DNA-tutkimus

Kukkia, ravintokasveja ja väkivaltaa – Tutkimuksia neandertalinihmisistä

FM Sofia Paasikivi – Turun yliopisto

Tässä jutussa tarkastelen mm. Irakin Shanidarin luolan avulla erilaisia metodeja, joita voidaan käyttää neandertalinihmisten sekä heidän tekemiensä hautausten tutkimuksessa ja tulkinnassa. Käsittelen lähinnä siitepöly- ja tärkkelystutkimuksia sekä osteologiaa, mutta lopuksi käyn vielä lyhyesti läpi geneettisiä tutkimuksia. Monet jutussa esitellyt tutkimusmetodit ovat yhtälailla sovellettavissa myös tuoreempien arkeologisten aineistojen ja nykyihmisen tutkimiseen, mutta neandertalinihmisten hautauksien vähäisyys, huono kunto, vanhat ja puutteelliset kaivausdokumentit sekä varhainen ajoitus lisäävät tutkimukseen omat haasteensa. On myös olemassa lukuisia muita metodeja, jotka jäävät kuitenkin tämän katsauksen ulkopuolelle.

Shanidarin luola. Kuva: Alan Farhadi/Flickr CC.

Shanidarin luola. Kuva: Alan Farhadi/Flickr CC.

Irakissa sijaitseva Shanidarin luola on yksi kuuluisimpia neandertalinihmisiä koskevia löytöjä. Luolasta on löytynyt yhteensä kymmenen vainajaa, joiden alkuperäiset jäännökset ovat valitettavasti kadonneet Irakin heikon turvallisuustilanteen vuoksi. Alkuperäisistä luista tehdyt valokset sen sijaan ovat yhä Smithsonian-instituutissa. Kuten Ranskan La Chapellen tapauksessa, myös Shanidarissa on epävarmaa, onko vainajat haudattu tarkoituksella vai ei. Shanidarin tapauksessa tämä johtuu siitä, että luolan katto on aikanaan romahtanut, eikä yksilöistä ole varmuudella pystytty sanomaan, ovatko he menehtyneet luolan katon romahtamiseen vai kenties johonkin muuhun.

Shanidarin neandertalinihmisten jäännösten yhteydessä on pitkään arveltu olleen myös hautaan aseteltuja kukkia tai muita kasveja. Siitepölyanalyysin avulla on voitu tutkia sitä, mitä kasveja alueella on kasvanut ja mitkä ovat mahdollisesti olleet neandertalinihmisen hyödynnettävissä. Siitepölyanalyysin kohdalla tulee kuitenkin aina tutkia haudan lisäksi myös ympäröivä alue, jotta saadaan tietoa siitä, onko siitepölyä ainoastaan haudassa vai kaikkialla ympäristössä. Shanidarin luola on erityisen kuuluisa niin kutsutusta kukkahautauksestaan (”flower burial”) Shanidar IV:stä, jonka yhteydessä löytyi runsaasti kukkien siitepölyä. Tämä on usein johtanut siihen, että kukkia on arveltu olleen vainajan mukana hauta-antimena tai haudan koristeena. Vuonna 2015 julkaistussa artikkelissa luolan siitepölykerrostumia kuitenkin tutkittiin tarkemmin, eikä siitepölyn päätymistä paikalle voi pitää varmuudella juuri hauta-antimista johtuvana seikkana (Fiacconi et al. 2015). Ensimmäiset Shanidarin luolan tutkimukset on tehty jo 1960-luvulla, ja ala sekä metodit ovat kehittyneet paljon. Vanhoja tutkimuksia olisikin tarpeen avata uudelleen, nykyaikaisin menetelmin ja varmistaa tulemmeko yhä samoihin johtopäätöksiin kuin noin 50 vuotta sitten.

Vuonna 1975 Science-lehdessä julkaistu kuva Shanidar IV -nimellä tunnetusta "kukkahautauksesta".

Vuonna 1975 Science-lehdessä julkaistu kuva Shanidar IV -nimellä tunnetusta ”kukkahautauksesta”.

Siitepölyanalyysin lisäksi myös muut mikroskooppiset menetelmät tuovat lisää tietoa neandertalinihmisistä. Hammaskivestä tehdyt analyysit Irakin Shanidar III:sta sekä Belgian Spy Cave -luolan vainajasta osoittavat neandertalinihmisten syöneen runsaasti erilaisia kasveja, kuten taateleita ja palkokasveja. Tutkimuksessa analysoitiin hammaskiven sisältämiä fytoliitteja, eli kasvien soluissa olevia mineraalihiukkasia, joiden avulla on mahdollista tunnistaa kasvilajeja sekä havaita kasvien läsnäolo tutkittavan kohteen ruokavaliossa. Tämä muutti aiempaa käsitystä, jonka mukaan neandertalinihmiset söivät pääasiassa lihaa, ja että yksipuolinen, lihapainotteinen ravinto olisi mahdollisesti vaikuttanut lajin sukupuuttoon.

Tärkkelysainesten analyysissä havaittiin myös mahdollisesta kasvien kypsentämisestä kertovia merkkejä. (Henry et al. 2010). Hammaskiven lisäksi neandertalinihmisten ruokavaliota on tutkittu myös isotooppianalyysin keinoin. Ranskan Les Pradellesin myöhäisiä neandertalvainajia tutkimalla selvisi neandertalinihmisten metsästäneen paljon suuria maalla eläviä kasvinsyöjiä, mutta käyttäneen merellistä ruokaa korkeintaan satunnaisesti. Artikkelin kirjoittajat kuitenkin huomauttivat tekstissään, että isotooppianalyysi saattaa antaa liian yksipuolisen kuvan neandertalinihmisten ruokavaliosta (Richard et al. 2009). Shanidarin ja Les Pradellesin kohteilla on sekä maantieteellisesti että ajallisesti paljon eroa, mutta olisi kiinnostavaa tietää antaisivatko fytoliittitutkimukset monipuolisemman kuvan myös Les Pradellesin neandertalien ruokavaliosta.

Kuva: Henry et al. 2010, fig. 2.

Shanidar III:n hammaskiven tärkkelysjyväsiä elektronimikroskoopilla suurennettuna. Joukossa on palkokasveista peräisin olevia jäänteitä. Kuva: Henry et al. 2010, fig. 2.

Shanidar III -nimellä tunnettuun yksilöön kohdistui myös perinteisempää osteologista tutkimusta, kun vainajan vasemman puolen yhdeksännessä kylkiluussa havaittiin pistohaavan aiheuttama leesio. Leesiota tutkimalla ja vertaamalla sitä erilaisiin vammoihin ei pystytty täysin sulkemaan pois mahdollisuutta siitä, että vamma olisi syntynyt veitsen tai keihäänkärjen aiheuttamasta pistohaavasta. Tutkijat pitivät kuitenkin kaikkein todennäköisimpänä vamman aiheuttajana nuolta (Churchill et al. 2009). Samassa artikkelissa mainitaan, että nykyihminen on levinnyt alueelle samoihin aikoihin ja hyvin mahdollisesti käyttänyt jousta ja nuolta aseita joita ei tunneta neandertalkohteista. Tämä avaa mahdollisia tulkintoja myös siihen, millaista väkivaltaa lajien välillä esiintyi. Shanidar III:n lisäksi Ranskasta Saint Césairesta tunnetaan toinen neandertalvainaja, jonka luustossa on merkkejä kiviaseen aiheuttamasta vammasta (Zollikofer, 2002). Churchill et al. (2009) korostavatkin artikkelissaan, ettei näiden hyvin vähäisten löytöjen perusteella voi tehdä liian pitkälle meneviä johtopäätöksiä, mutta niitä ei myöskään tulisi sivuuttaa tutkimuksessa. Shanidar III:nen vamma oli vakava, mutta luun jälleenkasvu viittaa siihen, että vainaja eli useita viikkoja vamman saamisen jälkeen. Kuolinsyytä ei kuitenkaan voi varmuudella luista määrittää. Shanidar III saattoi menehtyä vamman aiheuttamaan pehmytkudostulehdukseen (luussa ei näy merkkejä tulehduksesta), samassa yhteydessä saamiinsa pehmytkudosvammoihin tai johonkin täysin vammaan liittymättömään asiaan, kuten luolan katon romahtamiseen.

Vaikka Shanidar III:n vammoista ei voi automaattisesti vetää johtopäätöstä siitä, että kyseessä olisi nimenomaan lajien välisen väkivallan vuoksi menehtynyt yksilö, avaa vainaja kuitenkin mahdollisuuksia uusille tulkinnoille. Jos kyse ei ollut lajien välisestä väkivallasta, olivatko neandertalinihmiset omaksuneet nykyihmisille tyypillisemmän uuden asetyypin? Vai oliko vamma ehkä sittenkin keihään tai veitsen aiheuttama ja kyseessä on ryhmän sisäinen väkivalta? Myös esimerkiksi metsästysonnettomuus voisi olla yksi selitys tapahtuneelle.

Shanidar

Kylkiluuvamma Shanidar III -luurangon kylkiluussa. Kuva: Anthropology.net.

Shanidarin luola tarjoaa myös todisteita sille, että neandertalinihmiset huolehtivat ryhmänsä jäsenistä. Shanidar I on aikuiseksi kasvanut vainaja, jolla todettiin runsaasti lapsuudenaikaisia vammoja. Päähän osunut isku on todennäköisesti aiheuttanut yksilölle näkövamman sekä motorisia ongelmia. Lisäksi yksilön oikean jalan metatarsaaleissa oli parantunut murtuma (www1). Shanidar I on tarvinnut yhteisönsä apua selviytyäkseen aikuiseksi asti. Toinen vastaava tapaus on aiemmin mainittu St. Césairen yksilö, joka selvisi päähän saadusta, kiviaseella aiheutetusta vammasta, mutta on toipumisvaiheessa todennäköisesti tarvinnut muiden apua (Zollikofer, 2002).

Hyvin säilyneiden jäännösten kohdalla on mahdollista tutkia myös neandertalinihmisten sekä nykyihmisten geneettisiä eroja. Yhtenä geenitutkimuksen suurimmista haasteista on kuitenkin DNA:n hajoaminen, joka alkaa heti kuoleman jälkeen. DNA:n säilyminen kymmeniä tuhansia vuosia edellyttää poikkeuksellisen hyviä oloja; kuivuutta ja vakaata lämpötilaa. Joitakin riittävän hyviä näytteitä on kuitenkin selvinnyt, ja vuonna 2010 Max Planck -instituutin tutkimusryhmä sai sekvensoitua neandertalinihmisen koko genomin siperialaisen yksilön varvasluusta (www2). Genomin avaaminen auttoi selvittämään nykyihmisen, neandertalinihmisen sekä denisovanihmisen sukulaisuussuhteita.

Kuva: Don's Maps http://donsmaps.com/

St-Césairen neandertalin kallossa on jälkiä kiviaseen jättämästä mutta parantuneesta vammasta. Kuva: Don’s Maps

Lisäksi geneettiset tutkimukset ovat auttaneet esimerkiksi selvittämään että myös neandertalinihmisillä oli nykyihmisten puheeseen merkittävästi vaikuttava FOXP2-geeni (Krause et al. 2007). Puhuminen on siis ollut ainakin geneettisesti mahdollista neandertalinihmisille. Puhumista tukee myös Israelin Kebarasta löytynyt neandertalinihmisen kieliluu, josta tehdyt tietokonemallinnokset ja mikro-biomekaaniset mallit osoittivat luun toimineen hienoisista eroista huolimatta hyvin samalla tavalla kuin nykyihmisillä (D’Anastasio et al. 2013).

DNA:n lisäksi melko uusi tutkimusala on paleoproteiinien tutkimus (paleoproteomic analysis) jossa tutkitaan DNA:n sijasta sen koodaamia proteiineja. Menetelmän avulla on pystytty jo yhdessä tutkimuksessa erottamaan neandetalinihmisen jäännökset nykyihmisten jäännöksistä. Tulos varmennettiin mitokondriaalisen DNA:n vertaamisella, sillä nykyihmisen ja neandertalinihmisen yhtäläisyydet sijaitsevat tuman DNA:ssa, kun taas mitokondriaalinen DNA erottaa lajit toisistaan (Welker et al. 2016). Proteiinitutkimukset tulevat todennäköisesti tulevaisuudessa kertomaan meille lisää ja tarkempaa tietoa ihmislajien eroista. Alan huippunimi Matthew Collins muutti äskettäin Tanskaan, Kööpenhaminan yliopiston geogenetiikan tutkimusryhmään, joten myös Pohjoismaat ovat mukana alan kehityksessä (Sjøgren 2017).

Kuva: Don Hitchcock

Kebara 2 -nimellä tunnetun israelilaislöydön museorekonstruktio. Kuva: Don Hitchcock/Don’s Maps.

Geneettiset tutkimukset tulevat todennäköisesti lisäämään tulevaisuudessa entisestään tietoa eri ihmislajeista. Mitä enemmän pystymme tunnistamaan eri ominaisuuksiin vaikuttavia geenejä, sitä paremmin voimme tutkia näiden muutoksia myös oman lajimme lähisukulaisissa.

Neandertalinihmistä ja heidän mahdollisesti tekemiä hautauksia voidaan tutkia monin eri tavoin. Useat menetelmät kuten osteologia, arkeotanatologia (ks. La Chapellen neandertalinihminen: rituaalinen hauta vai ruumiin kätkemistä?) ja monet luonnontieteelliset analyysit ovat yhteisiä nykyihmisten aikaisille kohteille. Tutkimuksen ongelmat kiteytyvätkin useammin lajin eroihin ja siihen, mitä voimme saada tietää neandertalinihmisten kognitiivisista kyvyistä ja kulttuurista, ja kuinka paljon eroja ja yhtäläisyyksiä voimme olettaa lajeilla olevan. Luonnontieteelliset metodit kuten isotooppi-, proteiini-, ja fytoliittianalyysit, siitepölytutkimukset sekä tietokonekuvantaminen ja -mallinnukset antavat kuitenkin uusia välineitä, joilla voi saada uutta tietoa vähäisistäkin löydöistä.

Käytetyt lähteet:

Churchill, S, Franciscus, R, McKean-Peraza, H, Daniel, J, & Warren, B 2009, ’Shanidar 3 Neandertal rib puncture wound and paleolithic weaponry’, Journal Of Human Evolution, 57, 2, pp. 163-178. 9

D’Anastasio, R, Wroe, S, Tuniz, C, Mancini, L, Cesana, D, Dreossi, D, Ravichandiran, M, Attard, M, Parr, W, Agur, A, & Capasso, L 2013, ’Micro-Biomechanics of the Kebara 2 Hyoid and Its Implications for Speech in Neanderthals’, Plos ONE, 8, 12, pp. 1-7.

Edwards, O. 2010. The Skeletons of Shanidar CaveSmithsonian Magazine. March 2010.

Fiacconi, Marta and Chris O. Hunt. 2015. Pollen taphonomy at Shanidar Cave (Kurdish Iraq): An initial evaluation. Review of Palaeobotany and Palynology (2015). Volume 223, December 2015, Pages 87–93.

Henry, Amanda G., Brooks, Alison S., and Piperno, Dolores R. 2010. Microfossils in calculus demonstrate consumption of plants and cooked foods in Neanderthal diets (Shanidar III, Iraq; Spy I and II, Belgium) PNAS 2011 108 (2) 486-491; published ahead of print December 27, 2010, doi:10.1073/pnas.1016868108

Krause, J, Lalueza-Fox, C, Orlando, L, Enard, W, Green, R, Burbano, H, Hublin, J, Hänni, C, Fortea, J, de la Rasilla, M, Bertranpetit, J, Rosas, A, & Pääbo, S 2007, ’The Derived FOXP2 Variant of Modern Humans Was Shared with Neandertals’, Current Biology, 17, 21, pp. 1908- 1912.

Richards, M. P., & Trinkaus, E. (2009). Isotopic evidence for the diets of European Neanderthals and early modern humans. PNAS 2009 106(38), 16034-16039. doi:10.1073/pnas.0903821106. 10

Sjøgren, K. 2017: The ‘Godfather’ of bioarchaeology is moving to Denmark. Science Nordic 19.1.2017.

Welker, F, Hajdinjak, M, Talamo, S, Jaouen, K, Dannemann, M, David, F, Julien, M, Meyer, M, Kelso, J, Barnes, I, Brace, S, Kamminga, P, Fischer, R, Kessler, B, Stewart, J, Pääbo, S, Collins, M, & Hublin, J 2016, ’Palaeoproteomic evidence identifies archaic hominins associated with the Châtelperronian at the Grotte du Renne’, PNAS, 113, 40, pp. 11162-11167.

www1: The Smitsonian Institute: Shanidar I: http://humanorigins.si.edu/evidence/human-fossils/fossils/shanidar-1

www2: Max Planck Institute: http://www.eva.mpg.de/neandertal/index.html

Zollikofer, C, Ponce de Leót, M, Vandermeersch, B, & Lévêque., F 2002, ’Evidence for interpersonal violence in the St., Césaire Neanderthal’, PNAS, 99, 9, p. 6444.

 

 

 

 

Kommentoi

Täytä tietosi alle tai klikkaa kuvaketta kirjautuaksesi sisään:

WordPress.com-logo

Olet kommentoimassa WordPress.com -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Twitter-kuva

Olet kommentoimassa Twitter -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Facebook-kuva

Olet kommentoimassa Facebook -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Google+ photo

Olet kommentoimassa Google+ -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Muodostetaan yhteyttä palveluun %s