Ny teknik skriver om historien

Nya naturvetenskapliga metoder har ökat möjligheterna att komma forntidsmänniskan inpå livet. En god illustration till detta är glaciärmannen, som hittades förra hösten i bergstrakterna mellan Österrike och Italien.

Han var så välbevarad att de två bergsvandrarna som upptäckte honom trodde att det rörde sig om en omkommen, sentida bergsklättrare. Men rättsobducenten som sändes till platsen kunde snabbt konstatera att den döde mannen var ett fall snarare för en arkeolog än en rättsmedicinare. Bredvid honom på marken låg en kopparyxa och en flintdolk, en pilbåge och några pilar.

Inpackad i is fördes stenåldersmannen – som döptes till Ötzi eftersom upptäckten skedde i de så kallade Ötztaleralperna – till universitetet i Innsbruck för vidare undersökningar. En av de första uppgifterna var att göra en närmare tidsbestämning av det sensationella fyndet.

En del av den skohalm som hittades vid Ötzis fötter preparerades och sändes per post till Sverige, närmare bestämt till The Svedberglaboratoriet i Uppsala. Där finns en av ingenjörerna bakom en ny kol14-metod som utvecklats vid mitten av 80-talet, fysikern Göran Possnert.

Uppsala i centrum

Helt plötsligt stod Uppsala i centrum för uppmärksamheten kring stenåldersmannen. Göran Possnert själv hade dock ingen aning om att hans laboratorium var inkopplat på fallet. Det var ett telefonsamtal från brittiska BBC som lät honom förstå att ett av proven som väntade på behandling var glaciärmannens skohalm.

Ett par dagar senare var resultatet klart. Ötzi visade sig vara tusen år äldre än man först trott. Provet visade en ålder av cirka 5300 år. Kol14-analyser som senare gjorts i Oxford, Paris och Zürich har bekräftat att mannen är mer än 5000 år gammal.

Uppståndelsen kring glaciärmannens åldersbestämning tog Göran Possnert med ro. För honom var detta bara ett i raden av prov. Och sedan den nya kol14-metoden började användas 1985, har det hunnit bli närmare 5000. Det är allt från skelettdelar och hår till textilier och gödselavfall som testas i Uppsalalaboratoriet.

Den speciella teknik som används kallas acceleratormasspektrometri, AMS. Metoden bygger på samma principer som gäller för den traditionella kol-14analysen, uppfunnen på 1940-talet av W F Libby.

Mäter radioaktivitet

Alla levande organismer – djur, växter och annat – har en i det närmaste konstant koncentration av den radioaktiva isotopen kol14. När växten eller djuret dör, börjar långsamt halten av kol14 sjunka med en halveringstid på 5730 år. Genom att mäta den kvarvarande mängden radioaktivitet kan man ta reda på hur gammalt provet är.

Problemet med den konventionella kol14-tekniken är bland annat mättiden. Ett prov kan ta flera dagar i anspråk. Dessutom krävs ganska stora mängder material, mellan ett och fem gram. Testerna på Uppsala-laboratoriet tar dock bara någon timme att utföra.

Men än viktigare är att provmängden inte behöver vara större än ett milligram. Kolet som finns i ett centimeterlångt blyertsstreck är fullt tillräckligt.

Linneduken i Turin

Detta innebär att man nu kan tidsbestämma matavlagringar i keramikkärl, fiskben, hårstrån och även de minsta fragment av textilier. Tack vare den nya tekniken blev det till exempel möjligt att åldersbestämma den omdebatterade linneduken i Turin som ansetts vara Jesu svepning. Gammaldags kol14-mätning hade krävt en kvadratmeterstor provbit från svepningen, men nu räckte det med några trådändar.

De tre laboratorierna som 1988 utförde testerna med AMS-teknik kom fram till att svepningen var oäkta. Linet i duken skördades inte förrän på medeltiden, mer än tusen år efter Jesu död.

Provresultatet ifrågasattes naturligtvis. Och på flera håll i världen vägrar forskare att förlita sig till den nya kol14-tekniken.

– Kinesiska arkeologer hävdar att det radioaktiva sönderfallet följer en annan tidtabell i Kina än i övriga delar av världen. Och vissa forskare på Irland menar att metoden är obrukbar även där. Men det är förstås nys, kol14-tekniken fungerar globalt.

– Troligen är arkeologerna rädda för att få fram obekväma resultat, vilket skulle tvinga dem att skriva om historien, säger Göran Possnert.

Laboratoriet i Uppsala – som har ett tiotal medsystrar runt om i världen där samma teknik används-är bara en av instanserna som knutits till fallet Ötzi. Under de närmaste åren kommer också osteologer att noggrant undersöka skelettmaterialet för att kartlägga stenåldersmannens fysionomi, kost och eventuella sjukdomar.

DNA från mumier

En annan metod att närma sig den information som Ötzi bär på är DNA-analys. Det senaste decenniet har forskare börjat utveckla metoder att extrahera DNA från gamla mumier – men även skelettmaterial – för att kunna undersöka bland annat släktskapsförhållanden. Först ut på plan var en kvartett svenska forskare där Svante Pääbo och Göran Possnert ingick.

För sju år sedan lyckades gruppen för första gången klona arvsmassa från en 2400 år gammal egyptisk barnmumie. Att klona innebär att överföra DNA-molekyler till bakterier och få dem att själva börja producera mumiens DNA-sekvenser.

Forskningsgrenen befinner sig fortfarande i sin linda. Ett problem som måste övervinnas är den stora risken för moderna föroreningar då DNA-molekylerna ska kopieras. Det räcker att en enda hudcell från forskaren följer med i provet, så kan de klonade DNA-sekvenserna visa sig härstamma från forskaren och inte undersökningsobjektet.

Historiska pusselbitar

Trots svårigheterna har den Uppsalabördige forskaren Svante Pääbo, numera professor i München men även verksam i Amerika, goda förhoppningar om att DNA-analys kan befrukta historieforskningen i framtiden. Genom att jämföra DNA från nu levande amerikaner med arvsmassa från nordamerikanska mumier, hoppas han kunna finna pusselbitar till Amerikas historia. I ett första steg ska släktskapen mellan olika befolkningsgrupper på kontinenten undersökas, och slutligen hoppas han genom vidare forskning kunna avslöja varifrån de människor kom som invandrade över Berings sund för mer än 10 000 år sedan.

Vad en framtida DNA-analys kan ge för upplysningar om Ötzi, vet ingen idag. Glaciärmannens speciella bevaringsomständigheter, som gjorde att han frystorkades snarare än mumifierades, gör att man inte vet hur välbevarade cellkärnorna är. ”Lika bra som hos de egyptiska mumierna”, hävdar vissa forskare som även hoppas finna spår av parasiter vars DNA kan undersökas.

Ny syn på det förflutna

– Om tio år kommer DNA-forskningen att ha ändrat hela synen på historien. Det spår Birgit Arrhenius, som förestår Arkeologiska forskningslaboratoriet vid Stockholms universitet. Om allting faller på plats, kommer ett seminarium om DNA-analysens senaste landvinningar att hållas i Stockholm under hösten.

Det är nog få som anar att den charmiga gröna trävillan på universitetsområdet, där Birgit Arrhenius har sin arbetsplats, hyser ett av världens modernaste arkeologiska laboratorier. Här finns utrustning för åtskilliga miljoner. Bara den senaste apparaten, en röntgenkristallograf, betingar ett sjusiffrigt belopp.

– Men även de enkla hjälpmedlen är värdefulla. Ett bra mikroskop och ett förstoringsglas kan vara nog så viktiga, säger Birgit Arrhenius, och halar fram en gåva som hon fått av den gamle kungen, Gustav VI Adolf. En liten skinnpåse som innehåller en lupp.

I laboratoriet finns luppens efterföljare. Ett svepelektronmikroskop, med möjlighet att förstora upp till 200 000 gånger. Här kan man undersöka millimeterstora, förkolnade vedbitar, och genom fiberstrukturen avgöra vilket träslag det rör sig om.

I sin doktorsavhandling har Birgit Arrhenius undersökt så kallade granatsmycken, bland annat vackert utsirade svärdskaft med inläggningar av röda och gröna ädelstenar. Genom att titta på stenarnas slipytor i flera tusen gångers förstoring, har hon kunnat avgöra vilken poleringsteknik som använts, och följaktligen i vilken verkstad ädelstenarna behandlats.

Tidigare hade man trott att dessa folkvandringstida smycken (400–550 e Kr), av vilka flera letat sig till Sverige, ursprungligen tillverkats av gotiska och germanska hantverkare. Men med ledning av sliptekniken har Birgit Arrhenius fått fram andra resultat. En av verkstäderna låg i Konstantinopel, en annan sannolikt i Trier, i det frankiska området. Bilden av handelskontakterna i det folkvandringstida Europa förändrades.

Att pensla fram ett smycke i guld och ädelsten måste vara arkeologens dröm. Men faktum är att forntidsmänniskans avfallshögar bär på överlägset mer information. På forskningslaboratoriet har så kallade spårämnesanalyser av innehållet i dessa skräphögar, där vissa tungmetaller har bevarats i tusentals år, givit värdefulla upplysningar.

Höga kopparhalter

Förekomsten av ben från jaktvilt på stenåldersboplatser har länge lurat arkeologerna att tro att kött stått högst upp på våra förfäders matsedel. Men jakten har bara varit ett söndagsnöje, menar Birgit Arrhenius. Istället visar de höga kopparhalterna i avfallshögarna, och även i undersökta stenåldersskelett, att insamlandet av musslor och kräftdjur varit viktigare näringsfång.

Det finns också andra grupper av djur som har en förmåga att anrika koppar; insekter, inte minst. Och mycket tyder på att stenåldersmänniskan samlat och ätit de proteinrika krypen.

Med jämna mellanrum sänds också prover från utgrävningen på Birka till Arkeologiska forskningslaboratoriet. Här visar avfallshögarna en förhöjd zinkhalt, vilket avspeglar fiskens betydelse för vikingarnas kost. En arabisk köpman som besökte det danska handelscentrat Hedeby konstaterade också att människorna, förutom att de var smutsiga, bara åt fisk.

Trots att skräphögarna visat sig vara mångtusenåriga informationsbanker, är man i Sverige ensamma om att analysera dem. Och den som har gått i bräschen för detta forskningsområde är Birgit Arrhenius. Sedan 1985 ståtar hon med titeln professor i laborativ arkeologi. Bara i Amerika finns en liknande professur.

Sverige har länge hållit en topposition då det gäller laborativ arkeologi. Både i Tyskland och England har man låtit sig inspireras att bygga laboratorier av stockholmsmodell. Men på Kontinenten och i Amerika finns helt andra resurser än här.

– Vi stupar för att hänga med i utvecklingen, säger Birgit Arrhenius.

Det är lätt att förstå henne. Det dröjer bara fem–tio år innan laboratoriets senaste stolthet, röntgenkristallografen, är föråldrad och måste bytas ut.

Stefan Seidel är historiker och frilansskribent.