i Batjo Kiro-folkets Europa, berättar Tsenka Tsanova.

Analys av mitokondriellt DNA

Forskningen som ligger till grund för detta består i analys av så kallat mitokondriellt DNA – DNA som finns i mitokondrierna som tillverkar bränsle som övriga delar av cellen sedan kan använda. Max Planck-institutets undersökningar av mitokondrie-DNA från benfynden i Batjo Kiro skvallrar om att alla de tre fastställda individerna har olika så kallade haplo­typer (se fakta­ruta). Dessutom kommer de från tre olika haplog­rupper som alla är utdöda i Europa i dag men som fortfarande finns representerade hos människor i dagens Asien.
– Så innan de förenades i Batjo Kiro hade de kommit från olika geografiska områden. Vi har inte gendata för att ta reda på var­ifrån mer exakt – men baserat på arkeologi kan vi föreslå Levanten, Anatolien och Främre Asien, säger Tsenka Tsanova.

Benrester från neandertalare

Sentida upptäckter av fyndplatser i Sibirien och norra Kina pekar också på att homo sapiens rörde sig vidare mot Ostasien. I stället kom andra grupper in från Svarta­havs­trakten, bosatte sig permanent i Europa, och gav upphov till dagens européer.
Emellertid var de första grupperna av homo sapiens inte ensamma under sin vistelse i sydöstra ­Europa. Redan för 300 000 år sedan kom de första neandertal­människorna till vår kontinent, och de skulle finnas kvar här tills de dog ut för runt 30 000 år sedan. I det nu utgrävda området i Batjo Kiro har små benrester från neandertalare hittats i det djupaste utgrävda jordlagret.

”Alla individer vi fann har neandertalförfäder fem till sju generationer tillbaka.”

Enligt forskarnas analyser torde neander­talare och homo sapiens ha levt tillsammans runt Batjo Kiro så länge som 8 000 år. I många fall fick de dessutom gemensam avkomma, visar rekonstruktion av så kallat nukleärt DNA.
– Vad vi vet om genetiken är att alla individer vi fann har neandertalförfäder fem till sju generationer tillbaka. Det gäller även andra fynd av homo sapiens från den här tiden, så de fick ofta barn med varandra, förklarar Tsenka Tsanova.

Gammal deckargåta

En teori som lagts fram av Tsanovas kollega, Svante Pääbo, är att de första grupperna av homo sapiens till och med kan ha sugits upp i existerande grupper av neander­talare vid den här tiden. Först senare, när större grupper av homo sapiens anlände öster­ifrån, skulle de ha tagit neander­talar­nas plats.
Mycket är okänt om vår allra tidigaste förhistoria. Men likt bevismaterial i en gammal deckargåta finns vårt DNA där och kan berätta mycket av vad som egentligen ­hände.