Een oeroud stukje kauwgom lag duizend jaren onopgemerkt op de bodem van een fjord – tot het in 2015 werd ontdekt.

Het kleine klompje berkenteer, dat gevonden werd op het Deense eiland Lolland tijdens opgravingen in verband met de aanleg van een tunnel tussen Duitsland en Denemarken, werd grondig geanalyseerd, en in 2019 wisten onderzoekers zo veel DNA aan het pek te onttrekken dat ze het volledige erfelijke materiaal – het genoom – konden reconstrueren.

Zo bleek dat een meisje, of een vrouw, op het stukje pek heeft gekauwd alvorens het uit te spugen in de lagune. De archeologen hebben haar Lola gedoopt, en ze weten al genoeg over haar om een schets van haar te kunnen maken.

Lola had blauwe ogen en bruin haar, at wilde eend en hazelnoten, en haar huid was donkerder dan die van de moderne Denen. Waar ze vandaan kwam is ook bekend, en uit een koolstof 14-datering bleek dat ze 5700 jaar geleden leefde.

Het meisje stamde af van immigranten uit het zuiden, en onderzoekers vragen zich al jaren af hoe de overgang naar een boerengemeenschap precies verliep. Uit Lola’s kauwgom blijkt dat er mogelijk nog kleine groepjes jager-verzamelaars overbleven terwijl om hen heen de eerste landbouwers de grond begonnen te bewerken.

Berkenpek was de superlijm van de steentijd en werd gebruikt om pijlpunten vast te maken, maar ook om boten waterdicht mee te maken en dierenhuiden mee te impregneren.

Onder meer daardoor kwam bioarcheoloog Theis Jensen, postdoc aan het Globe Institute van de universiteit van Kopenhagen, op het idee om klompjes berkenpek op DNA te testen. Hij was eerder al op dergelijke stukjes ‘kauwgom’ gestuit bij opgravingen in Zweden en Denemarken en vermoedde dat ze weleens DNA konden bevatten, maar hij had de kans niet gehad om in de materie te duiken. Later bleek dat het pek meer informatie bevat dan de onderzoekers hadden durven dromen.

Ongeveer gelijktijdig met de vondst op Lolland waren Zweedse en Noorse wetenschappers van de universiteiten van Uppsala en Oslo op hetzelfde idee gekomen. Vorig jaar publiceerden ze hun DNA-analyse van drie stukjes 10.000 jaar oud pek. Er kon echter geen heel genoom worden achterhaald.

Volgens de onderzoekers kauwden onze voorouders op berkenpek om het zachter te maken vóór gebruik, maar mogelijk ook om hun gebit te reinigen en kiespijn te bestrijden, want het goedje bevat een ontstekingsremmer. Veel klompjes hebben afdrukken van kindertanden, waaruit blijkt dat kinderen mogelijk hielpen het zachter te kauwen.

Een stukje kauwgom uit Denemarken leverde een volledig menselijk genoom en sporen van mondbacteriën, virussen en voedselresten op. Dat er zo veel informatie uit fossiele kauwgom te halen is, danken we aan de vooruitgang binnen de archeo- en paleogenetica, die steeds betere en goedkopere methoden tot hun beschikking hebben.

Het kleverige spul wordt gewonnen door berkenbast te verhitten. Wanneer het gestold is, kun je het in je mond stoppen. In het geval van Lola zijn er niet alleen DNA-fragmenten van haarzelf bewaard gebleven, maar ook van bacteriën en virussen, die een beeld van haar gezondheid schetsen, en van het voedsel dat ze had gegeten voordat ze de kauwgom uitspuugde.

Nu weten archeologen dat ze voortkwam uit de oorspronkelijke bevolking van jager-verzamelaars, en het is voor het eerst dat het erfelijk materiaal in kaart is gebracht van iemand die leefde ten tijde van de komst van de landbouw naar Scandinavië.

Oude DNA-fragmenten liggen min of meer voor het oprapen, maar het valt niet mee om genoeg te verzamelen voor een heel genoom: doorgaans zijn daar botten of tanden voor nodig.

Het is dan ook bijzonder dat de Deense wetenschappers als eersten DNA hebben onttrokken én een genoom hebben gereconstrueerd op basis van niet-menselijk materiaal.

Het pek is gevonden bij Syltholm, een drooggelegde fjord die archeologen mochten uitkammen tijdens de aanleg van de grootste zinktunnel ter wereld, de Fehmarnbelttunnel, die Denemarken met Duitsland moet verbinden. Er zijn veel vondsten uit de steentijd gedaan, maar daar waren geen menselijke resten bij.

Na de vondst van de kauwgom hopen onderzoekers dan ook menselijk DNA aan te treffen op plaatsen waar geen botten, haren of tanden liggen, en mogelijk in andere materialen waarop mensen sporen hebben achtergelaten. Een interessant materiaal uit een latere periode is bijenwas, waar sjablonen voor munten, beelden en middeleeuwse zegels van werden gemaakt.

De verwachtingen zijn hooggespannen, want bijenwas én berkenpek worden volop gevonden. Volgens Theis Jensen moeten er duizenden klompjes pek liggen op plekken waar in de steentijd mensen woonden, en die zijn het nu waard om te onderzoeken.

‘Het materiaal is hydrofoob, waardoor er geen vocht in doordringt, en het is antiseptisch en doodt bacteriën die van buitenaf komen. De omstandigheden in Syltholm waren bovendien ideaal. Het berkenpek was min of meer verzegeld in de koude modder,’ aldus Jensen.

Een stukje kauwgom uit Denemarken leverde een volledig menselijk genoom en sporen van mondbacteriën, virussen en voedselresten op. Dat er zo veel informatie uit fossiele kauwgom te halen is, danken we aan de vooruitgang binnen de archeo- en paleogenetica, die steeds betere en goedkopere methoden tot hun beschikking hebben. Met behulp van next-generation sequencing (NGS), die 15 jaar geleden opkwam, kunnen wetenschappers snel, goedkoop en nauwkeurig veel informatie onttrekken aan kleine DNA-fragmenten, terwijl ze voorheen minder informatie uit grotere fragmenten konden halen.

Kauwgom bevat sporen van mondmicroben
Er zijn sporen aangetroffen van 40 microben uit haar mond. Wetenschappers hebben nooit eerder zo’n mooi ‘snapshot’ in handen gehad van het microbioom uit de mond van een van onze voorouders.

Het berkenpek heeft daardoor buitengewoon veel DNA van verschillende organismen bewaard: 40 in totaal. De meeste daarvan zijn bekende en onschuldige bacteriën die in mond en luchtwegen voorkomen, maar enkele kunnen in combinatie met een aangetaste afweer schadelijk zijn.

In het pek zaten onder meer een streptokok die nu in verband gebracht wordt met longontsteking, een herpesvirus van het type Epstein-Barr, dat de ziekte van Pfeiffer kan veroorzaken, en een bacterie die tot tandvleesontsteking kan leiden.

Tandsteen is microbenarchief

Omdat microben een belangrijke rol spelen bij gezondheid en ziekte, willen wetenschappers graag weten hoe de interactie tussen mens, voedsel en microben zich in de loop der tijden heeft ontwikkeld.

Een van hen is professor Christina Warinner van de afdeling Archeogenetica aan een Max Planck Instituut in Duitsland. Zij bestudeert microscopische, biomoleculaire sporen van voedsel en microben in gefossiliseerd tandsteen, feces en potscherven.

Een stukje kauwgom van berkenpek bevat volgens Warinner een willekeurige selectie van mondbacteriën, net als een monster dat met een wattenstaafje wordt genomen.

Tandsteen vormt een soort register van de microben in de mond, maar we kunnen er niet uit afleiden welke microben er tegelijkertijd in de mond leefden. Daarom kon er eerder geen snapshot worden gemaakt, zoals dat nu met het pek wel gelukt is.

Het stukje kauwgom levert kennis op over de interactie tussen de microben die onze voorouders in hun mond droegen, en volgens Warinner is het vooral interessant dat er sporen van virussen zijn aangetroffen. Die zijn meestal moeilijk aan te tonen, want ze worden snel afgebroken.

Onlangs probeerde ze DNA-sporen te onttrekken aan gefossiliseerde plantenstengels waarop prehistorische mensen in Noord-Amerika kauwden, maar vergeefs. Er zijn echter andere opties. Wereldwijd kauwden onze voorouders op plantaardig materiaal, en dat biedt moleculair biologen nieuwe kansen.