Alexander den Stores hære, Djengis Khans mongolske horder og ottomanerne indtog alle et af verdens knudepunkter: Det sydlige Kaukasus. Her mødes øst og vest, mennesker har altid migreret igennem, og den ene kultur efter den anden er skiftet ud. Men ikke desto mindre viser et danskledet studie nu, at befolkningen genetisk set er forblevet den samme.

»Vi kan se, at det grundlæggende er den samme kvindelige population i regionen de sidste 8.000 år. Det er meget overraskende med så mange bølger af migrationer og bølger af kulturskift,« siger førsteforfatter Ashot Margaryan fra Center for GeoGenetik ved Statens Naturhistoriske Museum, Københavns Universitet.

Studiet rammer lige ned i et af de ældste og vigtigste arkæologiske spørgsmål om, hvorvidt store kulturelle omvæltninger i fortiden skyldes, at nye befolkninger kommer til eller at de lokale tilpasser sig nye strømninger og teknologier udefra. Kort sagt, om det er ideer eller mennesker der vandrer.

»Det her tyder på, at det er nye ideer som har drevet de kulturelle ændringer i det sydlige Kaukasus,« siger adjunkt Morten Allentoft fra Center for GeoGenetik, som har ledet studiet.

Kultur og genetik måske ikke forbundet

Resultatet er ikke mindst overraskende, fordi det går stik imod strømmen de seneste år.

»De sidste fem års genetiske studier har vist, at kulturelle ændringer i mange tilfælde er forbundet med genetiske ændringer - det tyder på migration. Men nu viser det nye studie, at i en af de kulturelt set mest diverse og spændende regioner i verden har der været en høj grad af genetisk kontinuitet, selvom kulturen har ændret sig konstant. Det er spændende og lidt uventet,« siger den danske professor og evolutionsbiolog Rasmus Nielsen ved UC Berkeley i USA, som ikke er med i studiet.

I det større perspektiv viser studiet, hvordan fossilt DNA er med til at give et meget mere nuanceret og finkornet billede af historien, og det glæder arkæologen Niels Nørkjær Johannsen fra Afdeling for Arkæologi og Kulturarvsstudier på Institut for Kultur og Samfund, Aarhus Universitet, som for nyligt havde et indlæg i Science om fremtidens samarbejde mellem arkæologer og genetikere.

»I min optik er det et rigtig interessant studie, blandt andet fordi det er med til at vise kompleksiteten i samspillet mellem kulturelle udviklinger og populationers biologiske udvikling. Variabiliteten i den relation bliver et af de helt centrale forskningsspørgsmål i de kommende år, så studier som det her er super vigtige,« siger han.

Studiet er netop offentliggjort i det videnskabelige tidsskrift Current Biology.

Kulturskift skyldes folkevandringer

Fossilt DNA er arvemateriale udvundet af årtusinder gamle skeletter, og ved at kortlægge DNA'et kan forskerne se, hvem menneskene bag de forskellige kulturer var. På den måde har DNA'et åbnet muligheden for at teste arkæologernes ideer om historien baseret på genstande og skikke.

Menneskeskelet udgravet i Karashamb i det nuværende Armenien, hvor personen blev begravet i bronzealderen for omkring 3700 år siden. DNA fra knoglerne indgår i den nye analyse. (Foto: Pavel Avetisyan)

Ikke mindst det klassiske spørgsmål om kulturskift spredtes som en idé eller som folkevandring, hvor Morten Allentofts og kollegers arbejde ved Center for GeoGenetik har været helt centralt. De har blandt andet undersøgt overgangen fra jæger-samlere til agerbrugere i Europa for 6-8.000 år siden og bronzealderens store omvæltninger i Nordeuropa.

»Genetikken er her kommet med et meget klart svar - at det skyldes folkevandringer,« siger Morten Allentoft.

Luksus med alle de skeletter

Det nye studie er en fortsættelse af det arbejde, hvor de via armenske Ashot Margaryans kontakter har fået adgang til mange skeletter udgravet dels i Armenien og den ikke-anerkendte republik Artsakh mellem Aserbajdsjan og Armenien.

»Det, som gør studiet rigtig interessant, er, at vi har så mange gamle prøver fra et relativt begrænset geografisk område, så vi kan i ret høj detaljerigdom studere ændringer i genpuljen gennem tid. Det er en sjælden luksus, når man arbejder med gamle skeletter og fossilt DNA,« siger Morten Allentoft.

Prøverne strækker sig fra bondestenalderen og frem gennem kobberalder, bronzealder, jernalder til middelalderen, og i hver af perioderne har arkæologerne konstateret kulturskift.

Fra mor til datter

Forskerne koncentrerer sig om mitokondrie-DNA'et, som er lettest (og billigst) at få fat i, fordi det findes i op mod 1.000 kopier i hver celle, modsat DNA'et i cellekernen, der kun findes i 2 kopier fra henholdsvis mor og far. Mitokondrierne er cellens små 'energifabrikker', som gives videre til næste generation med ægcellen og ikke sædcellen, så mtDNA'et tegner den mødrene linje.

Det er ideelt til slægtsstudier, men giver ikke det fulde billede og kan for eksempel ikke afsløre, hvis DNA fra en hær af mandlige soldater blandes ind i befolkningen.

I alt lykkedes det at kortlægge mtDNA fra 52 skeletter i et tidsrum fra 7.800 til 300 år før nu. Det kan de sammenligne med nutidige menneskers mtDNA og de finder, at hele vejen tilbage i historien lander de gamle skeletters mtDNA-profiler forbløffende tæt på nutidige armenere.

Kort over området, hvor prøverne stammer fra. Farverne angiver kulturer og tidsperioder ses i diagrammet nederst. Antal prøver fra hver periode er angivet. Området har været befolket af mennesker og arkaiske mennesker helt tilbage til Homo erectus for 1,8 millioner år siden og altid været centrum for menneskelig migration. Alligevel afslører fossil DNA nu 8.000 års stabilitet i den kvindelige linje, hvor kvinder i området i dag er sammen befolkning som for 8.000 år siden. (Grafik: Margaryan et al./Current Biology)

De kan for eksempel ikke se spor af mtDNA fra Centralasien, som kunne være kommet med Djengis Khans horder omkring 1200-tallet.

Det er ikke kvinderne, som bringer forandring

For at få et bedre billede af hvordan den otte årtusinde lange kontinuitet kan være opstået, bruger de statistiske analyser til at teste fem mulige scenarier, lige fra den mest simple uden forandringer til komplicerede scenarier med flaskehalse, opsplitninger og tilbage-indvandringer.

Analysen viser, at der er langt størst evidens for den simpleste af modellerne, hvor man har en uændret genpulje gennem tid.

»Det fortæller os noget om den dynamik, der medfører kulturelle ændringer og i dette tilfælde må vi bare sige, at det i hvert fald ikke kan sammenkobles med en ankomst af kvinder udefra,« siger Morten Allentoft.

Det fund står i skarp kontrast til de dramatiske skift i mtDNA'et i Centraleuropa i samme tidsperiode, hvor det fossile DNA for eksempel tydeligt viser, at agerbruget ankommer som en samlet pakke af bondefamilier.

I det sydlige Kaukasus kan forskerne endnu ikke sige præcis, hvordan forandringerne så er sket blandt andet fordi de mangler mændenes input.

Første mulighed: Migrerende soldater

Der er flere muligheder åbne.

En mulighed er, at kulturskiftene kan være drevet af migrationer af unge mænd, eksempelvis som soldater i invaderende hære. Allentoft har dog allerede en indikation på at det ikke har været tilfældet fra et tidligere studie, hvor de fik fuld genom data fra et par armenske individer fra bronzealderen. Der viste hele arvematerialet meget stor lighed med nutidens armenere, så det kunne tyde på, at der heller ikke har været et input af mænd.

Men Allentoft siger, at det kun er 2-3 skeletter, så man skal være meget forsigtig med at tolke på det.

Anden mulighed: For små ændringer

En anden mulighed er at forskerne ikke kan identificere de nye genetiske input, fordi de er ankommet med befolkninger, som ikke har adskilt sig ret meget genetisk, så ændringerne i mtDNA frekvenserne er for subtile til at spotte i datasættet.

Menneskelevn fundet i en jernaldergrav (900 fvt) i Kapan i det nuværende Armenien. DNA fra knoglerne er til at afsløre en overraskende kontinuitet i den kvindelige linje de sidste 8.000 år. Kvinder i det sydlige Kaukasus er grundlæggende den samme befolkning i dag som dengang. (Foto: Pavel Avetisyan)

Tredje mulighed: Barrierer har ikke tilladt integration

Det kan selvfølgelig også være, at befolkningen i det sydlige Kaukasus simpelthen har holdt stand i alle årtusinderne, måske fordi bjergkæderne har været naturlige barrierer, så nye migrationer så at sige bare er skyllet forbi. Ligesom der kan have været kulturelle, sproglige og religiøse barrierer mod integration af nye migrationer.

»I de sidste 2.000 år har der ud over landskabet også været store kulturelle og religiøse barrierer,« siger Ashot Margaryan.

»I det sydlige Kaukasus har man tre sproggrupper - Armenien er indoeurpæisk, Georgien er kaukasisk, og i Aserbajdsjan er det den tyrkiske sproggruppe. Så hvis vi i fremtiden kan få prøver fra de lande, vil det måske give et helt andet billede bare 50 til 100 km væk.«

I sidste ende er det formentlig en kombination af forskellige forhold til forskellige tider.

Udvide samarbejdet

Forskerne håber nu dels at kunne udvide undersøgelsens geografiske omfang og dels at kunne kortlægge fuld genom data fra de prøver, de allerede har.

»Det her er ikke et endeligt svar, men en begyndelse, og jeg håber, at arkæologerne vil bruge det til at se om deres fund kan genfortolkes.«

Niels Nørkjær Johannsen synes, det vil være oplagt og spændende med flere hele genomer.

»Men når forfatterne forhåbentlig arbejder videre med den her region, så bør de efter min mening gøre mere for at fremlægge de arkæologiske og historiske data, de anvender,« siger han.

»De forhistoriske og historiske kulturudviklinger er helt centrale for studiets hovedpointer, hvor det er sammenligningen af de genetiske og arkæologisk-historiske mønstre, som bærer historien.«