Uppruni landnámsmanna ráðinn með erfðamengi úr tönnum

Vísindamenn Íslenskrar erfðagreiningar hafa raðgreint erfðamengi úr tönnum 25 einstaklinga frá landnámsöld.  Niðurstöðurnar, sem birtast í vísindatímaritinu Science í dag, setja upphaf Íslandsbyggðar í nýtt ljós.

Með samanburði við arfgerðir úr núlifandi íbúum Íslands, Bretlandseyja, Skandinavíu og annarra Evrópuþjóða, var í fyrsta sinn hægt að meta beint uppruna einstaklinga frá landnámsöld. Erfðaefni var raðgreint úr 27 líkamsleifum sem geymdar eru á Þjóðminjasafni Íslands, þar af 25 frá fyrstu kynslóðum Íslandsbyggðar (870 til 1100). Niðurstöðurnar sýna að í landnámshópnum voru sumir af norrænum uppruna, aðrir af keltneskum og enn aðrir af blönduðum uppruna. Líklegt er að slík blöndun hafi átt sér stað á Bretlandseyjum. Alls var norrænn uppruni einstaklinganna frá landnámsöld um 57%, en er 70% í núlifandi Íslendingum. 

 „Við höfum lengi vitað að Íslendingar rekja ættir sínar bæði til Norðmanna og kelta, en greining á erfðaefni úr líkamsleifum frá landnámsöld gerir okkur kleift að sjá hvernig fyrstu íbúar landsins voru áður en, og á meðan, þessi blöndun átti sér stað,“ segja Sunna Ebenesersdóttir og Agnar Helgason, líffræðilegir mannfræðingar hjá Íslenskri erfðagreiningu og höfundar greinarinnar. „Nú þurfum við ekki lengur að áætla á grundvelli arfgerða úr núlifandi fólki. Þetta er nánast eins og að hafa aðgang að tímavél. Núna getum við rannsakað fólkið sjálft sem tók þátt í landnámi Íslands.“

Beinagrind fundin i kumli frá landnámsöld. Ljósmynd/ Ívar Brynjólfsson fyrir Þjóðminjasafn Íslands.

Íslendingar hafa fjarlægst upprunaþjóðir sínar og orðið erfðafræðilega einsleitari

Rannsóknin sýnir skýrt að umtalsverður hluti af þeim erfðabreytileika sem kom til Íslands með landsnámsfólki hefur tapast á undanförnum 1100 árum. Við þetta hafa Íslendingar orðið erfðafræðilega einsleitari og af þeim sökum ólíkir upprunaþjóðunum frá Skandinavíu og Bretlandseyjum. „Mannfæð og endurtekin mannfellisár vegna hungurs og faraldra hafa leitt til þess að Íslendingar hafa fjarlægst upprunaþjóðir sínar í Skandinavíu og á Bretlandseyjum, og um leið orðið erfðafræðilega einsleitari,“ sagði Kári Stefánsson, forstjóri Íslenskrar erfðagreiningar og einn höfunda greinarinnar. „Þetta hefur gert leit okkar að erfðafræðilegum orsakaþáttum sjúkdóma á Íslandi aðeins auðveldari.“

Spurður um hvenær þessar rannsóknir hófust segir Kári að Agnar sé algjörlega ábyrgur fyrir að færa fyrirtækið inn á þetta svið. „Hann kom til okkar sem ungur mannfræðingur sem var að byrja í doktorsverkefni fyrir lifandi löngu. Það sem er spennandi við þetta er að við erum að taka aðferðafræði sem er þróuð af erfðafræðinni og sú aðferðafræði er ekki bara aðferðafræðin að raðgreina heldur við að gera alls konar útreikninga og grafa ofan í gögn og Agnar gerði það og flytur þetta yfir í mannfræðina,“ segir Kári. „Eitt af því sem oftast býr á bak við uppgötvanir á einhverju nýju er að þú tekur tvö svið og lætur þau skarast. Það er það sem Agnar er búinn að vera að gera í tuttugu ár. Hann byrjaði á því að líta á hvatberaerfðaefni og skoða samanburð á íslenskum hvatberum og norskum og keltneskum og svo framvegis og þannig byrjar þetta svið innan okkar hóps.“

Agnar segir að þau hafi birt rannsóknir við og við, þá fyrstu árið 2000 og svo til dæmis grein sem birtist árið 2011 þar sem DNA landnámsfólks var greint. „En þá vorum við bara að greina erfðaefni hvatbera sem var svona þúsund kirna bútur. Nú erum við að greina allt erfðamengið, eða um þrjá milljarða kirna sem er miklu meira og það er sú bylting sem er afurð af byltingu í raðgreiningatækni. Og það hefur opnað nýjan heim. Í fyrri rannsóknum vorum við alltaf að álykta uppruna hópsins, landnámshópsins í heild en ekki einstaklinga. Núna, með þeirri vinnu sem Sunna er búin að gera á þessum gömlu DNA-sýnum í gömlu rannsóknarstofunni sem er reyndar staðsett í Turninum í Kópavogi, þá vorum við með þessi gömlu DNA-sýni í frysti og svo allt í einu urðu þau enn þá meira gagnleg en áður út af þessum tækniframförum. “

mbl.is/Valli

Beinagrindur 25 einstaklinga rannsakaðar

Kári segir að upp úr þessu komi mikilvægar spurningar. „Spurningar sem koma til baka og verða mikilvægar spurningar af því að við getum svarað þeim á annan máta. Eitt af því er að spyrja af hverju við erum að eyða tíma, peningum og kröftum í að skoða sögu þessarar þjóðar þegar við erum fyrst og fremst að elta uppi breytanleika í erfðamengi sem valda sjúkdómum. En þetta nærist hvort af öðru, mannfræðin og þessi mannfræðilega nálgun, þessi skilningur á hvernig íslensk þjóð er samansett hefur hjálpað okkur að bæta og verður að hluta til partur af miklu stærra verkefni. Sem er ósköp einfaldlega að skilja hvernig mannlegur fjölbreytileiki á rætur sina í fjölbreytilegu DNA og þegar þú ert kominn með það, þá getur þú farið að spyrja út í söguna. 

En varðandi bein þessa 25 einstaklinga, hvaðan komu þau og hvað er vitað um þetta fólk? 

„Þetta eru bein sem komu upp úr jörðinni á Íslandi héðan og þaðan og alls staðar frá, fyrst og fremst frá landbúnaðarsvæðum á Norðurlandi og Suðurlandi þar sem flest kuml hafa fundist,“ útskýrir Agnar. „Það eru furðulega fá kuml á Vesturlandi af einhverjum ástæðum. Það er ekki vitað hvers vegna svo er. Við vorum að eltast við elstu líkamsleifar á Íslandi og þar leituðum við í kuml, þar sem kristnitaka á Íslandi var árið þúsund þá vitum við að ef að einstaklingur er ekki grafinn samkvæmt kristnum sið þá er það einstaklingur frá fyrstu öldum Íslandsbyggðar.“ Agnar segir að í kumli sé einstaklingur venjulega grafinn með einhverju haugfé, vopnum og  skartgripum, og jafnvel hestum og bátum.“

„Svo má nefna að ofan á það hafa verið gerðar mælingar á strontíum-samsætum þessara einstaklinga þannig að við vitum að við erum með sex einstaklinga sem eru landnámsmenn og vitum að þessir einstaklingar koma til Íslands að nema land,“ segir Sunna. 

„Strontíum-samsætur varða mælingar á tönnum, en þegar tennur myndast á fyrstu árum ævinnar þá myndast þær úr hráefni sem þú étur og drekkur,“ útskýrir Agnar. „Það er geislavirkt efni úr jarðveginum frá þeim stað sem þú ert frá. Hlutfall strontíum-samsæta er ólíkt því að jarðfræðin hér er ólík til dæmis öðrum löndum í Evrópu og þá getum við sagt nokkuð öruggt hvort einstaklingur hafi alist upp á Íslandi eða ekki. Við erum með kolefnisaldursgreiningu á einstaklingum sem er svo önnur aðferð og sýnir okkur hvenær einstaklingur var á lífi og svo strontíum-samsætur sem sýna að þeir komu frá öðru landi, ólust upp annars staðar en fluttu til Íslands.“ 

En það eru engar sögulegar heimildir að baki neinni þessara beinagrinda sem þið rannsökuðuð?

„Engar, nema bara það sem finnst með beinagrindinni,“ segir Kári. Við getum ekki sagt þetta var hún Guðrún. Enda að mörgu leyti gott fyrir okkur að vita ekkert um þessa einstaklinga af því að við erum með að vissu leyti að skoða þann einstakling sem fulltrúa fólksins í heild.“

En þessar niðurstöður hljóta að breyta dálitið hvernig við horfum til baka á sögu Íslands og hvernig við lítum á fortíðina? 

„Þær breyta ekki Íslandssögunni en þær eru að byrja að gefa okkur fleiri upplýsingar,“ segir Kári. „Það sem til dæmis Agnar eða Sunna hafa verið að leggja áherslu á þá bendir til þess að það megi vera svo að það hafi verið meira af keltum en við héldum áður en það er ekki víst en við teljum að sá möguleiki sé fyrir hendi. En þá spyrjum við okkur hvers vegna stendur á því að hlutfall kelta i erfðamengi Íslendinga í dag er miklu minna en það var á landnámsöld og þau eru með ýmsar kenningar um hvers vegna svo sé.“

 Keltarnir voru ekki allir þrælar 

„Við getum sagt sem svo að við vitum að það voru margir sem voru keltar og svo vitum við að margir víkingarnir voru þrælakaupmenn og við vitum að keltar voru að stórum hluta þrælar, sem komu til Íslands,“ útskýrir Agnar. „Það er líklegt að þeir Íslendingar hafi átt erfiðara uppdráttar enda var mjög félagsleg lagskipting, þeir hafa kannski átt erfiðara með að stofna fjölskyldur og eignast börn þannig að norrænt fólk hefur kannski eignast fleiri börn í skjóli stéttastöðu sinnar. “

 „Þú situr þarna og horfir á þessa blaðakonu og segir við vitum að stór hluti af þessum keltum voru þrælar. En hvernig vitum við það?“ spyr Kári. 

„Ég skal viðurkenna það að við vitum það ekki svart á hvítu en það stendur í Íslendingasögunum eða í Landnámabók,“ svarar Agnar. 

„Nei, það stendur ekki, það er gefið í skyn. Einu gögnin sem þú hefur eru gögn sem sýna fram á að þeir voru ekki allir þrælar,“ segir Kári. 

„Já, já, en svo er sagan miklu flóknari. Við skulum segja að við ályktum að hluti af keltunum hafi verið þrælar og okkar skýring er ein möguleg skýring á því hvers vegna hlutföllin hafi breyst,“ segir Agnar. „Ég get nefnt mjög áhugavert dæmi í gögnunum sem við höfum unnið úr á Sílastöðum í Eyjafirði, en þar er haugur með fjórum gröfum. Við erum með niðurstöður fyrir þrjá einstaklinga úr þessum gröfum. Tveir eru keltar, hundrað prósent keltar, einhvers konar Skotar eða Írar, og einn einstaklingur er hálfur Norðmaður og hálfur kelti. Þessir einstaklingar eru grafnir með töluverðu af haugfé.“

En af hverju voru þeir grafnir með haugfé ef þeir voru þrælar? 

„Já, lífið er flókið og það voru ekki allir keltar þrælar þó að það hafi margir keltar verið þrælar. Sagan er alltaf miklu flóknari en svo að það sé hægt að einfalda hana á þann hátt,“ svarar Agnar. „Þarna er alla vega dæmi um beinagrindur sem menn hafa ályktað eitthvað annað um áður en við gerðum þessa rannsókn. Þetta voru sumsé keltar, grafnir með haugfé og hafa haft háa stöðu í samfélagi þessa tíma.“

„Ef þú beygir þig algjörlega fyrir gögnunum þá segja gögnin okkar að við höfum engin gögn sem segja að flestir keltarnir voru þrælar, “ segir Kári. „Við höfum hins vegar gögn sem segja; ekki allir Keltar voru þrælar.“ 

„Þessi rannsókn sýnir á engan hátt að margir keltar voru þrælar, það er alveg rétt,“ svarar Agnar. En það eru vísbendingar um það, eins og breytingar á erfðafræðimengjunum. Það geta verið aðrar skýringar, það gæti til dæmis verið vegna þeirra Dana sem fluttu til Íslands og blönduðust við Íslendinga, á meðan Ísland var nýlenda Dana.“

„En hver sem ástæðan er þá hafa þessir keltar eignast færri afkvæmi,“ segir Sunna. 

„Það þýðir ekki endilega að þeir hafi átt færri afkvæmi,“ svarar Kári. „Þeir geta hafa átt jafnmörg afkvæmi sem dóu frekar, það er mögulegt, ef við tökum svartadauða sem dæmi. Kannski voru keltarnir viðkvæmari fyrir svartadauða en Norðmenn. Það eru alls konar möguleikar en mér finnst þetta flott kenning sem þið hafið, að það hafi verið vegna þess að þeir voru þrælar og þess vegna ekki eignast jafnmörg börn. Þetta er tilgáta og er bara upphafið á nýjum kafla.“

Sunna bætir við að 25 einstaklingar séu auðvitað mjög fáir einstaklingar og erfitt sé að áætla út frá þeim fjölda. 

Fyrir nokkrum árum birtir þú Sunna, grein þess efnis að að minnsta kosti 350 Íslend­ing­ar bera í sér hvat­bera­arf­gerðir sem eiga hugs­an­lega ræt­ur að rekja til frum­byggja Am­er­íku? Kom eitthvað slíkt fram í þessum nýju rannsóknum?

„Nei,“ svarar hún. „Við fundum ekkert slíkt á meðal þessara landnámsmanna, það var enginn af öðrum uppruna. “

„Þar aftur var engin staðhæfing, það voru bara vangaveltur,“ segir Agnar. 

Skörun milli tveggja fræðigreina býr til möguleika á nýrri þekkingu

Að sögn Kára er það sem honum finnst mest spennandi við þessar niðurstöður Agnars og Sunnu að koma með nýja tækni inn í mannfræðina og sagnfræðina og nýjar aðferðir við að grafa ofan í gögn, meðal annars reikniaðferðir. 

„Þau koma með mannfræðina og þegar þú býrð til skörun milli tveggja greina þá býrðu oft til möguleika á því að sækja nýja þekkingu og það gerðist hér,“ útskýrir Kári. „Það er merkilegt að sjá þennan mun á Íslendingum eins og þeir eru í dag og hvernig þeir voru. Það að þeir eru öðruvísi en þeir sem komu hingað á landnámsöld, þeir sem komu þá eru miklu líkari nútíma Norðmönnum og nútíma Bretum heldur en nútíma Íslendingum. Það sem er spennandi er að geta séð þetta og þetta er bara fyrsti kaflinn, nú verða fleiri einstaklingar raðgreindir og þá fer að myndast möguleikinn að skoða hvernig sjúkdómar hafa breyst í nútíma Íslendingum. Eru þessar stökkbreytingar sem valda krabbameini, sem valda alzheimer og valda hinu og þessu, hafa þær breyst i gegnum tíðina? Það má líta á þetta sem upphafskafla, við erum núna ekki bara að horfa á íslenska þjóð í einum tíma, nútímanum, við erum að horfa á íslenska þjóð í gegnum 1100 ár sem er ofboðslega spennandi.“

Forfeður okkar ólíkir okkur þrátt fyrir að vera forfeður og formæður okkar

„Þessi þjóð verður til vegna blöndunar á Skotum og Írum og Norðmönnum,“ segir Agnar.  „Svo er það sem gerist að það kannski koma fimm eða tíu þúsund manns til Íslands og koma með einhvern erfðabreytileika, koma með öll sín erfðamengi. Svo eignast einhver af þessum hópi börn sem mynda næstu kynslóð. Og þau eignast börn og mynda næstu kynslóð og svo koll af kolli. Svo eru tímabil þar sem þetta gengur erfiðlega, það eru farsóttir eða eldgos eða uppskera bregst, og margir deyja og færri sem mynda næstu kynslóð. Við byrjum með einhvern erfðabreytileika og svo kvarnast úr honum. Og við erum fámenn þjóð og eyja, það er enginn sem kom inn í staðinn. Þannig að það er alltaf verið að glata erfðabreytileika og við það þá breytist tíðni á þessum stökkbreytingum og við það færast Íslendingar frá því að vera svona mitt á milli Norðmanna og Íra og Skota yfir í að vera erfðafræðileg eyja, að einangrast og verða ólík uppruna sínum. Landnámsfólkið hins vegar er alveg eins og Skotar og Írar og Norðmenn voru. Þeir passa beint inn í þá hópa en eru ólíkir okkur, þrátt fyrir að vera forfeður og formæður okkar. Þetta er skrýtið en skemmtilegt.“

Spurður um hvað gerist næst í kjölfar þessara rannsókna segir Kári að það verði raðgreint meira. „Þetta er mjög lítið sýni þessi 25 manns, við þurfum að tífalda þetta að minnsta kosti og við þurfum að raðgreina hvert erfðamengi meira en við höfum gert hingað til. Og byrja svo að setja þetta í samhengi við allt sem við vitum um erfðamengi nútíma Íslendinga. Hvað er það sem eykur líkur á hjartaáföllum Íslendinga í dag, hefur það breyst á 1100 árum og svo framvegis. Og ég er ekki í nokkrum vafa um að þessi tvö hér muni koma til með að koma með fullt af nýrri þekkingu á framfæri í gegnum það. Það er mjög spenanndi að vita og skilja hvernig landið hefur búið til þessa þjóð. Til dæmis að raka inn erfðamengi fyrir og eftir svartadauða, því smitsjúkdómar eins og hann eru þau fyrirbrigði sem hafa mest áhrif á að búa til val, neikvætt og jákvætt val innan okkar dýrategundar. Við erum að kikna undan fjölda spurninga sem ég reikna með að við getum svarað á næstu árum,“ segir Kári og bætir við, „Það er svo gaman þegar maður vinnur svona lengi á svona stað þegar maður sér ungt fólk koma inn og verða að ofboðslega góðum vísindamönnum á tiltölulega stuttum tíma.“ 

Greinina í Science má nálgast HÉR. 

• 1 blogg um fréttina

Bloggað um fréttina

• Páll Vilhjálmsson: Víkingar, þrælar og Íslendingar