Universiteit Leiden Universiteit Leiden | Bij ons leer je de wereld kennen.

Het skelet als bron

Onderzoek

Vanuit verschillende disciplines werken onderzoekers van de Universiteit Leiden samen aan innovatieve oplossingen voor maatschappelijke problemen. U vindt hier een voorbeeld op het gebied van samenlevingen werelwijd.

Overzicht wetenschapsdossiers

Onderzoek

Botten reconstrueren het verleden

Beenderen bevatten informatie over het leven van een persoon, zoals zijn herkomst, leeftijd bij overlijden en aan welke ziektes hij leed. Wetenschappers kunnen hieruit veel herleiden over het leven van die persoon en de ontwikkeling van de mens. Dit biedt aanknopingspunten voor het oplossen van problemen van nu, zoals bestrijding van ziektes en opheldering over een gezonde levensstijl.

<p>Leidse archeologen tijdens opgravingen op de Paardenmarkt in Alkmaar</p>

Leidse archeologen tijdens opgravingen op de Paardenmarkt in Alkmaar

Osteoarcheologen onderzoeken de botten en tanden van tweebenige mensachtigen die tijdens opgravingen worden gevonden. Daar valt de moderne mens onder, maar ook andere soorten binnen het genus homo (zoals de Neanderthalers, Homo erectus en de Homo heidelbergensis). Onderzoek aan de beenderen van vroegere menssoorten vergroot onze kennis van het verleden, over de ontwikkeling van de mens en zijn verspreiding over de wereld.

Zo krijgen we een steeds completer beeld van het leven van de mens. We weten bijvoorbeeld dat de mens vanuit de aap is geëvolueerd in Afrika en zich van daaruit heeft verspreid over de rest van de wereld. Onbekend is echter welke route de mens daarvoor heeft genomen. In welke landen heeft hij zich eerst gevestigd en hoe is hij vervolgens verder gelopen? Door de subtiele verschillen van skeletten over de gehele wereld te onderzoeken, komt hier meer duidelijkheid over. Op deze manier zijn ook uiterlijke verschillen tussen bevolkingsgroepen, bijvoorbeeld de structuur van hun gezicht, te verklaren.

De vondst van meerdere skeletten geeft de mogelijkheid een groep te onderzoeken. Zijn er bepaalde sporen op de botten die elk persoon heeft, dan kan dat een teken zijn van een gezamenlijk aspect, zoals een ziekte die iedereen binnen de gemeenschap had of bepaalde handeling die iedereen uitvoerde.

Wijkt er één skelet af van de rest, dan had die mogelijk een speciale status. Iemand van adel zal bijvoorbeeld minder zwaar werk hebben uitgevoerd, dan iemand van een lagere klasse. Dit verschil is te herkennen aan de slijtsporen op het skelet.

Osteoarcheologisch onderzoek  is ook nu relevant. Het geeft ons inzicht in het ontstaan en de verspreiding van ziektes waarmee de mens al eeuwen kampt en het draagt bij aan de verbetering van hedendaagse onderzoeksmethoden naar menselijke resten (forensisch onderzoek). Het grote aantal opgegraven skeletten maakt het mogelijk om nieuwe technieken te testen. Deze methoden kunnen vervolgens gebruikt worden door forensisch antropologen bij het vinden van de doodsoorzaak bij moordonderzoek en het biedt meer informatie over de identiteit van het slachtoffer.

Het onderzoek naar menselijke resten wordt uitgevoerd door de Laboratory for Human Osteoarchaeology van de Universiteit Leiden.

Gezondheid en ziekte

Botonderzoek levert veel gedetailleerde gegevens op over de gezondheid van een persoon of van een groep. Die gegevens worden gebruikt om het verleden te reconstrueren, maar ook om ziektes van nu te bestrijden.


Gezondheid van vroeger: Middenbeemster

In 2011 moest in het dorp Middenbeemster (Noord-Holland) door een uitbreiding van de kerk een grafveld worden opgegraven. Dit gaf archeoloog Menno Hoogland de mogelijkheid om de bevolking van Middenbeemster tussen 1615 en1866 te onderzoeken.  Omdat Middenbeemster een gesloten gemeenschap is en er veel geschreven bronnen 

beschikbaar zijn gaf dit mooie kansen voor onderzoek naar familierelaties, erfelijke ziektes en werkzaamheden die de familieleden uitvoerden. "Mensen werden hier geboren en overleden hier ook” zegt de professor. Zelfs onder de huidige bevolking zijn nog veel nabestaanden van de mensen die we hebben opgegraven.”

De opgravingen waren zeer omvangrijk: in totaal werden 412 skeletten opgegraven, Een gedeelte hiervan (34 mannen, 37 vrouwen en 54 minderjarigen) werd onderzocht.Het onderzoek aan de skeletten bracht een gedetailleerd beeld van de gezondheid binnen de gemeenschap. We weten nu bijvoorbeeld dat veel voorouders uit Middenbeemster last hadden van cariës, tandsteen en abcessen in hun mond. Tandonderzoek toonde ook aan dat de kinderen veel last van stress hebben gehad, waarschijnlijk door ziekte en ondervoeding. Deze kenmerken zijn op zich niet opvallend in vergelijking met andere gemeenschappen van vroeger, maar de vondst is toch opmerkelijk. Geschreven bronnen gaven namelijk aan dat de gezondheid van de bevolking in Middenbeemster goed was. Het osteoarcheologisch onderzoek kan die bewering onomstotelijk weerleggen.

Gezondheid en ziekte

De opgraving in Middenbeemster leverde daarnaast veel informatie op over het verband tussen bepaalde beroepen en slijtagesporen op skeletten. Met behulp van de geschreven bronnen kreeg ieder skelet een naam, een datum van geboorte en overlijden en een beroep. Zo kon bijvoorbeeld de relatie worden gelegd tussen slijtagesporen op de botten en beroepen. Deze kennis kan worden gebruikt voor onderzoek naar skeletten uit een periode waar weinig geschreven bronnen van bewaard zijn gebleven. PhD-student Jessica Palmer onderzocht 

verschillen in slijtsporen tussen mannen en vrouwen. Ze concludeerde dat ieder geslacht andere soorten werkzaamheden verrichtte. Mannen tilden vaak zware objecten. Vrouwen gebruikten vaak een duw- en trekbeweging met gebogen ellebogen. Die beweging wordt gebruikt bij het melken van koeien of het wassen van kleding op een wasbord.

Gezondheid van nu: Lepra

Kennis over Lepra van vroeger biedt kansen voor de bestrijding vandaag de dag. Lepra kwam honderden jaren geleden ook in ons land voor. Hoe meer we weten over de ontwikkeling van deze ziekte, hoe beter patiënten in Afrika behandeld kunnen worden.
Lepra behoort in West-Europa tot het verleden, maar in Afrika niet. Hier lijden mensen nog aan deze besmettelijke ziekte, die leidt tot verdikking en zwelling van de huid en uiteindelijk tot verminking. Om een medicijn dat de ziekte kan vertragen of genezen te ontwikkelen is kennis over de besmetting en ontwikkeling van die ziekte nodig.

Door botten te bestuderen van mensen die vroeger aan lepra zijn gestorven, kunnen we de ziekte beter begrijpen. Hoe ontwikkelt lepra zich binnen een gemeenschap? Krijgt iedereen de ziekte of zijn bepaalde groepen mensen er minder vatbaar voor? Eten zij bepaald voedsel of werken zij onder bepaalde omstandigheden dat de ziekte weert ?

Moderne apparatuur en medicijnen missen in Afrika. Onderzoekers proberen daarom zonder deze middelen de ziekte te verlichten. Mogelijk kunnen behandelingen, gebaseerd op kennis uit het verleden de symptomen vertragen.

Voeding

Met behulp van straling kan de isotopenverhouding van een skelet worden bepaald. Dit geeft informatie over de locatie waar onze voorouders leefden en wat zij consumeerden. Dr. Andrea Waters ontwikkelde een revolutionaire methode, waarmee het voedingspatroon van tienduizenden jaren geleden kan worden herleid.

Isotopen blijven bewaard in de botten van mensen, zelfs wanneer zij al honderden jaren geleden overleden zijn. Van veel plaatsen in de wereld is bekend welke isotopenverhouding daar is. Door de gegevens uit de botten te vergelijken met de verhoudingen in de wereld kan er worden onderzocht waar een persoon vandaan komt. Dit draagt bij aan de kennis over handelspatronen. Welke volkeren hadden contact met elkaar? Is een groep mensen gemigreerd en van waar?

Naast isotopenverhoudingen die gelijk staan aan de locatie, zijn er ook isotopenverhouding die wisselen met de voeding die je eet. We kijken dan naar andere elementen zoals koolstof en stikstof in combinatie met waterstof en zuurstof. Rijst en gerst bevat bijvoorbeeld veel koolstof met isotoopnummer 3 (C3). Wanneer een archeoloog veel C3 in de botten aantreft, betekent dit dat deze persoon veel planten met een hoog C3-gehalte heeft gegeten.
Naast voedingstoffen neemt je lichaam ook water op. Water bestaat uit de atomen: waterstof  en zuurstof. Kijken we in detail naar de waterstof dan bestaat dat uit verschillende soorten waterstofisotopen: H1, H2 en H3. De verhouding tussen deze drie isotopen verschilt met waar het water vandaan komt. Water aan de kust is anders dan water op het vaste land. Net als dat het water in een warm land een andere verhouding heeft dan in een koud land.

Het skelet vernieuwt zich constant. De isotopenratio in de botten veranderen mee met het nieuwe voedsel dat een mens eet of wanneer een mens zich naar een andere locatie verplaatst?.  Dit geldt niet voor de tanden, die blijven in de staat waarin ze zijn gevormd. Op die manier bevatten zij de isotopenverhouding van iemands jeugd.

Nieuwe technologie ontsluit materiaal ouder dan tien millennia

De huidige methode om de isotopenratio uit de botten te lezen, is niet betrouwbaar voor botmateriaal ouder dan 10.000 jaar. Dr. Andrea Waters ontwikkelde een methode om het onderzoek wel uit te kunnen voeren op materiaal ouder dan tien millennia. Ze gebruikt daarvoor een Synchrotron, een deeltjesversneller die stralingen door de botten schiet en hun isotopenverhouding leest.

Via deze nieuwe techniek doet dr. Waters onderzoek naar het geven van borstvoeding bij oude mensachtigen. Ze vermoedt dat Neanderthalers (die leefden tussen circa 200.000-32.000 jaar geleden) hun kinderen op een andere manier voedden dan moderne mensen. ‘Het kan zijn dat ze hun kinderen veel langer of veel meer borstvoeding gaven. Hierdoor konden de Neanderthalers minder snel een volgende baby krijgen en plantten ze zich minder snel voort dan de moderne mens.’ Het zou de reden kunnen zijn van het uitsterven van de Homo neanderthalensis – een mysterie waar archeologen zich al decennialang mee bezighouden.

In haar onderzoek werkt Andrea  Waters samen met Prof. dr. Hanna Swaab, hoogleraar pedagogische wetenschappen aan de Universiteit Leiden. Hanna Swaab onderzoekt het sociale aspect van het geven van borstvoeding binnen een gemeenschap. Hoe belangrijk is het geven van borstvoeding voor een goede band tussen moeder en dochter? En is deze band in de afgelopen eeuwen veranderd? Met die kennis kunnen Swaab en Waters samen een gedetailleerder beeld schetsen over de moeder-kind relatie van eeuwen geleden.

Lagen tandsteen

Bacteriën in tanden vertellen ons veel over voeding en ziektes van onze voorouders. Bovendien komen we zo meer te weten over ons immuunsysteem. Dit biedt aanknopingspunten voor het verhelpen van moderne ziektes en allergieën.

Lange tijd irriteerden archeologen zich aan het tandsteen op het gebit van opgegraven schedels. Het zat in de weg om de echte tand te onderzoeken, zo redeneerde men. Daarnaast zag tandsteen er erg lelijk uit. Musea schraapten die plak daarom van de tanden zodat het skelet mooier kon worden gepresenteerd in de collectie. "Zonde", zegt PhD-student Kirsten Ziesemer. "Tandsteen is juist een schatkist van informatie."

Immuunsysteem

Een lichaam zit vol microbiomen. Het is de verzamelnaam voor alle bacteriën op en in het lichaam. Ze zitten op de huid, in de darmen, in de mond. De microben in ons microbioom zijn betrokken bij alledaagse functies in het lichaam, zoals de vertering van je voeding, maar ook bij je immuunsysteem. Sinds 2010 is bekend dat het microbioom van de mond in gefossiliseerd tandsteen te vinden is. Daarvoor werden microbiomen alleen onderzocht bij mummies en coprolieten, gefossiliseerde poep. Beide categorieën worden maar weinig in de archeologie gevonden. Tanden daarentegen blijven goed in de grond bewaard, beter dan botten of ander menselijk materiaal.

Het onderzoek naar tandsteen staat nog in de kinderschoenen. Het geeft inzicht in de ontwikkeling van ziektes van vroeger, in de ontwikkeling van bacteriën door de tijd, in het immuunsysteem  en in antibiotica-resistentie. Onderzoek naar het immuunsysteem is ook belangrijk voor de moderne geneeskunde, omdat het veel informatie biedt over de ontwikkeling van het immuunsysteem en de reactie van het lichaam op ziektes, voedsel en medicijnen. Zo zijn in recent onderzoek 25 van de 43 gevonden eiwitten geïdentificeerd die bij het immuunsysteem horen. Tevens is het bekend dat wanneer het microbioom uit balans raakt, je ziek kan worden. Diabetes type II, darmkanker, maar ook tandvleesontstekingen hebben een duidelijke link met een verstoring in het microbioom (lees hierover meer in het wetenschapsdossier ‘Immuniteit, Infectie en Tolerantie’).

Daarnaast werkt de moderne geneeskunde steeds meer naar een zo persoonlijk mogelijke toediening van medicijnen. Microbiomen zijn net zo persoonlijk als een vingerafdruk. Wanneer de microbioom samenstelling van een persoon in kaart is gebracht, kan daarop een medicijn worden ontwikkeld die het beste werkt. Archeologisch onderzoek naar de microbiomen is belangrijk om meer inzicht te krijgen in de relatie tussen mensen, microben en ziekten en hun ontwikkeling door de tijd.  Het helpt medici in de keuzes voor het personaliseren van medicijnen.


Schatkist aan informatie

Tandsteen vormt een schat aan informatie om het voedingspatroon van mensen te reconstrueren. Kleine resten vlees en pollen blijven erin vastplakken en kunnen via een microscoop bekeken worden. Recent onderzoek toont aan dat ook DNA-materiaal in de tanden vast blijft zitten. Alles wat leeft, heeft DNA: planten, dieren, mensen. Door het 

DNA in tandplak te onderzoeken kan het voedselpatroon van onze verre voorouders worden gereconstrueerd. Eiwitten blijven ook in tandplak bewaard. Met name het onderzoek naar melkeiwitten is interessant. We weten dat de mens van nature niet tegen koemelk kon, maar het tegenwoordig wel kan verdragen. Onderzoek hiernaar kan inzicht in de directe consumptie van melk. Voorheen kon alleen indirecte consumptie van melk aangetoond worden, bijvoorbeeld door scherven te onderzoeken op restanten van melk.

"We onderzoeken tandsteen pas sinds 2010 met moleculaire technieken. We zijn nu nog aan het uitzoeken welke mogelijkheden dit onderzoek nog meer biedt", zegt Ziesemer. "Tandsteen wordt bijvoorbeeld in laagjes opgebouwd. Die laagjes zijn onder een microscoop te zien. Het diepste laagje is het oudste laagje, de buitenste de jongste laag. Wanneer het tandsteen per laag onderzocht zou kunnen worden, kan er bekeken worden of mensen in hun jeugd ander voedsel aten, dan als volwassene. Dit onderzoek is nu nog niet mogelijk omdat iedere laag tandplak stekelig is. Het is erg belangrijk om elke laag tandplak secuur te verwijderen. Anders vermengen bacteriën uit verschillende perioden zich met elkaar."

Kennis van nu

Osteoarcheologen helpen forensische wetenschappers bij het oplossen van misdaden en onderzoeken ook botmateriaal uit de Tweede Wereldoorlog om slachtoffers te identificeren.


Samenwerking NFI

Het Laboratory for Human Osteoarchaeology werkt samen met het Nederlands Forensisch Instituut (NFI). De twee instituten voeren vrijwel dezelfde onderzoeken uit, maar met een ander doel. Onderzoekers van de universiteit en het NFI delen nu hun kennis, zo verbeteren onderzoeksmethoden sneller en kunnen zij ervaringen uit de praktijk delen. "Het NFI kan veel van osteoarcheologie leren op basis van zijn onderzoeksmethoden in het veld", zegt Menno Hoogland. "Op de plaats delict worden vaak alleen voorwerpen verzameld die van belang zijn voor het onderzoek. Terwijl in de archeologie alles verzameld en ingemeten wordt. Archeologen kijken naar het geheel, waar forensisch onderzoekers zich focussen op de voorwerpen die aan een misdaad zijn verbonden. Archeologisch onderzoek toont echter dat sommige dingen niet van belang lijken, maar toch een stukje van de puzzel zijn om het geheel te begrijpen." Verder vormen bodemprocessen een belangrijk aspect binnen het archeologisch onderzoek. De stratigrafie, de opbouw van verschillende grondlagen, geeft aan op welke wijze een voorwerp in de grond is beland. Daarnaast is het belangrijk te weten hoe menselijke resten in de grond veranderen na verloop van tijd en wat daarvan de reden is. Deze kennis is belangrijk voor forensisch specialisten om een plaats delict in de grond te begrijpen.

Wrakken van Amerikaanse vliegtuigen uit de Tweede Wereldoorlog (Wikimedia Commons)

Wrakken van Amerikaanse vliegtuigen uit de Tweede Wereldoorlog (Wikimedia Commons)


Identificeren van oorlogsslachtoffers

Nog steeds zijn circa tienduizenden Amerikaanse soldaten vermist die meevochten tijdens de Tweede Wereldoorlog. Duizenden zijn in Nederland begraven in ongeïdentificeerde oorlogsgraven, maar ook in vliegtuigwrakken in de grond, overal ter wereld. De Amerikaanse overheid gaat samenwerken met de afdeling Osteoarcheologie om deze wrakken te lokaliseren en op te graven. Sommige, grote vliegtuigen hadden meerdere

soldaten aan boord. De resten van deze soldaten liggen op een heel klein oppervlakte bij elkaar. Dit maakt het complex om iedere soldaat te identificeren. De onderzoekers vergelijken de botresten in het wrak met de gezondheidsgegevens van de soldaten. Ze kunnen de resten op deze manier koppelen aan een persoon.

Experts

Wetenschappers in dit onderzoeksgebied

  • Prof. dr. Menno Hoogland
  • Dr. Sarah Inskip
  • Prof. dr.Peter de Knijff
  • George Maat MD PhD
  • Rachel Schats MA
  • Barbara Veselka MSc
  • Dr. Andrea Waters-Rist
  • Kirsten Ziesemer MSc

Prof. dr. Menno HooglandHoogleraar Carribische Archeologie

Topics: Caribisch gebied, begraafplaatsen, veldtechnieken

+31 (0)71 527 2377

Dr. Sarah InskipUniversitair docent

Topics: Veranderingen aan het skelet door activiteiten, sexe-verschillen, anatomie, tanden, forensisch onderzoek

+31 (0)71 527 7646

Prof. dr.Peter de KnijffHoogleraar populatiegenetica

Topics: Populatie genetica, DNA, migratie, evolutie

+31 (0)71 526 9540

George Maat MD PhDHoogleraar anatomie, in bijzonder fysische antropologie (emeritus)

Topics: Anatomie, Suriname, Spitsbergen, Nova Zembla, Koeweit, LTFO (identificatie van slachtoffers van rampen)

+31 (0)71 526 9314

Rachel Schats MAGastonderzoeker

Topics: Middeleeuwse verstedelijking in Nederland, gezondheid en ziekte, Caribisch gebied

+31 (0)71 527 1925

Barbara Veselka MScGastonderzoeker

Topics: Vitamine D-tekort, begrafenisrituelen, crematieresten

+31 (0)6 5263 3807

Dr. Andrea Waters-RistUniversitair docent

Topics: Dieet, borstvoeding en zoging, tandanalyse

+31 (0)71 527 1685

Kirsten Ziesemer MScPromovendus

Topics: DNA, tandsteen, geschiedenis van ziekteverspreiding

+31 (0)71 527 1774

Onderwijs

Veel botten vasthouden, daar leer je van

De mogelijkheden voor onderzoek naar menselijke resten aan de Universiteit Leiden zijn veelomvattend. De docenten hebben connecties in verschillende landen, waardoor wereldwijde uitwisseling van onderzoeksmateriaal (zoals beenderen) of studenten mogelijk is. Binnen de Faculteit der Archeologie werken specialisten van verschillende periodes.

De samenwerking tussen de specialisten en osteoarcheologen verbreedt het inzicht en de kennis van het verleden. Bachelorstudenten kunnen de richting Osteoarcheologie kiezen als zij derdejaars student Archeologie zijn met een specialisatie Bioarchaeology, of tweede- of derdejaars student zijn van een natuurwetenschappelijke opleiding. Studenten bestuderen het menselijk skelet van dichtbij  en houden de botten vast. Zo leren ze onder meer het geslacht, de leeftijd bij overlijden, lichaamsbouw en afstamming te bepalen.

De Universiteit Leiden biedt een volledig masterprogramma aan: ‘Human Osteology and Funerary Archaeology’. Binnen dit programma leren de studenten de mogelijkheden en methodes van onderzoek op menselijke resten en herkennen ze symptomen van ziektes. De master is te volgen voor studenten die een Bachelor in de archeologie of in een andere relevante studierichting hebben afgerond.

Botten opgraven Bekijk video

Outreach & Nieuws

Nieuws

Agenda

Partners

Samenwerkende onderzoeksinstituten