Maternal Lineages from 10–11th Century Commoner Cemeteries of the Carpathian Basin
Abstract
:1. Introduction
2. Materials and Methods
2.1. Archeological Background
2.2. Library Preparation, Sequencing and Hg Assignment
2.3. Assembling an Ancient Eurasian Mitogenome Database
2.4. Phylogenetic and Population Genetic Study
3. Results
3.1. Sequencing Results and Assigned Haplogroups
3.2. Kinship Analysis
3.3. Phylogenetic Analysis
3.4. Haplogroup Composition of Individual Cemeteries
3.5. Population Genetic Analysis
4. Discussion
5. Conclusions
Supplementary Materials
Author Contributions
Funding
Institutional Review Board Statement
Informed Consent Statement
Data Availability Statement
Acknowledgments
Conflicts of Interest
Appendix A. Brief Archaeological Background of the Hungarian Commoner Cemeteries
Appendix A.1. A Brief Summary of the Problems Associated with the Archeological Categorization of 10–11th Century Cemeteries in the Carpathian Basin
Appendix A.2. Archeological and Anthropological Description of the Studied Cemeteries
Appendix A.2.1. Homokmégy–Székes (Bács–Kiskun County)
Appendix A.2.2. Ibrány–Esbóhalom (Szabolcs–Szatmár–Bereg County)
Appendix A.2.3. Magyarhomorog–Kónyadomb (Hajdú–Bihar County)
Appendix A.2.4. Nagytarcsa–Homokbánya (Pest County)
Appendix A.2.5. Püspökladány–Eperjesvölgy (Hajdú–Bihar County)
Appendix A.2.6. Sárrétudvari–Hízóföld (Hajdú–Bihar County)
Appendix A.2.7. Szegvár–Oromdűlő (Csongrád County)
Appendix A.2.8. Szegvár–Szőlőkalja (Csongrád County)
Appendix A.2.9. Vörs–Papkert (Somogy County)
References
- Róna-Tas, A. Hungarians and Europe in the Early Middle Ages: An Introduction to Early Hungarian History; CEU Press: Budapest, Hungary, 1999; ISBN 978-963-9116-48-1. [Google Scholar]
- Szabados, G. The origins and the transformation of the early Hungarian state. In Reform and Renewal in Medieval East and Central Europe: Politics, Law and Society; Miljan, S., Simon, A., Halász, B.É., Eds.; Knjižnici Hrvatske Akademije Znanosti i Umjetnosti: Zagreb, Croatia, 2019; pp. 9–30. ISBN 9786060380023. [Google Scholar]
- Hampel, J. Újabb tanulmányok a honfoglalási kor emlékeiről; MTA: Budapest, Hungary, 1907. (In Hungarian) [Google Scholar]
- Szőke, B. A Honfoglaló és kora Árpád-kori magyarság régészeti emlékei; Gerevich, L., Erdélyi, I., Kutizán, I.B., Párducz, M., Patek, E., Salamon, Á., Eds.; Akadémiai Kiadó: Budapest, Hungary, 1967. (In Hungarian) [Google Scholar]
- Csősz, A.; Szécsényi-Nagy, A.; Csakyova, V.; Langó, P.; Bódis, V.; Köhler, K.; Tömöry, G.; Nagy, M.; Mende, B.G. Maternal Genetic Ancestry and Legacy of 10th Century AD Hungarians. Sci. Rep. 2016, 6. [Google Scholar] [CrossRef] [Green Version]
- Neparáczki, E.; Maróti, Z.; Kalmár, T.; Kocsy, K.; Maár, K.; Bihari, P.; Nagy, I.; Fóthi, E.; Pap, I.; Kustár, Á.; et al. Mitogenomic data indicate admixture components of Central-Inner Asian and Srubnaya origin in the conquering Hungarians. PLoS ONE 2018, 13, e0205920. [Google Scholar] [CrossRef] [Green Version]
- Neparáczki, E.; Maróti, Z.; Kalmár, T.; Maár, K.; Nagy, I.; Latinovics, D.; Kustár, Á.; Pálfi, G.; Molnár, E.; Marcsik, A.; et al. Y-chromosome haplogroups from Hun, Avar and conquering Hungarian period nomadic people of the Carpathian Basin. Sci. Rep. 2019, 9, 16569. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed] [Green Version]
- Tömöry, G.; Csányi, B.; Bogácsi-Szabó, E.; Kalmár, T.; Czibula, Á.; Csősz, A.; Priskin, K.; Mende, B.; Langó, P.; Downes, C.S.; et al. Comparison of Maternal Lineage and Biogeographic Analyses of Ancient and Modern Hungarian Populations. Am. J. Phys. Anthropol. 2007, 134, 354–368. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed] [Green Version]
- Neparáczki, E.; Juhász, Z.; Pamjav, H.; Fehér, T.; Csányi, B.; Zink, A.; Maixner, F.; Pálfi, G.; Molnár, E.; Pap, I.; et al. Genetic structure of the early Hungarian conquerors inferred from mtDNA haplotypes and Y-chromosome haplogroups in a small cemetery. Mol. Genet. Genom. 2017, 292, 201–214. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed] [Green Version]
- QGIS Development Team QGIS Geographic Information System. Open Source Geospatial Foundation Project. 2020. Available online: http://qgis.osgeo.org/ (accessed on 13 March 2020).
- Nepper, I.M. Hajdú-Bihar megye 10–11. századi sírleletei I-II; Bende, I.K., Ed.; Déri Múzeum–Magyar Nemzeti Múzeum–Magyar Tudományos Akadémia Régészeti Intézete: Budapest, Hungary; Debrecen, Hungary, 2002; ISBN 963 9046 79. (In Hungarian) [Google Scholar]
- Neparáczki, E.; Kocsy, K.; Tóth, G.E.; Maróti, Z.; Kalmár, T.; Bihari, P.; Nagy, I.; Pálfi, G.; Molnár, E.; Raskó, I.; et al. Revising mtDNA haplotypes of the ancient Hungarian conquerors with next generation sequencing. PLoS ONE 2017, 12, e0174886. [Google Scholar] [CrossRef] [Green Version]
- Istvánovics, E. A Rétköz honfoglalás és Árpád-kori emlékanyaga; Kovács, L., Révész, L., Eds.; Jósa András Múzeum–Magyar Nemzeti Múzeum–Magyar Tudományos Akadémia Régészeti Intézete: Nyíregyháza, Hungary, 2003; ISBN 9637220488. (In Hungarian) [Google Scholar]
- Gallina, J.Z.; Varga, S. A Duna-Tisza közének Honfoglalás és kora Árpád-kori temetői, sír- és kincsleletei I. A Kalocsai Sárköz a 10–11. században [Magyarország honfoglalás kori és kora Árpád-kori sírleletei 10.]; Magyar Nemzeti Múzeum/MTA BTK Régészeti Intézet/SZTE BTK Régészet Tanszék/Viski Károly Múzeum: Szeged, Hungary; Budapest, Hungary, 2016; ISBN 9789633064954. (In Hungarian) [Google Scholar]
- Kovács, L. Magyarhomorog-Kónya-domb 10. századi szállási és 11-12. századi falusi temetője; MARTIN OPITZ: Szeged, Hungary; Budapest, Hungary, 2019; ISBN 9789639987463. (In Hungarian) [Google Scholar]
- Költő, L.; Szentpéteri, J. A Vörs-Papkert “B” lelőhely VIII–XI. századi temetője. In Évezredek üzenete a láp világából. Régészeti kutatások a Kis-Balaton területén 1979–1992; Költő, L., Vándor, L., Eds.; Somogy Megyei Múzeumok Igazgatósága—Zala Megyei Múzeumok Igazgatósága: Kaposvár, Hungary; Zalaegerszeg, Hungary, 1996; pp. 115–121. (In Hungarian) [Google Scholar]
- Meyer, M.; Kircher, M. Illumina sequencing library preparation for highly multiplexed target capture and sequencing. Cold Spring Harb. Protoc. 2010, 5. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
- Kircher, M.; Sawyer, S.; Meyer, M. Double indexing overcomes inaccuracies in multiplex sequencing on the Illumina platform. Nucleic Acids Res. 2012, 40, 1–8. [Google Scholar] [CrossRef] [Green Version]
- Rohland, N.; Harney, E.; Mallick, S.; Nordenfelt, S.; Reich, D. Partial uracil—DNA—glycosylase treatment for screening of ancient DNA. Phil. Trans. R. Soc. B 2015, 370, 20130624. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
- Maricic, T.; Whitten, M.; Pääbo, S. Multiplexed DNA sequence capture of mitochondrial genomes using PCR products. PLoS ONE 2010, 5, e14004. [Google Scholar] [CrossRef]
- Martin, M. Cutadapt removes adapter sequences from high-throughput sequencing reads. EMBnet J. 2011, 17, 10–12. [Google Scholar] [CrossRef]
- Andrews, S. FastQC A Quality Control tool for High Throughput Sequence Data. 2016. Available online: http://www.bioinformatics.babraham.ac.uk/projects/fastqc/ (accessed on 16 April 2017).
- Andrews, R.M.; Kubacka, I.; Chinnery, P.F.; Lightowlers, R.N.; Turnbull, D.M.; Howell, N. Reanalysis and revision of the Cambridge reference sequence for human mitochondrial DNA. Nat. Genet. 1999, 23, 147. [Google Scholar] [CrossRef]
- Li, H.; Durbin, R. Fast and accurate short read alignment with Burrows-Wheeler transform. Bioinformatics 2009, 25, 1754–1760. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed] [Green Version]
- Li, H.; Handsaker, B.; Wysoker, A.; Fennell, T.; Ruan, J.; Homer, N.; Marth, G.; Abecasis, G.; Durbin, R. The Sequence Alignment/Map format and SAMtools. Bioinformatics 2009, 25, 2078–2079. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed] [Green Version]
- Broad Institute Picard Tools. 2016. Available online: https://broadinstitute.github.io/picard/ (accessed on 16 April 2017).
- Jónsson, H.; Ginolhac, A.; Schubert, M.; Johnson, P.L.F.; Orlando, L. mapDamage2.0: Fast approximate Bayesian estimates of ancient DNA damage parameters. Bioinformatics 2013, 29, 1682–1684. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
- Renaud, G.; Slon, V.; Duggan, A.T.; Kelso, J. Schmutzi: Estimation of contamination and endogenous mitochondrial consensus calling for ancient DNA. Genome Biol. 2015, 16, 224. [Google Scholar] [CrossRef] [Green Version]
- Weissensteiner, H.; Pacher, D.; Kloss-Brandstätter, A.; Forer, L.; Specht, G.; Bandelt, H.-J.; Kronenberg, F.; Salas, A.; Schönherr, S. HaploGrep 2: Mitochondrial haplogroup classification in the era of high-throughput sequencing. Nucleic Acids Res. 2016, 44, W58–W63. [Google Scholar] [CrossRef]
- Skoglund, P.; Storå, J.; Götherström, A.; Jakobsson, M. Accurate sex identification of ancient human remains using DNA shotgun sequencing. J. Archaeol. Sci. 2013. [Google Scholar] [CrossRef]
- Csáky, V.; Gerber, D.; Szeifert, B.; Egyed, B.; Stégmár, B.; Botalov, S.G.; Grudochko, I.V.; Matveeva, N.P.; Zelenkov, A.S.; Sleptsova, A.V.; et al. Early medieval genetic data from Ural region evaluated in the light of archaeological evidence of ancient Hungarians. Sci. Rep. 2020. [Google Scholar] [CrossRef]
- R Core Development Team R: A Language and Environment for Statistical Computing, 3.2.1. 2015. Available online: http//www.r-project.org (accessed on 17 April 2017).
- Excoffier, L.; Lischer, H.E.L. Arlequin suite ver 3.5: A new series of programs to perform population genetics analyses under Linux and Windows. Mol. Ecol. Resour. 2010, 10, 564–567. [Google Scholar] [CrossRef]
- Slatkin, M. A measure of population subdivision based on microsatellite allele frequencies. Genetics 1995, 139, 457–462. [Google Scholar] [CrossRef]
- Derenko, M.; Malyarchuk, B.; Denisova, G.; Perkova, M.; Litvinov, A.; Grzybowski, T.; Dambueva, I.; Skonieczna, K.; Rogalla, U.; Tsybovsky, I.; et al. Western Eurasian ancestry in modern Siberians based on mitogenomic data. BMC Evol. Biol. 2014, 14, 217. [Google Scholar] [CrossRef] [Green Version]
- Kivisild, T. Maternal ancestry and population history from whole mitochondrial genomes. Investig. Genet. 2015, 6, 3. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed] [Green Version]
- Allentoft, M.E.; Sikora, M.; Sjögren, K.-G.; Rasmussen, S.; Rasmussen, M.; Stenderup, J.; Damgaard, P.B.; Schroeder, H.; Ahlström, T.; Vinner, L.; et al. Population genomics of Bronze Age Eurasia. Nature 2015, 522, 167–172. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
- De Barros Damgaard, P.; Marchi, N.; Rasmussen, S.; Peyrot, M.; Renaud, G.; Korneliussen, T.; Moreno-Mayar, J.V.; Pedersen, M.W.; Goldberg, A.; Usmanova, E.; et al. 137 ancient human genomes from across the Eurasian steppes. Nature 2018, 557, 369–374. [Google Scholar] [CrossRef]
- Jeong, C.; Wang, K.; Wilkin, S.; Taylor, W.T.T.; Miller, B.K.; Bemmann, J.H.; Stahl, R.; Chiovelli, C.; Knolle, F.; Ulziibayar, S.; et al. A Dynamic 6,000-Year Genetic History of Eurasia’s Eastern Steppe. Cell 2020. [Google Scholar] [CrossRef]
- Olajos, T. Az avar továbbélés kérdéséről. Tiszatáj 2001, 50–56. (In Hungarian). Available online: https://docplayer.hu/4510605-Az-avar-tovabbeles-kerdeserol.html (accessed on 8 December 2020).
- Takács, M. A honfoglalás kor és a településrégészet. In Magyar őstörténet; Vásáry, I., Fodor, P., Eds.; MTA BTK Történettudományi Intézet: Budapest, Hungary, 2014; pp. 137–150. ISBN 978-963-9627-87-1. (In Hungarian) [Google Scholar]
- Révész, L. A 10–11. századi temetők regionális jellemzői a Keleti-Kárpátoktól a Dunáig [Magyarország honfoglalás kori és kora Árpád-kori sírleletei 13]; Szegedi Tudományegyetem Régészeti Tanszéke–Magyar Tudományos Akadémia Régészeti Intézete–Magyar Nemzeti Múzeum–Martin Opitz Kiadó: Budapest, Hungary; Debrecen, Hungary, 2020; ISBN 9789639987609. (In Hungarian) [Google Scholar]
- Steuer, H. Frühgeschichtliche Sozialstrukturen in Mitteleuropa. Zur Analyze der Auswertungsmethode des archäologischen Quellenmaterials. In Geschichtswissenschaft und Archäologie. Untersuchungen zur Siedlungs-, Wirtschafts- und Kirchengeschichte; Jankuhn, H., Wenskus, R., Eds.; Verlag, J.T.: Stuttgart, Germany, 1979; pp. 595–633. ISBN 3799566228. (In German) [Google Scholar]
- Brather, S. “Etnikai értelmezés” és struktúratörténeti magyarázat a régészetben. Korall 2006, 7, 23–72. (In Hungarian) [Google Scholar]
- Bóna, I. A honfoglaló magyarság régészeti hagyatékának társadalomtörténeti tanulságai. Magy. Tudomány 1997, 104, 1451–1461. (In Hungarian) [Google Scholar]
- Kovács, L. A Kárpát-medence honfoglalás és kora Árpád-kori szállási és falusi temetői. Kitekintéssel az előzményekre. In A honfoglalás kor kutatásának legújabb eredményei: Tanulmányok Kovács László 70. születésnapjára; Révész, L., Wolf, M., Eds.; Szegedi Tudományegyetem Régészeti Tanszéke–Magyar Tudományos Akadémia Magyar Őstörténeti Témacsoport–Martin Opitz Kiadó: Szeged, Hungary, 2013; pp. 511–604. ISBN 978 963 306 241 8. (In Hungarian) [Google Scholar]
- Harke, H. Angelsächsische Waffengräber des 5. bis 7. Jahrhunderts; Rheinland-Verlag and Habelt: Köln, Germany; Bonn, Germany, 1992; ISBN 3792712172. (In German) [Google Scholar]
- Harke, H. The nature of burial data. In Burial & Society: The Chronological and Social Analysis of Archaeological Burial Data; Jensen, C.K., Nielsen, K.H., Eds.; University Press: Aarhus, Danmark, 1997; pp. 19–27. ISBN 8772886862/9788772886862. [Google Scholar]
- Kovács, L. Honfoglalás kori sírok Nagytarcsán II: A homokbányai temetőrészlet. Adatok a nyéltámaszos balták, valamint a trapéz alakú kengyelek értékeléséhez. Commun. Archaeol. Hung. 1986, 13, 93–121. (In Hungarian) [Google Scholar]
- Lotterhof, E. The Anthropological Investigation of the Tenth Century Population Excavated at Nagytarcsa. Anthropol. Hung. 1973, 12, 41–61. [Google Scholar]
- Lenkey, Z.; Szathmáry, L.; Csóri, Z.; János, I.; Csoma, E.; Medveczky, Z. Tizenöt 8–13. századi népesség kraniológiai elemzése. In Árpád előtt, Árpád után. Antropológiai vizsgálatok az Alföld I–XIII. századi csontvázleletein; Szathmáry, L., Ed.; JATE Press: Szeged, Hungary, 2008; pp. 24–70. (In Hungarian) [Google Scholar]
- Oláh, S. Sárrétudvari–Hízóföld Honfoglalás kori Temetőjének Történeti Embertani Értékelése. Ph.D. Thesis, József Attila University, Szeged, Hungary, 1990. (In Hungarian). [Google Scholar]
- Bende, L.; Lőrinczy, G. A szegvár-oromdűlői 10–11. századi temető. In A Móra Ferenc Múzeum Évkönyve—Studia Archaeologica 3; Bende, L., Lőrinczy, G., Szalontai, C., Eds.; Csongrád Megyei Múzeumok Igazgatósága: Szeged, Hungary, 1997; pp. 201–285. (In Hungarian) [Google Scholar]
- Marcsik, A. Szegvár-Oromdűlő 10. és 11. századi embertani leleteinek vizsgálata. In A Móra Ferenc Múzeum Évkönyve—Studia Archaeologica, 3; Bende, L., Lőrinczy, G., Szalontai, C., Eds.; Csongrád Megyei Múzeumok Igazgatósága: Szeged, Hungary, 1997; pp. 287–322. (In Hungarian) [Google Scholar]
- Lőrinczy, G. Szegvár–Szőlőkalja X. századi temetője. Communicationes Archaeologicae Hungariae. Commun. Archaeol. Hung. 1985, 141–162. (In Hungarian) ISBN:HU ISSN 0231-13 [Google Scholar]
- Költő, L.; Szentpéteri, J.; Bernert, Z.; Papp, I. Families, finds and generations: An interdisciplinary experiment at the early medieval cemetery of Vörs–Papkert B. In Mensch, Siedlung und Landschaft im Wechsel der Jahrtausende am Balaton. People, Settlement and Landscape on Lake Balaton over the millennia. Castellum Pannonicum Pelsonense (CPP4); Heinrich-Tamáska, O., Straub, P., Eds.; Verlag Marie Leidorf GmbH: Rahden, Germany, 2014; pp. 361–390. ISBN 978-3-89646-154-4. [Google Scholar]
Archaeological Site | Dating (Century CE) Type of Cemetery | No. of Graves | Collected Samples in This Study | Obtained Mitogenomes in This Study (Capture or WGS) | Previously Published Mitogenomes | No. of Samples Analyzed |
---|---|---|---|---|---|---|
Sárrétudvari-Hízóföld | 10th commoner | 262 | 32 | 31 (capture) | 8 | 39 |
Püspökladány-Eperjesvölgy | 10–12th commoner | 637 | 36 | 31 (capture) | 31 | |
Ibrány-Esbóhalom | 10–11th commoner | 269 | 32 | 26 (capture) | 26 | |
Homokmégy-Székes | 10–11th commoner | 206 | 36 | 34 (capture) | 34 | |
Magyarhomorog-Kónyadomb (10–11th century commoner) | 10–11th commoner | 523 | 27 | 25 (capture) | 1 | 26 |
Magyarhomorog-Kónyadomb (10th century elite) | 10th elite | 17 | 14 | 14 (capture) | 14 | |
Vörs-Papkert B | 8–9th | 716 | Avar period: 9 | 8 (capture) | 8 | |
9–10th | Carolingian period: 11 | 11 (capture) | 11 | |||
10–11th commoner | Conquest period: 10 | 9 (capture) | 9 | |||
Nagytarcsa-Homokbánya | 10–11th commoner | 21 | 4 | 4 (WGS) | 4 | |
Szegvár-Oromdűlő | 10–11th commoner | 372 | 7 | 4 (WGS) | 2 | 6 |
Szegvár-Szőlőkalja | 10th commoner | 62 | 11 | 5 (WGS) | 5 | |
Orosháza-Görbicstanya | 10th commoner | 3 | 1 | 1 | ||
Szabadkígyós-Pálliget | 10th commoner | 17 | 1 | 1 |
Publisher’s Note: MDPI stays neutral with regard to jurisdictional claims in published maps and institutional affiliations. |
© 2021 by the authors. Licensee MDPI, Basel, Switzerland. This article is an open access article distributed under the terms and conditions of the Creative Commons Attribution (CC BY) license (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/).
Share and Cite
Maár, K.; Varga, G.I.B.; Kovács, B.; Schütz, O.; Maróti, Z.; Kalmár, T.; Nyerki, E.; Nagy, I.; Latinovics, D.; Tihanyi, B.; et al. Maternal Lineages from 10–11th Century Commoner Cemeteries of the Carpathian Basin. Genes 2021, 12, 460. https://doi.org/10.3390/genes12030460
Maár K, Varga GIB, Kovács B, Schütz O, Maróti Z, Kalmár T, Nyerki E, Nagy I, Latinovics D, Tihanyi B, et al. Maternal Lineages from 10–11th Century Commoner Cemeteries of the Carpathian Basin. Genes. 2021; 12(3):460. https://doi.org/10.3390/genes12030460
Chicago/Turabian StyleMaár, Kitti, Gergely I. B. Varga, Bence Kovács, Oszkár Schütz, Zoltán Maróti, Tibor Kalmár, Emil Nyerki, István Nagy, Dóra Latinovics, Balázs Tihanyi, and et al. 2021. "Maternal Lineages from 10–11th Century Commoner Cemeteries of the Carpathian Basin" Genes 12, no. 3: 460. https://doi.org/10.3390/genes12030460