Teksti: Emma Nikander

Muinainen DNA paljastaa sekä ihmisten että ympäristön historiasta uutta tietoa. Samalla voimme saada jonkinlaisia vastauksia tämän päivän suurimpiin ongelmiin, kuten monimuotoisuuden vähenemiseen, ilmaston muuttumiseen ja pandemioihin.

Maaperästä kairattujen sedimenttinäytteiden avulla päästään käsiksi tietoon hyvin pitkältä ajalta – niin pitkältä, ettei siihen muilla keinoin pystyttäisi. Esimerkiksi noin 10 000-vuotiaan Itämeren syvimmissä sedimenteissä on kirjattuna koko meren historia. Sieltä kairattujen näytteiden avulla voidaan tutkia meren muinaisia ja nykyisiä organismeja ja saada tietoa ympäristön tilasta eri aikakausina.

Geneetikko Petri Auvinen työryhmineen tutkii hankkeessaan kahdenlaisia näytteitä, joiden avulla tehdään aikamatka kauas menneeseen. Itämeren sedimenttinäytteiden lisäksi kairataan toinen näytesarja Tammelassa sijaitsevasta suosta, jonka syvimmissä osissa näytteitä voidaan löytää liki yhtä pitkältä ajalta kuin Itämerestäkin.

Jos sedimenttinäytteistä saadaan eristettyä DNA, siitä voidaan tutkia, millaisia mikrobeja, kasveja ja eläimiä alueella on elänyt. Näytteiden avulla voidaan selvittää myös, millainen maaperä on ollut ja mitä ympäristössä on tapahtunut, kun ilmasto on muuttunut.

Se voi auttaa ymmärtämään nykyistäkin ilmaston muuttumista, Auvinen kertoo. ”On helpompi ennustaa tulevaa, kun tiedetään, mitä aikaisemmin on tapahtunut. Merien sedimentit ja suot ovat kirjanneet olosuhteita kyselemättä tuhansien vuosien ajan. Tässä tapauksessa historian avulla kurotetaan tulevaan.”

Mihin Levänluhdan vainajat kuolivat?

Muinais-DNA:ta tutkimalla voidaan saada arvokasta tietoa myös ihmisten elämästä. Professori Antti Sajantilan ja työryhmän hankkeessa tutkitaan muinaista DNA:ta kahden eri aikakauden ja hautatyypin vainajista. Heidät on löydetty Oulun eteläpuolella sijaitsevasta Ruukin tervahaudasta sekä Isonkyrön Levänluhdan vesikalmistosta ja sen lähellä olevasta Käldamäen haudasta.

Vainajien lisäksi työryhmää kiinnostavat heidän kantamansa virukset ja bakteerit. Sekä ihmis-DNA:n että patogeenien DNA:n avulla pyritään vastaamaan esimerkiksi siihen, keitä vainajat ovat, mitä ihmisryhmää he edustavat ja voiko dna kertoa jotakin heidän terveydentilastaan tai kuolinsyystään. Tutkimuksen avulla pyritään selvittämään myös, minä aikakautena he ovat eläneet ja millaista ravintoa he söivät. Olivatko he sukulaisia keskenään? Sekin voidaan saada selville molekyylitutkimuksen avulla.

Levänluhdan hauta on tunnettu jo 1670-luvulla ja aluetta on aktiivisesti tutkittu eri menetelmin yli sata vuotta. Siitä, miksi vainajat ovat sinne päätyneet, on esitetty mitä erilaisempia teorioita, kertoo professori Antti Sajantila Helsingin yliopistosta.

”Ruukin alue vaikuttaa yhden tietyn ajan haudalta, mutta Levänluhdassa taas näyttäisi olevan rautakautisia vainajia useamman sadan vuoden ajalta. Eikä vaan ihmisiä, vaan myös eläimiä. Ehkä tutkimuksen avulla selviää, ovatko nämä ihmiset kuolleet esimerkiksi epidemiaan tai nälänhätään.”

Monitieteisessä tutkimusryhmässä on molekyyligenetiikan ja -virologian asiantuntijoita, arkeologeja, oikeuspatologeja ja isotooppiasiantuntijoita. ”Yksittäisen tieteenalan tuottaman tiedon arvo jäisi huomattavasti vähäisemmäksi ilman muita osa-alueita”, Sajantila sanoo.

Tietoa humalan ja omenan liikkeistä

Eikä muinaisista ihmisistä tapoineen saada tietoa ainoastaan ihmis-DNA:n avulla. Kahdelta arkeologiselta kohteelta, kivikautisen ajan Humppilasta ja keskiajalta Turun Katedraalikoulun alueelta löytyneet näytteet voivat tuottaa tietoa esimerkiksi siitä, millaisia humala- ja villiomenakantoja Suomessa on käytetty. Niitä tutkii Turun yliopiston biologi Sanna Huttunen työryhmineen.

”Pyrimme selvittämään muun muassa miten eri kantoja on käytetty Suomen eri osissa, ovatko ne sukua nykyisille maatiaiskannoille tai villiesiintymille ja miten ne ovat levinneet”, kertoo Huttunen.

Saatuja tietoja verrataan sekä historiallisiin että nykypäivän aineistoihin. Niitä löytyy esimerkiksi Luonnonvarakeskuksen tutkijoilta, Suomen luonnontieteellisiltä museoilta ja yksittäisiltä tutkijoilta, joiden kanssa hanke tehdään yhteistyössä.

Humppilassa kivikautiset kerrostumat ovat hautautuneet umpeenkasvaneen järven pohjakerrostumiin. Turpeessa säilynyt kasvisto ja eläinlajisto voidaan DNA-viivakooditunnisteita käyttäen pyrkiä tunnistamaan aiempaa tarkemmin. Sen jälkeen voidaan tutkia, näkyykö lajistossa asutus, jota paikalla on 4000 vuotta sitten ollut. DNA-menetelmillä pyritään myös tunnistamaan kasvi- ja eläinjäänteitä, joiden lajista ei aiemmin ole ollut varmuutta. Näin saattaa paljastua, onko tietty kasvin osa esimerkiksi viljaa.

”Silloin se olisi yksi varhaisimpia merkkejä viljelystä Suomessa”, kertoo työryhmän arkeologi Mia Lempiäinen-Avci Turun yliopistosta.

Humala on ollut hyvin laajalti viljeltyä keskiajalla, jolloin liki joka talossa kasvatettiin humalistoa. Geneettisen aineiston perusteella pystytään selvittämään eri kantojen ihmisvälitteistä leviämistä. Mennyt voi antaa eväitä myös tulevaan: mikäli joku humalakanta vaikuttaa selvinneen kautta aikojen, saattaa sillä olla potentiaali pärjätä hyvin myös tulevaisuuden epävarmoissa oloissa.

Näytteet ovat jo olemassa, joten kaivauksille ei tarvitse enää lähteä. Siksi hankkeessa keskitytään tutkimaan niitä sekä mikroskoopin ääressä että laboratoriossa, sanoo Huttunen. Jokaisella on monitieteellisessä tutkimusryhmässä oma vastuu- ja osaamisalueensa.

”Koko tutkimuksen lähtökohta on, että käytössämme on osaamista ja erilaisia aineistoja, jotka voidaan yhdistää saumattomasti ja saada tuloksia, johon ei kukaan yksinään pysty.”

Muinais-dna:n tutkimukselle on tilausta

Vuoden 2022 fysiologian ja lääketieteen Nobel-palkinnon sai biologi Svante Pääbo, jonka johdolla selvitettiin neandertalilaisen ihmisen koko genomi ja löydettiin kokonaan uusi ihmislaji. Palkinnolla on ollut merkitystä muinais-, ympäristö- tai sedimentti-DNA:n tutkimuksen asemaan, sanoo Pääbon laboratoriossa itsekin aikoinaan tutkimusta tehnyt Sajantila.

Tähän saakka muinais-DNA:n tutkimus on ollut Suomessa jälkijunassa, ja laajat suomalaiset aineistot ovat alitutkittuja, sanoo Lempiäinen-Avci. ”Olen kiitollinen, että Kulttuurirahasto tarttui aiheeseen, jolle on suuri tarve.”

”Tällainen tutkimus opettaa arvostamaan omaa historiaamme ja omia erityispiirteitämme. Kaikennäköisiä asioita voi paljastua, kun puutteellisesti tutkittuja aineistoja aletaan tutkia”, sanoo Huttunen.

Suomen Kulttuurirahasto myönsi vuonna 2023 yhteensä kaksi miljoonaa euroa tutkimushankkeille, jotka kohdistuvat muinais-, ympäristö- ja sedimentti-DNA:han. Tavoite oli lisätä eri tieteenaloilta tulevien tutkimusryhmien yhteistyötä ja siten vahvistaa koko alaa Suomessa.