Arheogeneetika uurib muistsete inimeste DNA-d ja aitab mõista, kuidas rahvad on tekkinud, liikunud ja segunenud. Eestis on selle valdkonna üks aktiivsemaid uurimisrühmi Tartu Ülikoolis.
Tartu Ülikooli arheogenoomika professor Kristiina Tambets selgitas, et juba arheogeneetika nimi viitab, kuidas tegemist on millegi vanaga. “See on osa evolutsioonibioloogiast, mis vaatab minevikku ja uurib organismide geneetilist materjali, mida enam elavatelt isenditelt võtta ei saa,” sõnas ta.
Evolutsioonilise genoomika professor Mait Metspalu lisas, et arheogeneetika hulka kuulub ka teadustöö, mida sageli nimetatakse vana-DNA uuringuteks. “Vana-DNA vihjab sellele, et tegemist on geneetilise materjaliga, mis on surnud organismidelt,” lausus Mait Metspalu.
Seega laias laastus öeldes saab arheogeneetika abil tutvuda oma esivanematega. Mitte lihtsalt teada, et keegi oli talunik või käsitööline, vaid selgitada täpsemalt välja, kust nad tulid, millal nad tulid, kellega nad segunesid ja kuhu nad läksid.
Arheogeneetika juured ulatuvad Metspalu sõnul 20. sajandi lõppu, kui teadlased proovisid d esmakordselt surnud organismidest DNA-d eraldada. “1980. aastate lõpus ilmus rida töid, mis väitsid, et on saadud DNA-d isegi dinosaurustelt ja merevaigus säilinud putukatelt,” meenutas ta. Hiljem selgus, et proovid olid saastunud tänapäeva DNA-ga, sageli laboritöötajate endi omaga. See oli aeg, mil teadus alles õppis vana DNA-d ettevaatlikult kohtlema.
Ühe kurioosse näitena meenutasid teadlased juhtumit, kus Egiptuse muumia geenid osutusid sarnaseks Ida-Aasia populatsioonidele. Hiljem selgus, et laboris kasutati Malaisias toodetud kummikindaid, mis olid saastunud sealt pärit DNA-ga. Pärilikkusainet võivad sisaldada isegi analüüsiks kasutavad kemikaalid, rääkimata labori õhus hõljuvast tolmust.
Tänapäeval on vana DNA uurimine muutunud täpseks ja metodoloogiliselt tugevaks. Arheogeneetikud suudavad eraldada DNA-d isegi kiviaegsetest hammastest või setetest. Kristiina Tambets selgitas, et Eesti alade ajalugu uuritakse kiht kihilt. “Alustasime mesoliitikumist ehk keskmisest kiviajast, kui meie aladel elasid esimesed inimesed pärast jää taandumist. Seejärel oleme ajas edasi liikunud kuni tänapäevani välja,” lausus ta.
Maits Metspalu selgitas, et keegi ei ole pärit ühest kohast. “Kui me räägime inimrühmast, siis väga palju on igasuguste segunemiste, rändelainete ja populatsioonide kasvude-kahanemiste tulemus. See küll moodustab tänapäevaks ruumilise struktuuri ja oleme teises kohas elavatest inimestest veidi erinevad,” sõnas Metspalu.
Liigina on inimene pärit Aafrikast. Kuigi meie kauged esivanemad püüdsid sealt lahkuda mitu korda, osutus kõige edukamaks 60 000–70 000 aasta tagune rändelaine. Inimesed olid toona tumeda nahavärviga. “Meie enda liigi vanuseks või aknaks, kui see Aafrikas välja kujunes, on umbes 300 000 aastat. Väga pikka aega elatigi inimkonna hällis ehk Aafrikas. Põhja-Euroopale iseloomulik hele naha- ja juuksevärv on väga hiline nähtus,” ütles Kristiina Tambets.
Tema sõnul on eestlaste geenipärandis tubli annus DNA-d, mis on pärit esmastelt asukatelt siinsetel aladel, kes elasid siin pärast jää ära minekut. “Järk-järgult on tulnud erinevate kultuuride muutustega siia uusi inimesi, kes kohaliku elanikkonnaga on segunenud ja toonud oma geene. Tänaseks olemegi mosaiik oma eelkäijatest, sest juuri on mitmelt poolt,” lausus ta.
Metspalu sõnul on inimeste päritolu oluline uurida, sest need lood liidavad rahvana. “Kui meie identiteet põhineb teaduslikel teadmistel, on seda raskem ümber lükata,” rääkis ta.
“See loob sideme esivanematega ja aitab mõista, et me oleme osa suuremast loost,” tõi Tambets sisse talle isiklikult olulise tahu. Tänu arheogeneetikale on Eesti minevik saanud uue mõõtme. See tähendab, et enam ei nähta üksnes kultuure ja esemeid, vaid inimesi nende taga. “Iga DNA-järjestus jutustab loo. Kui need lood kokku panna, jutustavad nad meie ühise loo sellest, kust me tuleme ja kes me oleme,” sõnas Tambets.
Kui võrrelda eestlasi naabritega, siis kas ollakse sarnasemad soomlaste või lätlastega? Seda küsimust on geneetikud korduvalt uurinud ja vastus sõltub Metspalu sõnul meetodist. “Kui vaadata geenivariantide sagedusi, siis tunduvad eestlased lähedasemad lätlastele. Kui vaadata aga jagatud genoomijuppe, siis oleme lähedasemad soomlastele,” lausus ta. Erinevused tulenevad sellest, kuidas ajaloolised rahvastikuliikumised ja juhuslik geneetiline triiv on mõjutanud väikseid populatsioone.
Ka Eesti sees on geneetiline struktuur selgelt piirkondlik. “Kagu-Eesti eristub kõige enam, aga geneetiline muster, mis oli hilisrauaajal või keskajal, on tänaseni äratuntav: näiteks keskaegne idavirulane sarnaneb tänasega,” märkis Metspalu.
Katk ja sõjad jätsid jälje ka genoomi
Eesti geenivaramu andmetest on näha ka rahvastiku kokkukukkumised. Näiteks Liivi ja Põhjasõja ajal, mil rahvaarv vähenes mitmekordselt. “Seda on näha mitmekesisuse vähenemises. Kui rahvaarv kukub, kaob genofondist osa variatsioone. See on nagu värvipallide ämber, kust väike kopsik enam kõiki värve kaasa ei võta,” ütles Metspalu.
Vana DNA aitab mõista ka katkupuhanguid. Näiteks on eraldatud keskaegsetel ja Põhjasõja aegsetel kalmistutel (Otepääl ja Tallinnas) leitud inimhammastest katkubakteri DNA-d, mis võimaldab uurida epideemiate levikut ning mõju inimeste geenidele.
Geneetika annab vastuse ka välimuse kohta. “Umbes 3000–4000 aastat tagasi, pronksiajal, said meie piirkonna elanikud valdavalt heledad juuksed ja sinised silmad. Varem olid inimesed tõmmumad nii naha kui ka juuste poolest,” sõnas Tambets.
See muutus on seotud nii keskkonnaga kui ka rahvastikurännetega, sest uued rahvad tõid endaga kaasa uusi geene ja need segunesid kohalikega.
Kuidas uurida, kui luid polegi?
Kõige lihtsam on leida muistset DNA-d vanadest inimjäänustest, nagu hammastest või koljuluust, selleks aga on vaja selliseid säilmeid leida. Põletusmatuse korral on väga keeruline DNA-d kätte saada. On ka mitmeid perioode ja piirkondi, kus inimsäilmete leide peaaegu et ei olegi. Seega on arheogeneetikud pidanud selliste alade ja ajajärkude uurimiseks kasutama kaudsemaid meetodeid. Näiteks on üks hea uurimisobjektd ka Eesti teadlased.
“Näiteks Pulli asulakohast pole ühtegi inimluid, kuid meil õnnestus saada DNA-d kasetõrvast, mida inimesed kiviajal närisid,” rääkis Tambets. See nii-öelda eelajalooline näts sisaldas närija sülge ja rakke, millest õnnestus eraldada inimese DNA. Samuti saab nüüd eraldada DNA-d setetest, mis sisaldavad jälgi nii inimestest kui ka tolleaegsest elustikust.
Eesti juurtega Nobelist
Arheogeneetikast rääkides ei saa üle ega ümber Eesti juurtega Nobeli preemia laureaadist Svante Pääbost. Rootsis kasvanud ja peamiselt Saksamaal üleilmse mõjuga karjääri teinud parajalt hulljulge teadlane Svante Pääbo pani aluse veel aastakümnete eest võimatuna paistnud paleogenoomika uurimisvaldkonnale, tänu millele on nii mõnigi pusletükk inimese evolutsioonilises ajaloos oma õigele kohale paigutunud.
Pääbo järjendas neandertallase ja avastas uue inimrühma – denissi inimese. Tema läbimurre pani aluse kogu valdkonnale ja tõi talle 2022. aastal Nobeli preemia. “Pääbo oli jonnakas ja järjekindel, tegi palju vigu, aga ei andnud alla. Sellist iseloomu on teaduses vaja, aga ka koostööd ja mitmekesisust, sest teadus on meeskonnatöö,” lausus Metspalu.
Professor Kristiina Tambetsi juhtimisel alustas 2024. aasta jaanuarist teiste tippkeskuste seas tegutsemist ka Eesti juurte tippkeskus. See toob kokku viis uurimisrühma Tartu Ülikoolist, ühe Tallinna Tehnikaülikoolist ja ühe Eesti Kirjandusmuuseumist, et humanitaaria ja loodusteaduste koostöös selgitada Eesti ja naaberalade kultuurilise ja geneetilise mitmekesisuse kujunemislugu.
Tambets selgitas, et minevikusündmusi on palju parem uurida erinevate erialade inimestega koos. “Minevik on meil küll üks, aga vaateid minevikule erinevate erialade sees on väga mitu. See kindlasti annab võimaluse panna kokku palju parema pildi,” sõnas ta.