En gammal tuggummibit låg helt obemärkt i tusentals år på botten av en fjord – tills den upptäcktes 2015.
Den lilla, svartbruna "tuggummi"-klumpen och björkbeck, som hittades på Lolland under utgrävningarna till Fehmarn Bält-tunneln, analyserades sedan grundligt och 2019 lyckades arkeologer vrida ut så mycket dna ur beckklumpen att de kunde sätta ihop hela arvsmassan – även känd som genomet.
De har kommit fram till att en flicka, eller ung kvinna, tuggade på björkbeck innan hon spottade ut klumpen i lagunen. Arkeologerna har gett henne namnet Lola, och de vet redan en hel del om henne – tillräckligt för att göra en fantomteckning.
Lola hade blå ögon och brunt hår, hon åt gräsand och hasselnötter, och hennes hud var mörkare än hos dagens genomsnittsdansk. Arkeologerna vet också att Lola härstammade från invandrare söderifrån, och en kol-fjorton-datering har visat att hon levde för 5 700 år sedan.
Forskare har länge diskuterat hur övergången till bondesamhället gick till. Fyndet av Lolas tuggummi avslöjar att jägar- och samlarsamhällena kan ha levt vidare i små fickor, samtidigt som det kringliggande bondesamhället tålmodigt och revolutionerande började odla jorden.
Tuggummi är ett prisma till forntiden
Björkbeck var stenålderns universalklister och användes ofta till att fästa pilspetsar samt självklart till att täta båtar och att impregnera hudar med.
Det var bland annat därför bioarkeologen Theis Jensen, postdoktor på Globe Institute vid Köpenhamns universitet, fick idén att söka efter dna i beckklumpar. Han hade tidigare sett liknande "tuggummi"-klumpar vid utgrävningar i Sverige och Danmark och tänkte att de skulle kunna innehålla dna, men hade inte haft möjlighet att undersöka det. Det skulle visa sig att klumpen innehöll mer än forskarna hade vågat hoppas.
Ungefär samtidigt med fyndet av beckklumpen på Lolland hade en grupp svenska och norska forskare från universiteten i Uppsala och Oslo fått samma idé. I fjol publicerade de sina dna-analyser av tre beckklumpar som är cirka 10 000 år gamla. Svenskarna hittade dock inte tillräckligt mycket dna för att kunna sammanställa ett helt genom.
Forskarna tror att våra förfäder har tuggat på björkbeck för att göra det mjukt att använda, kanske även för att rensa tänderna och lindra tandvärk. Massan innehåller nämligen ett antiinflammatoriskt medel. Man har hittat många klumpar med avtryck av barntänder. Det kan betyda att barn hjälpte till med att mjukgöra klumparna.
En bit tuggummi på Lolland gav forskarna ett komplett mänskligt genom och genetiska spår av munbakterier, virus och matrester. Att det överhuvudtaget är möjligt att hämta ut så mycket ur ett fossilt tuggummi beror på att hela fältet av genforskning inom arkeogenetik och paleogenetik har gått framåt med stormsteg och nu har allt bättre och billigare teknik och metoder.
Den klistriga substansen utvinns ur björkbark som värms upp. När massan stelnar är den klar att stoppa i munnen. I Lolas fall har den inte bara bevarat delar av dna, som skvallrar om hennes utseende och genetiska arv, utan även en ögonblicksbild av bakterier och virus – hennes hälsotillstånd – samt av maten hon åt precis innan hon spottade ut tuggummit.
Arkeologerna vet nu att hon hade rötter i den ursprungliga befolkningen av jägare-samlare, och det är första gången forskare har kartlagt arvsmassan från en människa som levde när jordbruket kom till Danmark.
Material med delar av gammalt dna är inte så svårt att hitta, men att samla in tillräckligt mycket för att sammanställa ett helt genom är mycket svårare och brukar kräva ben eller tänder.
Därför var det uppseendeväckande när de danska forskarna blev de första att utvinna dna och återskapa ett komplett genom från icke-mänskligt material.
Vatten tränger inte in i björkbeck
Beckklumpen har hittats vid Syltholm, en torrlagd fjord, som arkeologerna har fått tillgång till under anläggningsarbetet med världens största sänktunnel, Fehmarn Bält-tunneln, som ska förbinda Danmark med Tyskland. I det området har det gjorts många fynd från stenåldern, men inget av rester från människor.
Därför ger tuggummit hopp om att hitta människo-dna även vid andra utgrävningar, där det inte finns gamla skelettdelar, hår eller tänder – och kanske också i andra material, i vilka människor kan ha lämnat dna-spår. Förutom björkbeck har arkeologer tittat på material från mycket yngre perioder – som bivax, som bland annat användes till att gjuta mynt, skulpturer och till segel under medeltiden.
Förväntningarna är stora, för både bivax och björkbeck finns i stora mängder. Enligt Theis Jensen måste det ligga tusentals beckklumpar runt stenåldersboplatser, som kan vara intressanta att undersöka i framtiden.
"Materialet är hydrofobiskt, så att vatten inte kan tränga in i det, och det är antiseptiskt och dödar utifrån kommande bakterier. Dessutom var villkoren idealiska i Syltholm för att bevara beckklumpen. Den låg förseglad i den kalla leran", säger Theis 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.
Arkæogenetik og Palæogenetik spurter afsted med stadig bedre og billigere teknologi og metoder. Med den såkaldte andengenerations-sekventering, 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 relativ lille viden ud af store mængder dna.
Ögonen var blå
Dna avslöjar att tuggummit har tillhört en flicka som med stor sannolikhet hade blå ögon, mörk hud och brunt hår. Och hon kom från centraleuropeiska jägare-samlare. Det är första gången ett komplett genom har hittats i någonting annat än kvarlevor efter människor.
Lola åt gräsand
Mellan tänderna och i saliven hade Lola rester av en måltid, och de har satt sitt eget genetiska avtryck i tuggummit. Därmed får vi för första gången en bild av vad en förhistorisk människa har ätit.
Tuggummi hade spår av munhygien
Forskarna hittade spår av 40 mikrober, som har levt i flickans munhåla. Forskare har inte tidigare upptäckt någon sådan ögonblicksbild av munhålans mikrobiota, som den såg ut hos en av våra förfäder.
Det är några av förklaringarna till att beckklumpen har bevarat så mycket människo-dna och så mycket som 40 olika genetiska spår av mikrober. De flesta av dem är välkända och oskadliga bakterier i mun och luftvägar, men vissa av bakterierna kan i samband med nedsatt immunförsvar vara skadliga.
Forskarna hittade exempelvis en streptokocktyp som i dag är förknippad med lunginflammation, de hittade ett herpesvirus av typen Epstein-Barr-viruset som kan ge körtelfeber, och de hittade en bakterie som kan utlösa tandköttsinflammation.
Tandsten innehåller arkiv av mikrober
Mikroberna spelar en viktig roll för hälsa och sjukdomar. Därför ägnar sig några forskare åt att analysera hur samspelet mellan människa, mat och mikrober har utvecklats med tiden.
En av dem är professor Christina Warinner från avdelningen för arkeogenetik på Max Planck-Institutet i Tyskland. Hon studerar mikroskopiska och biomolekylära spår av mat och mikrober i fossilerad tandsten, fekalier och ostraka.
En bit tuggummi av björkbeck innehåller enligt Christina Warinner ett slumpmässigt urval av bakterier i munnen – ungefär som en munskrapning med en bomullspinne från en levande människa.
Tidigare har forskare studerat tandsten, som ger ett register över de mikrober som håller till i munhålan. Men tandsten kan inte tala om vilka mikrober som har funnits i munnen samtidigt. Forskare har alltså tidigare inte kunnat etablera en ögonblicksbild, men det kan de nu med hjälp av tuggummit.
Beckklumpen ger ny kunskap om samspelet mellan de mikrober våra förfäder har haft i munnen, och enligt Christina Warinner är det särskilt intressant att man har hittat spår av virus, vilka forskare allmänt sett har svårt att hitta eftersom de mycket snabbt bryts ned.
Hon har nyligen försökt hitta dna-spår i fossilerade växtstjälkar, som forntidsmänniskor i USA har tuggat på – utan framgång, men det finns andra möjligheter. Över hela världen har våra förfäder tuggat på olika växtmaterial, och därför öppnas nu en ny möjlighet för molekylärbiologerna.
Isen drog sig tillbaka
För cirka 12 000 år sedan började isen att dra sig tillbaka. De första spåren av människor i Skandinavien är 11 700 år gamla, vilket stämmer med att istäcket hade dragit sig så långt tillbaka att den norska västkusten låg isfri.
Invandrare kom först söderifrån
Den första rutten gick söderifrån och jägare-samlare vandrade upp genom Danmark, Sverige och Norge. Forskare vet att invandringen har fortsatt söderifrån ända upp längs Norges västkust. Lola ingick i denna invandring.
Ryssar dök upp norrifrån
Kort efter befolkades Skandinavien av invandrare från dagens Ryssland via en nordöstlig rutt, som precis kunde passera förbi inlandsisen. Det visar fynd av redskap och analyser av dna från sju skandinaviska jägare och samlare från Norge, Sverige, Litauen och Ryssland.
Gener från öst och väst blandades
Prickarna visar fördelningen av genvariationer baserade på fossilfynd. Jägar- och samlarförfäder i Väst- och Centraleuropa är gula, och jägar- och samlarsamhällen från Ryssland är röda. Lola hade bara gener söderifrån. Nålen på kartan markerar var tuggummigenomet hittades.
Lola kan vara den sista jägaren-samlaren
Även för genetiker, som sysslar med nedärvningen av gener i stora befolkningsgrupper, är Lolas tuggummi intressant. En studie från 2018 av genom från jägare-samlare i Norge och Sverige visar att Skandinavien kan ha befolkats via två rutter efter den senaste istiden för omkring 12 000 år sedan.
Befolkningen kom antingen söderifrån via Danmark eller från nordöst, där jägare-samlare vandrade genom Finland och spred sig ned genom den skandinaviska halvön. De två rutterna kan avläsas i olika genvariationer, som karaktäriserar två olika grupper av jägare-samlare, nämligen WHG (Western Hunter-Gatherer) och EHG (Eastern Hunter-Gatherer).
Lola hade inget EHG och var alltså släkt med västliga jägare-samlare från Centraleuropa.
Hennes dna är intressant eftersom det ger ny kunskap om hur fort och hur övergången från jägar- och samlarsamhälle till bondesamhälle skedde. Flickan från Lolland hade inga spår av gener från de första bönderna, trots att åkerbruk hade existerat i Danmark i upp emot 300 år när hon levde.
Det stämmer med nyare teorier om en långsammare övergång till bondesamhälle än man hittills antagit. Fynd från andra platser i Europa tyder nämligen på att grupper av jägare-samlare överlevde flera hundra år efter bondekulturens intåg. Så kanske tillhörde Lola de sista jägarna-samlarna.
Hennes gener berättar också att hon var laktoseintolerant, det vill säga att hon inte tålde laktos från mejeriprodukter. Det stämmer med en teori om att våra förfäder blev toleranta mot laktos först senare, parallellt med att mejeridrift utvecklades.
Här hittar forskarna också fossilt dna
Amerikansk pipa: Ny kunskap om slavvägar
En mer än 200 år gammal lerpipa från Maryland i USA innehöll dna som avslöjade att en kvinna av afrikanskt ursprung hade rökt med den. Hon hade anor från dagens Sierra Leone. Det stämmer med att det fanns slavrutter mellan Annapolis i Maryland, USA, och Sierra Leone i Västafrika. Därmed kan pipan bidra både till en släkthistoria och till slavarnas historia.
Jord: Ny kunskap om människans evolution
Professorn och paleogenetikern Eske Willerslev från Globe-institutet i Köpenhamn påvisade 2003 att flera hundratusentals år gammalt dna fortfarande finns i marken. Tyska forskare från Max Planck-institutet för evolutionär antropologi hittade 2017 dna från neandertalare och denisovamänniskor i jord från europeiska och asiatiska grottor.
Tandsten: Ny kunskap om hälsa och sjukdom
Tändernas rotkanaler har länge varit kända som en bra plats att söka efter dna. Med tandsten, som är mineraliserat plack, som lagras utanpå tänderna, innehåller också dna. Utöver det innehåller tänderna spår av både matrester och andra organismer i munnen. Tänderna kan alltså avslöja allt från släktskap till hälsotillståndet hos tandens ägare.
Protein kan också berätta om förfäders historia
En enda bit tuggummi kan naturligtvis inte avgöra när de sista jägar- och samlarsamhällena fanns i Danmark, eller varför Danmark blev ett jordbruksland. Men Lolas dna bidrar till att räta ut flera frågetecken.
Därför är Theis Jensen på jakt efter mer dna i björkbeck. Hittills har han samlat in 40 klumpar i Danmark, Sverige, Tyskland, Schweiz och Frankrike, av vilka de sydskandinaviska bitarna är de äldsta.
Bitarna är upp emot 11 000 år gamla och därmed från den tidigaste delen av jägarstenåldern i Skandinavien, från vilken det i stort sett inte finns några skelettdelar. De små, svarta klumparna kan därför visa sig vara guld värda för dna-forskare och blottlägga ännu fler historier som Lolas.
Utöver det har forskarna också börjat söka efter andra biologiska spår än dna. Nyligen har molekylärbiologer fått upp ögonen för proteiner som ett nytt mål för analys. Proteiner kan nämligen överleva längre än dna och kan bland annat användas till att identifiera material, arter och sjukdomar.
I samband med analyser av beckklumpar kan proteinerna kanske hjälpa till att bekräfta dna-resultaten och kanske till och med ge en mer nyanserad bild av omfånget av potentiella sjukdomar. Forskare har nyligen använt metoden på en del av en fingerring på Syltholm. Strukturen av materialet avslöjar att det är ett ben, men proteinanalysen preciserar att det rör sig om ben från en kronhjort.
Tuggummit var långt ifrån det enda som grävdes fram på Lolland. Arkeologer har redan gjort flera tusen arkeologiska fynd, bland annat massvis av yxor, som i framtiden kommer att ställas ut på Museum Lolland-Falster.
Med utgångspunkt i fynden talar forskarna om Lolland som "porten till Europa", och menar att det var där som östra Danmark förbands med resten av Europa. Området var en plats där människor träffade personer utifrån, eftersom det syntes från fastlandet söderifrån. Så Lola befann sig inte i utkanten av Danmark, utan i vad som på den tiden var en mycket central del av Danmark.