En ung kvinna går på Trondheims gator för 800 år sedan, med en hemlighet i kroppen. Det är 150 år innan pesten – digerdöden – men denna unga kvinna är sjuk i en sjukdom som ingen trodde fanns i Europa överhuvudtaget under medeltiden.

Vi vet inte om just denna sjukdom dödade den här unga kvinnan, men vi vet namnet på hennes sjukdom - Salmonella enterica. Det krävdes lite moderna arkeologiska undersökningar för att ta reda på vad som plågade henne. Forskare hittade sina bevis för sjukdomen mellan den här kvinnans tänder.

Med början 2017 började ett internationellt team av forskare arbeta på ett gemensamt projekt kallat MedHeal, fokuserat på Trondheims medeltida historia.

De har kammat igenom arkiven från en serie arkeologiska utgrävningar i stadens centrum under det senaste århundradet och använder ny teknik för att utforska hemligheterna instängda i skelett som har grävts ut och bevarats under åren från de olika utgrävningarna.

– Vi hade riktigt bra arkeologiska källor från den här tiden, eftersom det har gjorts en hel del professionella arkeologiska utgrävningar i den här staden från början av 1970-talet och förutsättningarna för att bevara organiskt material och skelett är fantastiska, säger Axel Christophersen, professor i historisk arkeologi vid NTNU Universitetsmuseet.

Genom att gräva djupt i data från Trondheims medeltida kyrkogårdar, latrinavfall och tandplack har forskare tagit reda på hur sjukdomar förändrade hur medeltida befolkningar betedde sig – och hur denna information kan hjälpa oss att förstå hur pandemier som SARS-CoV-2 inträffar, så vi kan bättre bekämpa pandemier i framtiden.

Vad får en patogen att hoppa?

Bland forskarna som är involverade i MedHeal-projektet finns Tom Gilbert, en evolutionsbiolog vid Köpenhamns universitet som också är professor vid NTNU Universitetsmuseet. Gilbert är intresserad av vad forntida DNA kan berätta om forntida och moderna patogener, som den Salmonella han och hans kollegor upptäckte i tandplacket från det 800 år gamla kvinnliga skelettet från Trondheim. Skelettet heter officiellt SK152, men brittiska forskare gav henne namnet Ragna.

Även om det är av akademiskt intresse att hitta en patogen som man faktiskt inte trodde fanns i Europa under den tiden, säger Gilbert att informationen också är användbar för att hjälpa oss att hålla utkik efter potentiella farliga patogener nu och i framtiden.

"Genom att få de gamla patogenerna kan man studera när denna överföring hände, vilken typ av egenskaper som behövs, som sedan kan översättas tillbaka till användbar information för övervakning i dag", sa han. "Så det handlar om extra kunskap – var kommer saker ifrån, hur anpassar de sig? Hur lätt är det för patogener att hoppa?"

Länka historik med DNA-kod

Ny teknik som utvecklats under de senaste decennierna har förändrat hur arkeologer och evolutionsbiologer kan studera biologiska lämningar.

MedHeal-projektet gjorde det möjligt för Gilbert och hans kollegor att studera DNA i Trondheims skelett, så att de kunde lära sig mer om var varje individ kom ifrån.

I ett fall kunde forskarna korrelera det som står i historieböckerna med det de finner skrivet i DNA-koden.

"Och vi hittar faktiskt någon i Trondheim omkring år 1100 som i grunden ser ut som en modern islänning, och vi tror faktiskt att det mycket väl kan ha varit en islänning med hög status", sa Gilbert.

Det var en hel del konflikter på Island på 1100-talet, och Gilbert säger att den här personen kunde ha kommit från Island till Trondheim för att förhandla med kungligheter som skulle ha varit i staden under perioden.

Forskare kan också bekräfta att denna individ kom från Island på grund av en annan komponent som finns i skelettet, kallad isotoper.

Isotoper är varianter av grundämnen som finns i små mängder. De flesta har hört talas om Carbon 14-dejting. Kol 14 är en variant av kol som kan användas för att datera organiskt material. Men andra kemiska isotoper kan berätta för biologer och arkeologer var du bodde under vissa perioder av ditt liv, delvis baserat på vad du äter eller vattnet du drack.

In this case, the composition of the skeleton's isotopes strongly support that the man was an Icelander, Gilbert said.

High-born means more children

But that's not all that can be learned about this individual, Gilbert says.

"This particular Icelander has a genome which is most closely related to modern Icelandic genomes," Gilbert said. But Gilbert specifically said the man was believed to have been high status. How can researchers possibly know this?

"You can't say the high-status bit from DNA, except for this," he said. "Not every human has the same number of descendants through time. People who are high status typically have many more offspring. And actually, if you have an ancient sample that's given rise to a lot of offspring that give rise to a lot of offspring, they actually look even closer to the current population because there's more of them in the current population."

So the fact that this Icelander looks much more like a modern Icelander than other Icelanders from the 1100 can be explained by "having had way more descendants from this one person," Gilbert said.

"More people today look like him than the other Icelanders, and that is what leads us to suggest he is a high-profile person, because they were typically the guys who had the wealth to have all the children."

Gilbert points out that this is somewhat speculative, of course, but "it does fit with the history, where there was civil strife in Iceland and people were traveling (to Trondheim) to try and get support from the Norwegian King," he said.

"So with all these bits pointing together, you can start building up quite an interesting story. Each bit on its own is speculative, but together they paint quite an interesting picture."

Not from Trondheim

Researchers have also learned quite a bit more about the young woman who had evidence of Salmonella enterica between her teeth. An isotopic analysis from her bones showed researchers that she actually wasn't born in Trondheim.

But to learn more about where she was from, and other lessons learned from Trondheim's medieval skeletons, you'll have to listen to 63 Degrees North.