Nauka

Na szkliwie malowane

Tajemnice na zębach zapisane

Zęby służą jako trzecia ręka, ale i ozdoba. Na zdjęciu kobieta z angolskiego plemienia Mucubal. Zęby służą jako trzecia ręka, ale i ozdoba. Na zdjęciu kobieta z angolskiego plemienia Mucubal. BEW
Wiek, choroby, dieta, styl życia i miejsce urodzenia – wszystko to można wyczytać z zębów jak z kart szpitalnych albo kronik historycznych, choć nie zawsze tak dokładnie, jak byśmy chcieli.
Badania DNA zawartego w zębach naszych przodków sugerują, że teren dzisiejszej Polski był genetycznym tyglem Europy.Yuri. A/PantherMedia Badania DNA zawartego w zębach naszych przodków sugerują, że teren dzisiejszej Polski był genetycznym tyglem Europy.

Tekst został opublikowany w POLITYCE we wrześniu 2011 roku.

Zęby to pierwszy i wyjątkowo trwały element ludzkiego układu pokarmowego, dzięki czemu antropolodzy mogą starać się analizować dietę ich właściciela żyjącego nawet przed tysiącami lat. Nadzwyczajna trwałość szkliwa decyduje o tym, że często to właśnie zęby są najlepiej zachowaną pozostałością po zmarłym. – Na szkliwie zębów, zwłaszcza trzonowych, są widoczne ślady starcia, które dają pewien wgląd w dietę i sposoby przygotowywania żywności w dawnych grupach ludzkich – tłumaczy dr Arkadiusz Sołtysiak z Zakładu Bioarcheologii w Instytucie Archeologii Uniwersytetu Warszawskiego.

Ostatnio zespół paleoantropologa Luca Fiorenza z Senckenberg Forschungsinstitut we Frankfurcie przeanalizował ślady starcia na zębach trzonowych neandertalczyków i wczesnych homo sapiens. Dla pewności porównano je z mikrostarciami na zębach współcześnie żyjących łowców-zbieraczy (Eskimosów, Aborygenów i Buszmenów). Wyniki badań zaskoczyły wszystkich przekonanych, że neandertalczycy przegrali ewolucyjnie z człowiekiem, bo nie jadali roślin. Tymczasem okazało się, że podczas gdy mięsożercami byli zarówno neandertalczycy, jak i wcześni ludzie zamieszkujący Europę, to dieta mieszkańców Bliskiego Wschodu i Bałkanów obydwu tych gatunków była bardziej zróżnicowana. A zatem rośliny jadano tam, gdzie było ich więcej.

To zgadza się z badaniami na obszarach, gdzie występowali neandertalczycy; znajdowano tam pozostałości dzikich roślin strączkowych i traw o jadalnych nasionach. Być może je gotowano, co sugerują badania Amandy Henry, Alison Brooks i Dolores Piperno z George Washington University i Smithsonian Tropical Research Institute. Przebadały one kamień pobrany z zębów neandertalczyków z jaskini Szanidar w Iraku oraz jaskini Spy w Belgii i znalazły w nim ślady skrobi daktyli, dzikich przodków zbóż oraz roślin strączkowych. Rośliny te mogły być pieczone w ogniu, na co wskazuje częściowy rozpad ziaren skrobi. Choć zaraz po tej publikacji pojawiły się wątpliwości, że wnioski są zbyt daleko idące, to wyniki tych badań wpisują się w lansowaną od lat przez prof. Richarda Wranghama, brytyjskiego antropologa z Uniwersytetu Harvarda, tezę, że gotowanie zmieniło małpy w ludzi (POLITYKA 48/09).

Decydujący wpływ na nasz rozwój i zdrowie ma to, co i jak jemy. Pobrane z zębów i kości próbki można zbadać w celu ustalenia proporcji stałych izotopów azotu i węgla, co da informacje o przewadze diety roślinnej lub zwierzęcej, ewentualnie o udziale żywności pochodzenia morskiego. Dobre rezultaty metoda ta daje w Ameryce Północnej, ponieważ jadana tam kukurydza na tyle różni się od innych roślin spożywanych przez człowieka, że łatwo można prześledzić proces wprowadzania rolnictwa na nowe obszary. Można powiedzieć, że zęby obnażają wielkie zmiany gospodarcze.

Trzecia ręka

W neolicie, gdy człowiek zaczął ucierać ziarna zbóż w prymitywnych żarnach, grubo mielona mąka wymieszana z drobinkami kamienia szybko niszczyła mu szkliwo. Analiza wzorców mikrostarcia szkliwa mieszkańców dwóch badanych obszarów nad środkowym Eufratem (Tell Aszara i Tell Masaikh) pozwoliły dr. Sołtysiakowi zauważyć moment, w którym ludzie przeszli od prymitywnych żaren siodłowych do żaren napędzanych przez zwierzęta, a potem przerzucili się na nowoczesne mielenie mąki w młynach. – To przejście znane było na terenie basenu Morza Śródziemnego, teraz wiemy, że podobny proces miał miejsce w Mezopotamii. To była społeczno-gospodarcza rewolucja, bo nagle, gdy kobiety przestały spędzać godziny przy żarnach, pojawiły się spore nadwyżki siły roboczej, a później wielkie hellenistyczne manufaktury – tłumaczy dr Sołtysiak, którego artykuł na ten temat ukaże się wkrótce w „Journal of Archaeological Science”.

Nie dość, że pierwsi rolnicy na Bliskim Wschodzie mieli zęby bardziej starte niż myśliwi, a bogate w węglowodany zbożowe papki zaczęły sprzyjać rozwojowi próchnicy (choć stała się ona plagą dopiero w czasach, gdy zaczęliśmy jeść cukier ratyfikowany, czyli w XIX w.), to często wykorzystywali je jako tzw. trzecią rękę.

Tak było na Bliskim Wschodzie i w Anatolii, ale i w kulturze lendzielskiej (6,6–6 tys. lat temu) na terenie Kujaw. Potwierdziły to analizy zębów z 76 czaszek, wykonane przez dr. Wiesława Lorkiewicza z Uniwersytetu Łódzkiego. Więcej niż co trzeci zmarły miał charakterystyczne bruzdy na siekaczach i kłach. Co prawda uszkodzenia te częściej miały kobiety (niemal połowa), ale u mężczyzn były one głębsze i szersze, a ich zęby czasami starte były aż do miazgi. Delikatniejsze bruzdy miały zapewne osoby zajmujące się tkactwem, pleceniem koszy i produkcją przędzy, które zębami przytrzymywały wiklinowe witki i nici; głębsze przypominają zmiany u Eskimosek, zmiękczających zębami skóry. Potwierdzeniem wniosków antropologa są znajdowane obok czaszek z takimi uszkodzeniami ciężarki tkackie, igły, szydła oraz odciśnięte w glinie tkaniny, maty i kosze. Badania opublikowane w kwietniowym „American Journal of Physical Anthropology” nie tylko dowodzą używania zębów jako trzeciej ręki, ale też dają pewne przesłanki do rekonstrukcji podziału pracy między płciami w kujawskiej kulturze lendzielskiej.

Słowiańscy woje króla Danii

Zęby mogą też odsłonić inną tajemnicę – gdzie urodził się ich posiadacz. Służy temu badanie proporcji stałych izotopów tlenu, siarki, ale najczęściej strontu. To dlatego, że w przyrodzie proporcje poszczególnych izotopów tego ostatniego pierwiastka stanowią rodzaj sygnatur – na danym terenie są takie same w wodzie, glebie, roślinach i organizmach żywych. U ludzi sygnatura izotopowa zmienia się wraz z każdą poważniejszą przeprowadzką, co dobrze widać w kościach, ale proporcje izotopów w szkliwie, kształtującym się w dzieciństwie, pozostają niezmienne do końca życia.

Badając pod tym kątem szkliwo możemy powiedzieć, czy dany osobnik spędził młode lata w miejscu, gdzie został pochowany. Na tej podstawie można odtworzyć procesy migracji i stosunki społeczne. Według opublikowanych w czerwcu w „Nature” wyników badań zawartości izotopów strontu w 19 zębach parantropów i australopiteków z południowoafrykańskich jaskiń Sterkfontein i Swartkans (sprzed 2,7–1,7 mln lat), połowa samic nie urodziła się w regionie, gdzie znaleziono ich szczątki, ale 90 proc. samców to miejscowi. U wczesnych hominidów (podobnie jak u szympansów) samice przenosiły się między grupami i zamieszkiwały z niespokrewnionymi samcami. Paleoantropologów z University of Colorado w Boulder (USA) bardziej niż migracje pań zaskoczył fakt tak małej mobilności ówczesnych panów.

Wyniki badań izotopowych strontu czasami zaskakują, a czasami potwierdzają znane już prawdy. Tak było w 2003 r., gdy bogaty mężczyzna, zwany Łucznikiem z Amesbury, którego 4300 lat temu pochowano 5 km od Stonehenge, okazał się emigrantem, bo dzieciństwo spędził gdzieś na Południu Niemiec albo w Szwajcarii. Teraz burzę wywołało badanie izotopów strontu w zębach 48 szkieletów z cmentarzyska w okolicach zbudowanej w X w. twierdzy Trelleborg, na duńskiej Zelandii. Douglas Price z University of Wisconsin stwierdził, że większość badanych to cudzoziemcy, pochodzący przede wszystkim z Norwegii i z krajów nadbałtyckich. W mediach pokazała się szokująca informacja, że w drużynie pierwszego ochrzczonego króla Danii Haralda Sinozębego byli Słowianie.

W rzeczywistości badania te jedynie potwierdziły to, co wiadomo od dawna, bo obecność słowiańskich wojów w drużynie Haralda potwierdza archeologia (typowa ceramika słowiańska), przekazy duńskiego kronikarza Saxona Gramatyka, koligacje małżeńskie (żoną Haralda była słowiańska księżniczka Tofa, córka Mściwoja, króla Obodrytów) i sąsiedztwo ze Słowianami. Wyniki badań zębów osób pochowanych w okolicach Trelleborga to po prostu kolejny dowód na to, że w Europie X w. Słowianie i Skandynawowie mieli ze sobą dobre kontakty.

Ciekawsze mogą być wyniki prowadzonych przez Douglasa Price’a badań polskich próbek. W ramach badania szlaków migracji wikingów dowiemy się, skąd pochodzili zmarli, złożeni w kojarzonych ze Skandynawami grobach komorowych na stanowisku Bodzia (odkrytym w 2007 r. w trakcie budowy autostrady A1). Nekropolia powstała na przełomie X i XI w., czyli w czasach formowania się polskiej państwowości, ale archeolodzy przypuszczają, że zmarli mogli mieć związki z wikińskimi przedstawicielami elit państwa ruskiego. 28 próbek pobranych z ich zębów trafiło do laboratorium. Na razie chemik wstępnie poinformował, że zmarli nie byli tutejsi. Czy wychowali się na Rusi – dowiemy się jesienią.

Skąd się wzięli Brytyjczycy

Jeśli stront mówi nam o migracji człowieka w mikroskali, to w badaniach genetycznych pokładana jest nadzieja na rozwiązanie fundamentalnych zagadnień związanych z migracjami człowieka w skali makro.

Osłonięte szkliwem zęby są tu najważniejszym rezerwuarem wiedzy, bo w przypadku dawnych szczątków z nich najłatwiej uzyskać dobrej jakości, niezanieczyszczone próbki tłumaczy zajmujący się badaniem antycznego DNA Mateusz Baca, asystent w Ośrodku Badań Prekolumbijskich Uniwersytetu Warszawskiego.

To właśnie badanie próbek DNA z zębów Europejczyków żyjących 7800–7200 lat temu (m.in. na Mazurach, na stanowisku Dręstwo) pozwoliły Joachimowi Burgerowi z Johannes Gutenberg Universität w Moguncji dojść do ważnych wniosków dotyczących zasiedlenia północnej Europy. Okazało się, że większość przebadanych próbek nie ma genu odpowiadającego za umiejętność trawienia laktozy. Jedynie dzieci mogły pić mleko – u dorosłych powodowało ono wzdęcia i niestrawność, chyba że zostało odpowiednio przetworzone (i jedzone jako jogurty lub sery). Z czasem mający przewagę selektywną posiadacze genu umożliwiającego trawienie mleka zdominowali północną i środkową Europę, bo w późniejszych okresach mieszkali już tu w większości sami mlekopije.

Niestety, pobierane z dawnych zębów DNA nie daje jasnych odpowiedzi na wszystkie pytania. Po pierwsze, nie zawsze udaje się wyekstrahować odpowiednio długie jego łańcuchy, po drugie – uzyskany materiał genetyczny to zazwyczaj DNA mitochondrialny, którego jest w komórce znacznie więcej niż DNA jądrowego. To dlatego nasza wiedza o genetycznej przeszłości opiera się w dużym stopniu na informacjach dotyczących jedynie linii żeńskiej. Aby prześledzić naszą przeszłość na podstawie zmienności genetycznej, badacze mogą również analizować współczesny DNA.

W przypadku izolowanych grup łatwiej o powtarzalność pewnych wariantów genów, ale Polacy z pewnością do nich nie należą, co wykazały w 2006 r. badania Spencera Wellesa, szefa ogólnoświatowego Projektu Genograficznego. Teren Polski okazał się genetycznym tyglem Europy, w przeciwieństwie do północnych Niemiec i Danii, gdzie prawie wszyscy mężczyźni mają tzw. gen fryzyjski – charakterystyczną mutację na chromosomie Y. Ostatnio badacze z University College w Londynie, kierowani przez Marka G. Thomasa, ogłosili, że ma go też co drugi Brytyjczyk.

W sumie to nic dziwnego. Od momentu wycofania się wojsk rzymskich w 407 r. Wyspę najeżdżali Anglowie i Sasi – to fakt historyczny, ale badacze sądzili jednak, że byli to jedynie nieliczni przedstawiciele elit. Tymczasem wygląda na to, że przez Morze Północne napłynęły do Anglii tłumy, niektórzy badacze mówią nawet o 200 tys. emigrantów. Pozbawieni ochrony rzymskiej armii i zromanizowani Celtowie przegrywali w starciach z bitnymi germańskimi najeźdźcami.

Mapa rozkładu genów pokazuje, że najbardziej germańska jest zachodnia i środkowa część wyspy, a Brytyjczycy pozbawieni genu fryzyjskiego żyją dziś jedynie na obrzeżach Wielkiej Brytanii. Thomas sugeruje, że Anglosasi podporządkowali sobie lokalną ludność i pilnowali narzuconych struktur społecznych. Ponieważ ich dzieci miały większą szansę na przeżycie niż potomstwo zabiedzonych tubylców, współczesny mieszkaniec angielskiej prowincji jest genetycznie bliższy Niemcowi niż Walijczykowi czy Szkotowi.

Brytyjczycy na wszelki wypadek postanowili potwierdzić wyniki badań genetycznych sięgając do zębów. Najnowsze badania izotopów strontu u zmarłych z anglosaskich cmentarzysk wykazały, że 20 proc. z nich nie urodziło się na Wyspach. To trochę za mało, by potwierdzić, że tzw. gen fryzyjski napłynął do Anglii już z pierwszą falą anglosaskich najeźdźców. Na jego obecność u współczesnych Brytyjczyków musiały mieć zatem wpływ również późniejsze podboje skandynawskich wikingów. Mogłyby to potwierdzić badania dawnego materiału genetycznego, ale to nie takie proste, bo wymaga badania DNA jądrowego, którego uzyskanie z tak starych zębów nie jest łatwe.

Genetyka może być wskazówką, ale nie wyjaśni kwestii przynależności etnicznej, bo geny nie mają bezpośredniego powiązania ani z narodowością, ani z językiem. – Mylą się ci, którzy sądzą, że wystarczy zbadać DNA, by stwierdzić, czy ktoś był Ślązakiem, Kaszubem czy Szkotem, bo jest to możliwe tylko w wyjątkowo specyficznych sytuacjach – mówi Mateusz Baca. Sołtysiak dodaje: Lepiej kwestie tożsamości etnicznej zostawmy historykom, bo tylko oni dysponują odpowiednimi narzędziami do badania tekstów, jedynych źródeł, na podstawie których można próbować dowiedzieć się, jak żyjący na danym terenie ludzie postrzegali sami siebie.

Zęby odpowiadają na tyle pytań, że chyba nie ma sensu wciąganie ich na siłę w polityczno-etniczne spory. Chociaż jest to kuszące i czasami sensowne, w końcu wiadomo, że inkrustowane jadeitem zęby są charakterystyczne dla Majów, ponacinane – dla wikingów, a barwione na czarno – dla japońskich gejsz. Co tu dużo mówić – w nauce jak w życiu – nie ma to jak dobre zęby.

Więcej na ten temat
Reklama

Czytaj także

Nauka

Czy schizofrenię da się wyjaśnić z pomocą teorii ewolucji?

Psychiatra Timothy Crow zaproponował jedną z najbardziej oryginalnych koncepcji wyjaśniających, skąd się biorą choroby psychiczne. Jego zdaniem schizofrenia to cena za... człowieczeństwo.

Marcin Nowak
11.05.2019
Reklama