I de senere år har forbedring af ældgamle DNA-metoder – og især integration af information om gener, protein og mikrobiomer – givet hidtil uset indsigt i den tidligere populationsdynamik hos Homo sapiens. En ny multiomisk undersøgelse af tandsten fra efteristids-skeletter fra San Teodoro-hulen i Italien viser tegn på en kost rig på animalsk protein, hvilket også afspejles i sammensætningen af mikrobiomet. Forskerne forventer, at fremtidige undersøgelser vil muliggøre en langt mere holistisk forståelse af fortidens dynamik og økologi.
På trods af deres sårbarhed over for sukker og stivelsesholdige fødevarer i livet, vil dine tænder overleve længe efter du er væk – og kan endda afsløre hemmeligheder for meget fjerne efterkommere.
Ny forskning, offentliggjort i november i Communications Biology, bruger et decideret uglamourøst værktøj til at bestemme, hvad oldtidens mennesker spiste: tandsten, en hård mineralopbygning, der dannes på tænderne, når plak tager permanent ophold på tanden. Forskere har fundet ud af, at tandsten fungerer som en flerlags tidskapsel, der fanger mikroskopiske proteiner fra mad og bevarer dem i evigheder.
Indsigten fra at analysere tandsten er ikke begrænset til diæt, understreger medforfatter Gabriele Scorrano, molekylær antropolog og adjunkt ved Københavns Universitets Globe Institute. Fundene i dental calculus kan også lære os om migrationsmønstre og kulturelle interaktioner.
Grotta di San Teodoro
På en klippefyldt siciliansk bakke nær den tyrrhenske kyst ligger en grotte, som folk har besøgt i årtusinder. Nu er San Teodoro-grotten et populært turistmål omgivet af citruslunde og oliventræer, men for omkring 10.000-20.000 år siden var det et husly, der frekventeredes af gamle mennesker. (Spol tilbage til for 30.000 år siden. Da var området hjemsted for sicilianske dværglefanter, lige under en meter høje, og en enorm sø, hvor gigantiske flodheste svømmede.)
Arkæologer har opdaget resterne af mindst syv mennesker i San Teodoro-hulen. Carbon-datering placerer dem i den øvre palæolitiske æra, også kaldet den gamle stenalder, for omkring 15.000 år siden.
Vi kender den generelle form for deres liv – befolkningen i den palæolitiske æra var nomadiske jæger-samlere, der migrerede for at følge byttedyr og mere gunstige levevilkår. Forskere mener, at Sicilien kunne have været et tilflugtssted for gamle mennesker, der blev kørt sydpå under den sidste store istid. Men ved at analysere de proteiner, der er fanget i deres tandsten, håbede et team af forskere fra Danmark og Italien at lære mere om, hvad de spiste – og hvem de interagerede med.
Har I mælk?
Forskerne skrabede tandsten fra de delvise rester af to mennesker fundet i San Teodoro Cave - ST3, en voksen mand, hvis eneste jordiske rester er hans kranium og en del af en armknogle; og ST5, et individ, der menes at være kvinde, hvis kraniehule, delvise kæbe og fragmenterede armknogler overlevede.
Selvom mængden af tandsten på ST3 og ST5 ikke ville være bemærkelsesværdig for et moderne menneske med alle vores sukkerholdige drikkevarer og stivelser, havde disse to dårlig tandhygiejne for deres tid. "I den øvre palæolitiske æra er det ikke almindeligt at finde tandsten, fordi de normalt spiser kød" som en hovedfødekilde, forklarer Gabriele Scorrano.
Det meste af det tidligere arbejde med tandsten fokuserede på at lede efter mælkeproteiner – en nøglemarkør for hvornår husdyrene blev tæmmet, forklarer Gabriele Scorrano. Men denne gang udvidede holdet deres omfang og sammenlignede proteinprøver med en genetisk database over planter og dyr, som disse gamle sicilianere kunne have fået til middag.
Forvirrende stenbuk
Gabriele Scorrano og hans samarbejdspartnere fik et hidtil uset smugkig ind i de gamle sicilianeres menu, fra vilde ærter til vildsvin. (De fik stort set ikke mælk).
Selvom nogle af de genetiske hits så ud til at være fejltændinger (inklusive et match med kikærter, som først blev dyrket næsten 7.000 år senere), identificerede forskerne proteiner fra uddøde forfædre til kvæg, vildsvin og det europæiske vildæsel (hydruntinus). Det er i overensstemmelse med de palæontologiske beviser, da der blev fundet knogler fra alle tre arter i hulen.
Forskerne var også spændte på, om resultaterne kunne bevise, at jæger-samlere på Sicilien spiste fisk. Grotten ligger inden for et stenkast fra to floder, og fisk og skaldyr er en fast bestanddel af det moderne sicilianske køkken i dag. Alligevel har arkæologer ikke kunnet finde direkte beviser, fordi små fiskeben ikke er velbevaret blandt fossilerne. Både ST3 og ST5 havde dog spist almindelig karpe, mens ST5's tandsten også indeholdt proteiner, der matcher en lille hajart.
Gabriele Scorrano siger, at den største åbenbaring for holdet var stenbukkens genetiske signatur – en gedlignende skabning, som palæontologer er sikre på, ikke var en naturlig beboer på Sicilien.
Imidlertid var stenbukken hjemmehørende i det italienske fastland. Der er kun nogle få mulige forklaringer, siger Gabriele Scorrano: folkene i San Teodoro kunne have rejst fra det italienske fastland til Sicilien i løbet af deres levetid, en driftig jæger-samler bragte på en eller anden måde en stenbuk til Sicilien, eller der var et handelsforhold mellem to adskilte samfund .
"Dette var information, vi ikke forventede at finde," forklarer Gabriele Scorrano. "Du kan endda bruge proteiner i tandsten til at bestemme kontakt mellem eller immigration af populationer."
"Hvis du finder proteiner fra arter, som du ved ikke var til stede på det tidspunkt på dette specifikke sted, så kom de fra udlandet," forklarer han.
Fremtiden for molekylær tandpleje
Gabriele Scorrano og hans team siger, at deres resultater fra San Teodoro-hulen er et stærkt bevis på, hvor effektivt et redskab det er at kunne bruge analyser de proteiner, der er fanget i tandsten.
De første "tandbørster", arkæologer har været i stand til at dokumentere, dukkede ikke op før omkring 3.500 før vores tidsregning i Egypten og Babylon, men forskere mener, at ønsket om at fjerne ting, der sidder fast i dine tænder, stammer fra før Homo sapiens. (Selv nutidige menneskeaber er blevet observeret i at bruge pinde som tandstikker og græsstrå som rå tandtråd.)
Plak og tandsten dukkede dog først virkelig frem med fremkomsten af landbruget, da kulhydrat først der begyndte at udgøre det meste af vores kost. "Man kan se virkelig enorme mængder af tandsten hos mange individer efter indførelsen af landbruget," siger Gabriele Scorrano. "Jeg tror ikke, de brugte noget til at rense deres tænder."
Deres manglende tandhygiejne er vores videnskabelige gevinst. Gabriele Scorrano mener, at teknikkerne udviklet af hans team kunne anvendes på utallige andre ældgamle levn over hele verden, hvis nogle tænder overlevede, og deres ejere ikke var eksperter i mundhygiejne. At analysere DNA og protein sammen gør indsigten i de gamles liv større end summen af deres dele, understreger Gabriele Scorrano. "Ét plus et er mere end to," siger han.
