Paleoproteomics

Karthaagse munt uit Iberië; dankzij paleoproteomics is vast te stellen welke olfantensoort dit is (British Museum)

Ik heb al vaker geblogd over bioarcheologische onderwerpen, zoals het DNA-onderzoek en het isotopenonderzoek. Over antieke eiwitten (proteïnen) heb ik het echter nog niet gehad, maar die zijn wel de moeite waard. Het is bijvoorbeeld mogelijk om in antiek aardewerk na vele eeuwen nog sporen te vinden van bijvoorbeeld zuivel. Zo kunnen onderzoekers uitspraken doen over de toenmalige voeding, wat weer kan leiden tot inzicht in de toenmalige volksgezondheid. Ook zijn uitspraken mogelijk over antieke ziektes. Een team uit Nottingham is er bijvoorbeeld in augustus 2023 in geslaagd om oeroude antistoffen te identificeren in het tandglazuur van iemand die ooit afweer had opgebouwd tegen het virus dat de ziekte van Pfeiffer veroorzaakt.

De monsters zijn niet alleen uit tandglazuur te nemen, maar ook uit botmateriaal, tandsteen, keramiek, textiel, perkament en papyrus. Een van de voordelen van dit type onderzoek, dat wel wordt aangeduid als paleoproteomics, is dat eiwitten opvallend goed bewaard blijven. Eitwitonderzoekers kunnen daardoor dieper het verleden in dan bijvoorbeeld hun collega’s die zich bezighouden met antiek DNA.

Massaspectroscopie

Dit type onderzoek is jong. Om macromoleculen als eiwitten te analyseren is namelijk een betrekkelijk nieuwe techniek verondersteld, die de onderzoekers aanduiden als massaspectroscopie. Die naam is een beetje misleidend. Bij spectroscopie bepalen analisten de samenstelling van een monster door er licht op te werpen; het monster weerkaatst dat licht op verschillende golflengten, die verraden waaruit het monster bestaat. Massaspectroscopie heeft hiermee niets te maken; het gaat niet om golflengtes.

Ik ben nu een beetje buiten mijn veld, maar zal proberen uit te leggen hoe het wel werkt. (Ik houd me aanbevolen voor verbetering.) Bij massaspectroscopie sublimeren analisten een monster – het verandert dus in één klap van een vaste stof in een gas zonder de gebruikelijke tussenstap van vloeistof – en ioniseren het. Doordat elk geïoniseerd atoom in een magnetisch veld een eigen baan volgt, raken ze de detector op verschillende plaatsen, en daarmee hebben we de signatuur van het monster. Dat signatuur is dus niet gebaseerd op golflengte maar op massa en lading.

Een van de eerste oudheidkundige toepassingen van massaspectroscopie was bij koolstofdateringen. Traditioneel werkten analisten met geigertellers en dat kon uren, dagen duren. De waarschijnlijkheidsmarges waren breed. Nu sublimeren ze het monster en hebben ze snel een meting met een smalle marge; de scherpe datering van de Lijkwade van Turijn is het beroemd vroeg voorbeeld.

Eiwitten

Het sublimeren van een monster is redelijk verwoestend. Eind vorige eeuw slaagden scheikundigen er echter in de methode te verfijnen door het monster vloeibaar te maken. Dit heet zachte ionisatie. Bijkomend voordeel was dat de monsters nog kleiner konden zijn. De ontwerpers van deze methode kregen daarvoor in 2002 de Nobelprijs.

Hiermee was de analyse van oer-, oeroude eiwitten binnen handbereik gekomen en verwierven oudheidkundigen een nieuw venster op de wijze waarop mensen in de Prehistorie, Oudheid en Middeleeuwen omgingen met dieren en met hun leefomgeving. Ook paleontologen hebben een schat aan informatie gekregen.

Onlangs heeft het Metropolitan Museum in New York zestien honderden tot duizenden jaren oude ivoren voorwerpen laten onderzoeken door een laboratorium in Bordeaux. Daarbij volstonden superkleine monsters, die hooguit enkele nanogrammen wogen. Evengoed viel een massaspectrogram te maken waarin allerlei aminozuren herkenbaar waren, waarmee viel vast te stellen van welke dieren het ivoor afkomstig was: een laatmiddeleeuws schaakstuk bleek bijvoorbeeld gemaakt te zijn van de tanden van een potvis. Andere voorwerpen waren gemaakt van het gewei van een hertachtige.

–achtige: hier zit vooralsnog een probleem. We zouden preciezer willen zijn: er bestaan vele tientallen hertensoorten, die ruwweg dezelfde aminozuursequenties hebben. De uitdaging waarvoor de onderzoekers staan, is het verfijnen van de database.

Paleoproteomics en olifanten

Wat ons brengt bij de Afrikaanse olifanten. Het ivoor van hun slagstanden lijkt sterk op dat van nijlpaarden. Het is met ramanspectroscopie, waarover ik al eerder schreef, uit elkaar te houden, maar inmiddels is de paleoproteomische database verbeterd.

En daarmee komt de oplossing in zicht voor dat grote raadsel der antieke krijgsgeschiedenis, dat uiterst der oudheidkunde: welke olifanten zetten de Ptolemaïsche Egyptenaren en Karthagers in? Zeker geen Indische olifanten, maar welke Afrikaanse soort? De grote savanneolifant, die is uit te rusten met torens, of de kleinere bosolifant, die eerder een groot uitgevallen soort paard is? Ik heb het vraagstuk al eens uitgelegd; het lijkt vervuild te zijn geraakt door een opmerking van de geschiedschrijver Polybios, die ergens opmerkt dat de Egyptische olifanten kleiner waren dan de Indische olifanten van hun tegenstanders. Dat zou duiden op bosolifanten, en er is geopperd dat savanneolifanten moeilijker te trainen zouden zijn. Die hypothese is vervolgens een quasi-zekerheid geworden, door iedereen overgeschreven en naverteld, maar nooit getoetst.

Er is op verschillende plaatsen Karthaags ivoor gevonden, en we zullen de uitkomst binnen een paar jaar wel horen. Ik ben benieuwd. Want het is toch wel opvallend dat de olifanten waarom Hannibal zo beroemd is geworden, in geen enkele veldslag een beslissende rol hebben gespeeld: op de Povlakte schrikten ze de Romeinen niet af en in Zama sloegen ze op hol. Misschien waren het kleine bosolifanten waar de Hannibals tegenstanders niet bang voor waren, wellicht waren het – daarop duidt het eerste DNA-bewijs – grote savanneolifanten en waren ze inderdaad slecht te trainen.

Wie zal het zeggen? Uiteraard is de krijgsgeschiedenis niet zo belangrijk, maar het feit dat oudheidkundigen antiek eiwit kunnen analyseren is dat wél. Zoals gezegd: paleoproteomics openen een nieuw venster op de wijze waarop mensen in de Oudheid omgingen met dieren en met hun leefomgeving.

[Bron. De oudheidkundige wetenschappen bieden meer dan feitjes, wistjedatjes en trivaliteitjes. Het zijn in de eerste plaats wetenschappen. Een overzicht van vergelijkbare stukjes is daar.]

#bioarcheologie #DNAOnderzoek #eiwitten #Hannibal #isotopenonderzoek #ivoor #koolstofdatering #krijgsgeschiedenis #LijkwadeVanTurijn #massaspectroscopie #MetropolitanMuseum #nijlpaard #Nobelprijs #olifant #paleoproteomics #potvis #ramanspectroscopie #virus #ziekteVanPfeiffer

Wat is archeologie? (3) De media

Giorgio de Chirico, Gli archeologi (1927)

[Dit is het derde van vijf blogjes over wat archeologie is en hoe we haar belang beter kunnen uitleggen. Het eerste deel was hier.]

Ik kan me voorstellen dat u na mijn vorige blogje dacht dat mijn schets van de archeologie nogal abstract was en niet overeenkomt met uw beeld van dat mooie vak. Een vak dat hands on is, heel concreet, heel positief, sterk gebaseerd op het tastbare. Zo komt het immers in het nieuws en zo presenteren archeologen het ook. Vraag een archeoloog maar eens wat archeologie is en in vier van de vijf gevallen vertelt hij over vondsten. Dit is al zo sinds de jaren zeventig, maar zoals gezegd is dataverwerving slechts een voorwaarde voor wetenschap en geen wetenschap.

Archeologie in het nieuws

Archeologie gaat over het toetsen van hypothesen om de mensheid beter te begrijpen (“zeigen wie Menschen ticken”) en onvermoede aannames op te sporen (“unbekannte Werte messen”). Daar horen we echter weinig over. Het gaat vaker over bijvoorbeeld een ontdekt Romeins kamp, waarbij als bijzonderheid geldt dat het benoorden de limes lag – alsof dat belangwekkend zou zijn.noot De limes was geen ijzeren gordijn en kampen als Ermelo waren al bekend. Of het gaat over een monumentaal gebouw in Nijmegen, waarbij als bijzonderheid geldt dat zo dicht bij de Waal resten van de antieke stad bewaard zijn gebleven. Leuk als zulke nieuwtjes zijn, tonen ze niet hoe wezenlijk de feitelijke bijdrage is van de archeologie. Ze trekken wel de aandacht maar niet tot iets.

Dit geldt niet alleen voor Nederland of Vlaanderen. Een internationaal overzicht vindt u hier en het nieuws blijft veelal beperkt tot vondsten en feiten. En het rare is: deze zelftrivialisering vind je niet bij andere wetenschappen. Het is bijvoorbeeld ondenkbaar dat pakweg een biograaf van Gerard ’t Hooft zou verzuimen te vertellen wat renormalisatie is. En zoals ik al constateerde: als archeologen niet uitleggen wat archeologie is, kan niemand het belang ervan ontdekken. Dan moet je er niet van opkijken als elke negenendertig dagen ergens een museum of wetenschappelijke instituut wordt bedreigd, of dat het voor politici electoraal aantrekkelijk is de draak te steken met verondersteld softe wetenschappen.

Oorzaken

Een deel van problematiek is dat journalisten geen zin hebben om af te wijken van de traditionele frames. Kind/voorbijganger/amateurarcheoloog/aannemer vindt voorwerp en meldt het bij de autoriteiten. Deze of gene site is het Pompeii van het noorden, van Utrecht, van Groot-Brittannië, van Jordanië. In de Oudheid hadden ze ook epidemieën, klimaatverandering, fake news, populisten. Als een journalist een vondst niet kan presenteren als de oudste in deze of gene categorie, maakt hij er wel een schat van. Je leest zelden dat bioarcheologische feiten nieuwe kansen bieden aan tekstwetenschappers.

Dat het accent ligt op vondsten en niet op het eigenlijke archeologische proces, ligt vermoedelijk ook aan de archeologen zelf. Ongeveer een kwart van de vragen die aan mij wordt voorgelegd, valt te herformuleren als “hoe weet je wat je weet?” of “hoe draagt dit bij aan de wetenschap?”, maar ik heb de zeer sterke indruk dat archeologen (en hun collega-oudheidkundigen) onvoldoende herkennen hoe groot deze vraag naar inzicht in het wetenschappelijk proces momenteel is. De voorlichting negeert de sleuteldoelgroep.

Ik ben weleens bang dat archeologen iets te veel vertrouwen hebben in de neoliberale geruststelling dat alles in orde is, aangezien de financiering is geregeld door de archeologie in te bedden in de ruimtelijke ordening. Misschien ben ik iets te bang; in elk geval is wetenschapsfinanciering geen wetenschapsbeleid, en ook geen communicatiebeleid, en ontbreekt een heldere visie op de wijze waarop archeologen en classici de Oudheid over het voetlicht moeten brengen. Bedenk namelijk: het publiek wil kennis van de oude wereld, en wil geen kennis van de oude wereld met de beperkingen van de archeologie of kennis van de oude wereld met de beperkingen van de antieke literatuur. Zolang wetenschappelijke specialismen het vertrekpunt van de voorlichting vormen, en niet de belangstelling van het publiek, zal het lastig zijn een echt goede voorlichting op te zetten, en bezuinigingsgeile politici en academische bestuurders de wind uit de zeilen te nemen.

Want nogmaals: politici weten dat het aantrekkelijk is te schoppen tegen een wetenschap die zich niet verweert. Dat is het klootzakkengedrag van het schoolplein, waar de bullebakken het kind pesten dat niet heeft geleerd hoe het zich verdedigen kan. Het siert de archeologen en hun collega-oudheidkundigen dat ze zich niet willen verlagen tot het niveau van Halbe Zijlstra of het Belgische federale kabinet, maar de geesteswetenschappen zullen zich moeten verweren. Wat ons brengt bij de musea, die wel iets doen.

[wordt vervolgd]

#bioarcheologie #data #DNARevolutie #GerardTHooft #HalbeZijlstra #RomeinseLimes #WimDeetman #zelftrivialisering

Faits divers (33): archeologie

Cucuteni-Tripolje-aardewerk (Neues Museum, Berlijn)

Een nieuwe aflevering van de onregelmatig verschijnende reeks faits divers, met deze keer allerlei leuke archeologische berichten.

***

De eerste steden

Het traditionele, en op zich niet onjuiste, verhaal over de eerste steden is dat hun ontstaan hand-in-hand ging met de groei van sociale stratificatie. Bijvoorbeeld doordat er meer boeren waren, meer opbrengsten, meer noodzaak tot organisatie, en dus een centrale leider, die zijn macht onderstreepte met monumentale bouw. Dit is vanzelfsprekend altijd een grove generalisatie geweest. Een schema, zeg maar, om de gedachten te ordenen. De vondsten in Göbekli Tepe bewijzen dat al in een samenleving van jagers en verzamelaars monumentale architectuur mogelijk is, dus er is geen enkele reden monumentaliteit onlosmakelijk te verbinden met steden of zelfs maar landbouw.

De laatste kwart eeuw is er veel meer aandacht gekomen voor “mega-sites” die wel stedelijk ogen maar geen opvallend grote sociale stratificatie kennen. Sovjet-archeologen attendeerden er lang geleden al op dat in het gebied van de Skythen – zeg maar Oekraïne – enkele knotsen van nederzettingen bekend waren, zonder aanwijzingen voor maatschappelijke ongelijkheid. Dat paste mooi bij theorieën over een oercommunisme, dus het oogde wat verdacht. Maar inmiddels is er meer belangstelling voor, en het helpt dat onderzoekers met Lidar meer van zulke nederzettingen vinden.

Een recent artikel in Nature gaat over de Cucuteni-Tripolje-cultuur, zeg maar 4500-3000 v.Chr. in Roemenië, Moldavië en Oekraïne. U kunt die kennen van de Racines-expositie in Luik. Het artikel legt voorbeeldig uit welke complicaties er zijn bij het onderzoek naar de egalitaire samenlevingen van de vroegste Europese steden, even oud als pakweg Uruk.

De Maghreb

De Maghreb kom er in de oudheidkundige literatuur beroerd vanaf. Toen ik schreef over het handboek van De Blois en Van der Spek, viel me op dat de Numidiërs niet of nauwelijks werden vermeld, hoewel ze een beslissende rol speelden in zowel de Eerste als de Tweede Punische Oorlog. De Maghreb was echter een van de welvarendste gebieden in de Oudheid, met in de Romeinse tijd 600 steden (ter vergelijking: Gallië had er zestig). De verklaring voor de welvaart is dat op de Hautes Plaines van Algerije de regenval voorspelbaar was. Je wist als boer precies wat je kon verwachten, wat in Italië en Griekenland niet het geval was.

De vallei van de rivier de Baht in het noordwesten van Marokko is iets anders dan Algerije. Het is geen hoogvlakte maar een riviervlakte. Evengoed is het een vruchtbaar gebied, waar de Karthagers al ten tijde van Hanno de Zeevaarder factorijen bouwden. Er viel wat te halen. Recent onderzoek toont dat de landbouw hier al heel vroeg ontstond: “the most extensive and earliest agricultural complex known in north Africa outside the Nile Valley”.

Byblos

U herinnert zich misschien – vooringenomen als ik ben, hoop ik het – de expositie over Byblos in het Rijksmuseum van Oudheden in Leiden. Dan herinnert u zich misschien ook dat het onderzoek is hernomen. Daarover is een erg mooie documentaire te zien op Arte. Voor wie bang is voor Frans: het is prettig rustig uitgesproken.

Koolstof

Koolstofdateringen zijn nooit simpel. Om te beginnen is het resultaat geen datering maar een kans op een datering. Verder is kalibratie nodig. En de kalibratiecurve loopt soms steil en is soms horizontaal – dat laatste heet een plateau. Dat is ergerlijk, want het betekent dat een op zich smalle marge in de meting, laten we zeggen ±50, zich kan vertalen in een brede historische marge, laten we zeggen ±150. Eén zo’n plateau correspondeert ruwweg met de Europese Hallstatt-periode: tussen pakweg 770 en 420 v.Chr. zijn de historische marges wel erg wijd.

Deze kwestie speelt hoog op in Israël, waar op veel plaatsen monumentale gebouwen zijn gevonden op plekken waar je ook volgens de Bijbel monumentale gebouwen zou verwachten. Bijvoorbeeld een grote structuur in Jeruzalem, op de plek waar je het paleis van een David of Salomo verwacht. Alleen zijn die structuren lastig te dateren. De eerste archeologen dateerden het daar gevonden aardewerk aan de hand van de bijbelse chronologie van een David of een Salomo, dus toen klopte alles; maar toen archeologen het aardewerk begonnen te dateren aan de hand van andere aardewerkchronologieën en aan de hand van koolstof, bleken de gebouwen te jong.

Een poging om het probleem op te lossen met een speciaal op het verwerven van organisch, dateerbaar materiaal gerichte opgraving in Megiddo, leverde niks op. Nu hebben archeologen het opnieuw geprobeerd in Jeruzalem, met een combinatie van koolstofdatering en wiggle matching. Er is vooruitgang, met scherpere dateringen, en er is de opvallende conclusie dat de westelijke uitbreiding vroeger begon dan tot nu toe aangenomen. Over Salomo zwijgt men, maar dit oogt veelbelovend.

Familie

In de jaren zeventig was er veel aandacht voor de vraag waar vrouwen en mannen na hun huwelijk gingen wonen. Als bijvoorbeeld in een samenleving alleen vrouwen aardewerk maakten, zo luidde een van de redeneringen, vormde de verspreiding van keramische motieven een aanwijzing voor hun verblijfplaatsen. Nu stellen archeologen dezelfde vraag, maar met bioarcheologisch bewijs: in voor-Romeins Brittannië trokken de mannen in bij de vrouwen. Een leuke conclusie, niet meer, niet minder.

Zijderoute

Komend vanuit het westen leidde de Zijderoute vanuit het huidige Oezbekistan over de Pamir en dan langs de Taklamakan-woestijn, door de Hexicorridor naar China. Een leuk onderzoekje toont dat daar, in het westen van het antieke China, een laatantieke mevrouw met Chinese voorouders is begraven naast een laatantieke meneer met Centraal-Aziatische voorouders. Het bevestigt wat we al wisten: mensen waren mobiel.

Volksverhuizingen

En nog even iets uit dezelfde periode om af te ronden: een overzicht van alle DNA-bewijs voor migratie in het eerste millennium voor West-Europa. De conclusies zijn weinig verrassend: eerst een beweging van noordelijk Europa naar zuidelijk Europa, zeg maar de verspreiding van Germaanssprekenden, en daarna een omgekeerde beweging, zeg maar mensen die door Noormannen werden meegenomen, vermoedelijk als slaven. Niet verrassend dus, maar handig om het bij elkaar te hebben.

#Algerije #bioarcheologie #Byblos #China #CucuteniTripoljeCultuur #DNAOnderzoek #FaitsDivers #GroteVolksverhuizingen #Hallstatt #HallstattPlateau #Hexicorridor #Israël #Jeruzalem #kalibratie #koningDavid #koningSalomo #koolstofdatering #Libanon #LIDAR #Marokko #Moldavië #Oekraïne #Roemenië #socialeStratificatie #Taklamakan #vikingen #wiggleMatching #Zijderoute