Olenko sukua Euran emännälle? Muinaisyksilöiden nykysukulaisten tunnistaminen geneettisesti

Elina Salmela

Monet ihmiset ovat viime vuosina teettäneet itsestään kaupallisen DNA-analyysin. Samaan aikaan myös ammoin eläneiden ihmisten DNA-tutkimuksia on julkaistu yhä enemmän, Suomessa mm. Levänluhdan vesihaudan vainajista (Lamnidis ym. 2018, Sikora ym. 2019). Luonnollisesti monia kiinnostaa, voisivatko he tunnistaa kaupallisen geenidatan perusteella muinaisyksilöiden joukosta kaukaisia sukulaisiaan, esimerkiksi ”Euran emännän ” – Euran Luistarin kalmistoon viikinkiajalla noin 40-vuotiaana haudatun naisen, jonka hautalöytöihin kuuluisa Euran muinaispuku pohjautuu (esim. Etu-Sihvola, tulossa).

Koska DNA periytyy vanhemmilta jälkeläisille, se periaatteessa kantaa tietoa sukulaisuuksista. Eri perimänosat periytyvät eri tavalla, ja se vaikuttaa siihen, miten sukulaisuudet voidaan niistä nähdä. Pääsääntö on, että puolet DNA:stamme on isältä, puolet äidiltä perittyä: joka kromosomiparissa yksi kromosomi kummaltakin vanhemmalta. Sukupuolikromosomeista Y-kromosomi periytyy isältä pojalle muodostaen ns. isälinjoja. (Y:n vastinparina oleva X periytyy isältä tyttärelle. Naisilla puolestaan on kaksi X-kromosomia, joista lapsille – sekä tyttärille että pojille – päätyy yksi.) Lisäksi solun energiatehtaalla, mitokondriolla, on oma erillinen DNA:nsa, joka periytyy aina äidiltä eli muodostaa äitilinjoja.

Äiti- ja isälinjoilla näkee kauas menneisyyteen – periaatteessa

Koska isä- ja äitilinjojen periytymistapa on suoraviivainen, niitä on houkuttelevaa käyttää etsittäessä geneettisiä yhteyksiä muinais- ja nyky-yksilöitten välille. Esimerkiksi vuonna 2012 leicesteriläisen parkkipaikan alta löytynyt luuranko tunnistettiin kuningas Rikhard III:ksi sillä perusteella, että luurangosta eristetyn DNA:n mitokondriotyyppi eli haploryhmä täsmäsi Rikhard III:n äitilinjaisiin nykysukulaisiin (King ym. 2014).

Isä- ja äitilinjojen avulla sukulaisuuksia on mahdollista seurata hyvinkin pitkälle menneisyyteen, sillä satunnaisia mutaatioita lukuun ottamatta Y-kromosomi ja mitokondrion DNA periytyvät jälkeläisille sellaisenaan, identtisenä kopiona alkuperäisestä. Niiden käyttökelpoisuutta kuitenkin rajoittaa se, että niillä pystytään tunnistamaan vain yksinomaan isien tai yksinomaan äitien kautta linkittyvä sukulaisuus. Niinpä mitä kauemmas taaksepäin sukupuussa mennään, sitä suurempi osa sukulaisista jää isä- ja äitilinjan tutkimuksissa pimentoon: kaikilla ihmisillä on kaksi vanhempaa, neljä isovanhempaa, kahdeksan isoisovanhempaa, kuusitoista isovanhempien iso¬vanhempaa ja niin edelleen, mutta äitilinja paljastaa heistä joka sukupolvessa vain yhden ja miehillä isälinja toisen . Myös aivan läheisiäkin sukulaisuuksia voi jäädä piiloon. Ääriesimerkki tästä ovat isä ja tytär, jotka eivät jaa sen paremmin isä- kuin äitilinjaansa, koska tyttärellä ei ole Y-kromosomia ja mitokondrio-DNA:nsa hän on perinyt äidiltään.

Toisaalta sekään, että kahdella ihmisellä on sama isä- tai äitilinja, ei todista läheistä sukulaisuutta: linja saattaa periytyä yhteiseltä esivanhemmalta hyvinkin pitkän ajan takaa. Nyky- ja muinaisyksilöiden vertailussa tämä tarkoittaa muun muassa sitä, että samoja haploryhmiä voi olla muutoinkin kuin suoraan alenevassa polvessa. Jos esimerkiksi Euran emännän luista pystyttäisiin joskus tulevaisuudessa eristämään DNA:ta ja kävisi ilmi että hänellä oli sama mitokondriohaploryhmä kuin minulla (toki poislukien mahdolliset ajan mittaan kertyneet mutaatiot), se ei vielä todistaisi Euran emäntää vuosituhannen takaiseksi äidinäidinäidin… jne. äidikseni. Sama haploryhmä on nimittäin ollut myös hänen äidinäitinsä sisarella ja kaikilla tämän äitilinjaisilla jälkeläisillä – minä saattaisin ennemminkin olla yksi heistä, tai mahdollisesti yhteinen haploryhmämme juontaisi vielä paljon kauempaa menneisyydestä. Niinpä äiti- ja isälinjojen vertailuilla ei ole mahdollista todistaa sen paremmin läheistä sukulaisuutta kuin sen puuttumistakaan.

Sukulaisuus hämärtyy, kun perimä puolittuu

Entä sitten muut perimänosat kuin mitokondrio-DNA ja Y-kromosomi? Koska ne periytyvät molemmilta vanhemmilta, niillä pystytään näkemään yhteyksiä muihinkin kuin isä- tai äitilinjan sukulaisiin. Silti niilläkin erotuskyvyn rajat tulevat suhteellisen pian vastaan. Ensinnäkään meillä ei suinkaan ole DNA:ta kaikilta esivanhemmiltamme. Tämä johtuu siitä tavasta, jolla vanhemman DNA puolitetaan sukusolujen muodostumisprosessissa. On jokseenkin varmaa, että meillä on DNA:ta kaikilta isoisovanhemmiltamme ja myös kaikilta viiden sukupolven takaisilta esivanhemmilta, mutta jo kahdeksan sukupolven takaisissa esivanhemmissa on keskimäärin 14 prosenttia sellaisia, joilta meille ei ole periytynyt lainkaan DNA:ta, ja kymmenennessä sukupolvessa yli puolet.

Toiseksi mitä kaukaisemmasta sukulaisuudesta on kysymys, sitä pienempi on yksilöiden yhteisen DNA:n määrä (silloinkin kun heillä sitä on) ja sitä lyhyempinä pätkinä se on pitkin kromosomeja. Aivan lyhyitä pätkiä on nykyisillä laskentamenetelmillä mahdoton tunnistaa. Kahden nyky-yksilön vertailussa raja tulee käytännössä vastaan noin seitsemännen tai kahdeksannen asteen sukulaisuuden kohdalla, joskin parhaassa tapauksessa saatetaan tunnistaa yhdennenkintoista asteen sukulaisia eli viidensiä serkkuja (Huff ym. 2011, Li ym. 2014). Muinaisyksilöiden kohdalla DNA:n heikompi laatu rajoittaa usein löytymismahdollisuuksia entisestään. Niinpä kahdeksaa sukupolvea voinee pitää teoreettisena maksimina. Jos oletetaan ihmissukupolven pituudeksi 25-35 vuotta, kahdeksan sukupolven takaiset esivanhemmat olisivat eläneet kaksisataa tai enintään vajaat kolmesataa vuotta sitten. Niin ollen esimerkiksi rautakauteen saakka ulottuvia sukulaisuuksia ei näillä menetelmillä voida havaita, vaan pidemmillä aikaväleillä sukulaisten tunnistus rajoittuu niihin muutamiin yksilöihin, jotka isä- tai äitilinjavastaavuuksilla on mahdollista löytää. Niinpä mahdollinen sukulaisuutemme esimerkiksi Euran emäntään tai Levänluhdan vainajiin jää todennäköisesti arvoitukseksi.

———

Dosentti Elina Salmela on geneetikko, joka tutkii Suomen ja lähiseutujen muinais-DNA:ta Sugrige-projektissa. Projektia ovat tukeneet mm. Koneen Säätiö ja Jane ja Aatos Erkon säätiö. Salmelan työskentelyä ovat lisäksi rahoittaneet mm. Jenny ja Antti Wihurin rahasto sekä Ella ja Georg Ehrnroothin säätiö.

Lähteet:

Etu-Sihvola, H. (tulossa). Hauta 56: Euran emäntä. Teoksessa H. Etu-Sihvola, U. Moilanen & J. Therus (toim.) Luihin ja ytimiin Tutkimuksia ja tulkintoja Euran Luistarin kalmistosta. Sigillum, Turku.

Huff C.D., Witherspoon D.J., Simonson T.S., Xing J., Watkins W.S., Zhang Y., Tuohy T.M., Neklason D.W., Burt R.W., Guthery S.L., Woodward S.R., Jorde LB. Maximum-likelihood estimation of recent shared ancestry (ERSA). Genome Res. 2011 May;21(5):768-74.

King, T., Fortes, G., Balaresque, P. et al. Identification of the remains of King Richard III. Nature Communications 5, 5631 (2014).

Li H, Glusman G, Hu H, Shankaracharya, Caballero J, Hubley R, Witherspoon D, Guthery SL, Mauldin DE, Jorde LB, Hood L, Roach JC, Huff CD. Relationship estimation from whole-genome sequence data. PLoS Genet. 2014 Jan 30;10(1):e1004144.