Методы палеогенетики в изучении народов и культур обсудили на заседании Президиума РАН | Новости науки
Развитие палеогенетики усилило возможности современной науки в процессе познания человечества. Изучение древней ДНК позволяет проверить исторические реконструкции, основанные на археологических материалах, и обеспечивает новый уровень доказательности. Эти и другие тезисы обсудили участники заседания Президиума РАН, сообщила пресс-служба Российской академии наук.
На заседании также присутствовали начальник Управления Президента РФ по научно-образовательной политике Инна Биленкина и заместитель министра науки и высшего образования Российской Федерации Дмитрий Пышный.
«Историческая генетика — это новое направление, которое позволяет фактически дополнить или по-другому посмотреть на нашу историю, уточнить данные, тем самым развивая исторические науки на новом уровне», — сказал во вступительном слове президент РАН академик Геннадий Красников.
Историческая генетика — область исследований, которая применяет современные молекулярно-генетические методы анализа древней ДНК для идентификации и выявления родства и исторического происхождения отдельных индивидов, культур и народов, пояснил в своём докладе академик РАН Евгений Рогаев.
«Появление молекулярно-генетических методов <…> определяет принципиально новые результаты исследований», — отметил он.
Объектами исторической генетики могут быть любые биологические образцы, из которых можно извлечь ДНК. Например, костные образцы — хорошо сохранившийся источник, слабо загрязнённый микроорганизмами.
Процесс выделения древней ДНК для генетического анализа проходит в несколько этапов: измельчение образца; декальцирование и лизис; очистка ДНК от примесей. Цикл должен завершаться секвенированием образца и приготовлением геномных библиотек, к которым в дальнейшем можно снова обращаться.
Такие исследования можно условно разделить на два направления. Первое — историческая идентификация, которая предполагает анализ личности. Например, в представленной докладчиком работе были отмечены мутации, приводящие к «королевской болезни» крови — гемофилии типа В.
Второе направление работы связано с анализом генетической истории древних культур, этносов и популяций, так называемая «ДНК-летопись населения Земли». «Нас интересуют все периоды — от позднего палеолита до Средневековья, мы провели анализ более 600 образцов. Глобальная задача — изучить историю древних народов, населявших во все эти периоды территорию Русской равнины», — пояснил Евгений Рогаев.
В ходе этого исследования российские ученые разработали уникальную методологию классификации неандертальцев по митохондриальной ДНК.
Важная часть работы ученых связана с генезисом населения Древней Руси. Так была выявлена генетическая преемственность современного русского населения (Псков, Белгород) с древнерусским (из «вятичского» захоронения) по митохондриальной линии европейской гаплогруппы V1a1. «Мы остановились на первом тысячелетии нашей эры, когда складывалась древнерусская общность. Задача была посмотреть, какова генетическая основа этой общности», — сказал докладчик.
Изучение ДНК, извлечённой из древних костных останков, и становление палеогенетики как особой дисциплины радикально изменило возможности науки в познании прошлого человечества. Это фактически дало возможность независимо взглянуть на многие явления и события древней и средневековой истории, содержание которых не может полностью объяснить археология, подчеркнул вице-президент РАН академик Николай Макаров.
«Археология имеет дело с артефактами, культурными явлениями, которые не всегда могут быть жестко привязаны к определённым популяциям, и такие вопросы как миграция, близость между популяциями не могут быть однозначно установлены археологическими методами», — пояснил академик.
Однако археология и палеогенетика тесно связаны, потому что исходным материалом для исследований являются археологические находки. Пионерскими в области стали исследования, инициированные академиком РАН Анатолием Деревянко, который работал над изучением денисовского человека и расселением двух волн неандертальцев на Алтае. «Это сенсационные открытия, которые показали потенциал палеогенетики», — считает Николай Макаров.
Главной формой взаимодействия археологов и генетиков были международные проекты, в рамках которых образцы, полученные на территории России, обрабатывались в зарубежных лабораториях. Но пять лет назад московские археологи получили возможность передавать образцы в российские лаборатории. «Это принципиально новый уровень взаимодействия гуманитариев и биологов», — подчеркнул докладчик.
Академик привёл несколько примеров использования палеогенетических методов исследований. Один из них — изучение генетического облика населения северо-востока Русской равнины. В частности, появление керамики поставило перед учеными вопрос — откуда взялась новация? Сотрудники Института археологии РАН выяснили, что население раннего неолита северо-востока Русской равнины имеет местные мезолитические корни. «Появление керамики, важнейшего нового материала, связано с тем же расселением, которое обитало на северо-востоке Русской равнины и в мезолите», — пояснил академик.
Также благодаря достижениям палеогенетики выяснилось, что в европейской части скифского ареала не было замены населения — только внесение небольшой доли новых генетических компонентов. «Данные палеогенетики подтверждают сведения о легендарном ближневосточном походе скифов, о котором рассказывают письменные источники. Именно в результате этого похода в их генофонде могли появиться ближневосточные компоненты», — сказал Николай Макаров.
Кроме того, было проанализировано более 80 образцов из четырёх могильников на территории Среднего Дона. Находки показали родственные отношения, которые связывают более 50 индивидов из разных могильников на одной локальной территории. В эту же линию вписаны женские погребения с оружием, из чего следует, что женщины-воительницы не образуют особого генетического кластера, а находятся в составе того же населения.
Большой шаг был сделан в изучении генетического облика Древней Руси. Было отобрано 200 образцов из 49 могильников и установлено, что «это всё одна генетическая общность, которая объединяет археологические памятники на большой территории — от Новгородчины, Белоозера до среднего Поднепровья и Рязани. Генетика открывает общность этого населения», — отметил академик.
На северо-восточных окраинах Руси выявлена особая генетическая общность («северный кластер», «белозерцы»), отличная от основного древнерусского кластера. «Они были носители продвижения древнерусской культуры на северо-восток», — добавил он.
Генетика также занимается поиском мигрантов на погребальных памятниках Средневековья. В могильнике Шекшово в Суздальском Ополье неожиданно открыли людей, близких тюркским популяциям Центральной Азии, современным казахам, каракалпакам и сибирским татарам. «Единственное историческое объяснение — кочевники на службе у русских князей в XII-XIII веке. Генетика подтверждает эту линию», — отметил ученый.
Николай Макаров особенно подчеркнул, что развитие палеогенетики невозможно без систематического сбора и сохранения материалов. Однако далеко не все археологические учреждения могут себе позволить хранить палеоантропологические материалы, и обращение с ними не регламентировано. «Было бы крайне важно обеспечить сохранение большей части материалов, подкрепив это финансовой и правовой регламентацией», — заключил академик.
Чтобы проводить расчеты, необходимо правильно использовать образцы, хранящиеся в антропологических коллекциях. Фонды хранения являются основополагающими для развития направления. И при этом для изучения изменчивости генофонда геном современного человека является важным исходником, считает академик РАН Александра Бужилова.
Одни из первых антропологических фондов начали появляться именно в России, отметила она: «Наша страна одна из немногих стала создавать такого рода музейные коллекции, системно собирать антропологические фонды. Сегодня они являются основой знаменитого и старейшего академического музея — Кунсткамеры».
Антропологические коллекции также хранятся в Музее антропологии Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова, Институте археологии и этнографии СО РАН, Институте археологии РАН, Томском государственном университете и др.
Важным аспектом развития научного направления может стать объединение имеющихся академических и университетских лабораторных ресурсов, а также крупных научных коллекций биоархеологических материалов в единую информационную структуру. Это позволит формировать научную проблематику, ресурсную базу биоархеологических образцов с необходимым информационным сопровождением и координировать возможности имеющихся в стране лабораторий, считает докладчик.
«Создание такой системы позволит структурировать массив материалов с территории Российской Федерации, что явилось бы беспрецедентным примером в мировом масштабе палеогеномных исследований», — заключила Александра Бужилова.
Палеогенетика — лишь инструмент археологии и антропологии, а не самодостаточная дисциплина, и результаты палеогенетики должны быть синтезированы с другими видами доказательств археологических гипотез. А труды молекулярной биологии бессмысленны, если предыдущая работа археологов и антропологов с образцами не проведена, считает член-корреспондент РАН Егор Прохорчук.
В своём докладе он выделил ряд проблем, с которыми сталкиваются специалисты области. В том числе: вывоз археологических образцов. По словам докладчика, масса русских образцов вывезено и используется зарубежными археологами; сложность междисциплинарного общения из-за отсутствия общего методического языка; проблема в разрешении возникающих противоречий между палеогенетикой и другими видами археологических доказательств.
Кроме того, важно решить проблему использования зарубежных алгоритмов. «Иногда метод важнее открытия. Тот, кто придумывает метод в математике, снимает все сливки, а мы лишь следуем трендам <…> Нам остро необходимы новые алгоритмы анализы древней ДНК», — отметил ученый.
Егор Прохорчук предложил подумать над созданием экспертного совета по палеогенетике, который мог бы заняться каталогизацией образцов ежегодных экспедиций, претендующих на палеогенетический анализ, определением приоритета анализа образцов, формированием рекомендаций по направлениям работы и внедрению образовательных модулей в университетах.
Директор Кунсткамеры член-корреспондент РАН Андрей Головнёв подчеркнул, что как бы точны не были анализы, решающее значение имеет их интерпретация. «В этом отношении многое из исторической генетики нуждается в подкреплении со стороны этнографии <…> Мы способны разработать набор сценариев, которые применимы к интерпретации тех данных, которые получены естественно-научными путями. Например, из Летописи очень понятно, как интерпретировать тюркские или степные черты на северо-востоке Руси», — сказал он.
В настоящий момент в Кунсткамере открывается новый комплекс, где хранится большое количество антропологических материалов, рассказал директор и призвал специалистов подключиться к процессу оформления и представления этих образцов научному сообществу.
Подготовкой кадров для области исторической генетики занимается МГУ. Программы межфакультетских курсов университета — основа для таких междисциплинарных и многофункциональных проектов, в которых объединяются специалисты естественно-научных и социально-гуманитарных областей, считает академик РАН Михаил Кирпичников.
После завершения научной части повестки члены Президиума рассмотрели ряд вопросов по подготовке к Общему собранию членов РАН, которое состоится 10 декабря 2024 года, и к выборам членов Академии наук. А также утвердили кандидатуры на присуждение премий и золотых медалей имени выдающихся ученых и утвердили обновлённый состав Научного совета РАН «Квантовые технологии».