Доклад заведующего отделом антропологии МАЭ Валерия Хартановича и старшего научный сотрудника отдела Вячеслава Моисеева о современных естественнонаучных методах анализа палеоантропологических материалов: геометрическая морфометрия, 3D сканирование, создание многомерных цифровых копий, микрофокусная рентгенография, компьютерная томография. Часть таких методов связана с невосполнимой утратой костных тканей (деструктивные методы). Это абсолютное датирование, микроэлементный анализ, изотопный анализ, исследование древней ДНК (палеогенетика). Доклад посвящен завершенным и находящимся в разработке проектам отдела антропологии МАЭ, который с 2008 года в составе международных рабочих групп принимает активное участие в изучении популяционной истории населения Евразии. Видеозапись доклада доступна на Youtube-канале музея https://youtu.be/Y8nQEpuQfbs

1. Моисеев В.Г., Хартанович В.И.Моисеев В.Г., Хартанович В.И.
Палеоантропология и палеогенетика:Палеоантропология и палеогенетика:
научные результаты и перспективынаучные результаты и перспективы
изучения коллекций МАЭ РАНизучения коллекций МАЭ РАН

2. Естественнонаучные методыЕстественнонаучные методы
анализаанализа
 В последние десятилетия интенсивноВ последние десятилетия интенсивно
развиваются естественнонаучные методыразвиваются естественнонаучные методы
анализа палеоантропологическиханализа палеоантропологических
материалов:материалов:
- геометрическая морфометрия,- геометрическая морфометрия,
- 3- 3DD сканирование, создание многомерныхсканирование, создание многомерных
цифровых копий,цифровых копий,
- микрофокусная рентгенография,- микрофокусная рентгенография,
- компьютерная томография- компьютерная томография..

3. Естественнонаучные методыЕстественнонаучные методы
анализаанализа
 Часть таких методов связана сЧасть таких методов связана с
невосполнимой утратой костных тканейневосполнимой утратой костных тканей
(деструктивные методы).(деструктивные методы).

4. Деструктивные методы анализаДеструктивные методы анализа
костных материаловкостных материалов
 Абсолютные датировки С 14.Абсолютные датировки С 14. 3 гр.3 гр. -- 400 гр.400 гр.
 Микроэлементный анализ – реконструкцияМикроэлементный анализ – реконструкция
систем питания.систем питания. 3 – 10 гр.3 – 10 гр.
 Изотопный анализ – реконструкция системИзотопный анализ – реконструкция систем
питания; установление региона формированияпитания; установление региона формирования
скелетных тканей в детстве.скелетных тканей в детстве. 3 – 10 гр.3 – 10 гр.

5. ПалеогенетикаПалеогенетика
 Палеогенетика, область исследований, находящаяся на стыке археологии,Палеогенетика, область исследований, находящаяся на стыке археологии,
антропологии и молекулярной генетики.антропологии и молекулярной генетики.
 Занимается генетическими исследованиями древней ДНК, содержащейся вЗанимается генетическими исследованиями древней ДНК, содержащейся в
биологических останках и ископаемых организмах.биологических останках и ископаемых организмах.
 Объектами палеогенетики человека являются останки организма человека иОбъектами палеогенетики человека являются останки организма человека и
других гоминид.других гоминид.
 Палеогенетическое исследование древнего индивида включает в себя:Палеогенетическое исследование древнего индивида включает в себя:
- филогенетический (установление родственных/эволюционных связей между- филогенетический (установление родственных/эволюционных связей между
организмами)организмами)
- и филогеографический анализ (установление путей географического- и филогеографический анализ (установление путей географического
распространения популяций);распространения популяций);
-анализ маркеров половой принадлежности,-анализ маркеров половой принадлежности,
-поиск маркеров генетической предрасположенности к заболеваниям.-поиск маркеров генетической предрасположенности к заболеваниям.
 Методы палеогенетики позволяют решать вопросы генетическойМетоды палеогенетики позволяют решать вопросы генетической
истории групп населения, характера их взаимоотношений друг с другом и систории групп населения, характера их взаимоотношений друг с другом и с
современными популяциями, производить реконструкцию половой,современными популяциями, производить реконструкцию половой,
семейной и социальной структуры древних сообществ человека.семейной и социальной структуры древних сообществ человека.

6. ПалеогенетикаПалеогенетика
 Первая древняя ДНК возрастом около 140 лет была выделенаПервая древняя ДНК возрастом около 140 лет была выделена
из музейного экспоната – вымершей полулошади-полузебрыиз музейного экспоната – вымершей полулошади-полузебры
квагги, а уже в следующем году появились первые результатыквагги, а уже в следующем году появились первые результаты
анализа ДНК из древних останков человека – египетскойанализа ДНК из древних останков человека – египетской
мумии возрастом около 2,4 тыс. лет (Higuchi et al., 1984; Pääbo,мумии возрастом около 2,4 тыс. лет (Higuchi et al., 1984; Pääbo,
19851985
 Появление во второй половине 1980-х гг. нового, болееПоявление во второй половине 1980-х гг. нового, более
эффективного метода анализа ДНК – полимеразной цепнойэффективного метода анализа ДНК – полимеразной цепной
реакции (ПЦР), благодаря которой стало возможно получатьреакции (ПЦР), благодаря которой стало возможно получать
практически неограниченное число копий целевого фрагментапрактически неограниченное число копий целевого фрагмента
ДНК даже при его чрезвычайно низкой концентрации, -ДНК даже при его чрезвычайно низкой концентрации, -
вызвало настоящий «палеогенетический» бум.вызвало настоящий «палеогенетический» бум.
 Древнюю ДНК начали выделять из ископаемых останковДревнюю ДНК начали выделять из ископаемых останков
самого разного возраста, от сотен до миллионов лет, используясамого разного возраста, от сотен до миллионов лет, используя
образцы от самых разных организмов, от микроорганизмов дообразцы от самых разных организмов, от микроорганизмов до
человека.человека.

7. ПалеогенетикаПалеогенетика
 Комплексные исследования в областяхКомплексные исследования в областях
молекулярной генетики, археологии, физическоймолекулярной генетики, археологии, физической
антропологии и лингвистики объективизируютантропологии и лингвистики объективизируют
реконструкции антропогенетических иреконструкции антропогенетических и
этногенетических процессов – происхождениеэтногенетических процессов – происхождение
человека современного анатомического типа,человека современного анатомического типа,
изучение истории формирования населения того илиизучение истории формирования населения того или
иного региона, процессов миграции и смешиванияиного региона, процессов миграции и смешивания
древнего населения, их этнокультурноедревнего населения, их этнокультурное
взаимодействие.взаимодействие.

8. ПалеогенетикаПалеогенетика
 Наука палеогенетика еще находится на этапе развития, переходя отНаука палеогенетика еще находится на этапе развития, переходя от
первичного накопления материала к его классификации ипервичного накопления материала к его классификации и
осмыслению.осмыслению.
 Огромным плюсом является наличие больших массивовОгромным плюсом является наличие больших массивов
археологических и антропологических данных, накопленных заархеологических и антропологических данных, накопленных за
предыдущие десятилетия и столетия, на которые она может сегодняпредыдущие десятилетия и столетия, на которые она может сегодня
опереться.опереться.
 Минусом – проблема, характерная для генетики в целом, а именно –Минусом – проблема, характерная для генетики в целом, а именно –
трудность в выделении четких генетических маркеров, связанных струдность в выделении четких генетических маркеров, связанных с
определенными фенотипическими характеристиками, спецификойопределенными фенотипическими характеристиками, спецификой
различных популяций современного и особенно древнего населения.различных популяций современного и особенно древнего населения.
 К сожалению, генетики за последние десять лет не слишкомК сожалению, генетики за последние десять лет не слишком
продвинулись в понимании генетического кодирования признаков,продвинулись в понимании генетического кодирования признаков,
особенно сложных, и даже в случае определения цвета волос, кожи иособенно сложных, и даже в случае определения цвета волос, кожи и
глаз древних людей мы можем говорить лишь о вероятностиглаз древних людей мы можем говорить лишь о вероятности

9. ,Первый совместный проект МАЭ РАН,Первый совместный проект МАЭ РАН
( ), -Центра древней ДНК Австралия Медико( ), -Центра древней ДНК Австралия Медико
.генетический научный центр РАМН.генетический научный центр РАМН
.Митохондриальная ДНК.Митохондриальная ДНК 20082008 .г.г
БОО
ЮОО
около 800 км

10. ,Публикация,Публикация 20132013 .г.г
ANCIENT DNA REVEALS PREHISTORIC GENE-FLOW FRANCIENT DNA REVEALS PREHISTORIC GENE-FLOW FR
Der Sarkissian C., Cooper A., Haak W., Balanovsky O.,Der Sarkissian C., Cooper A., Haak W., Balanovsky O.,
Zaporozhchenko V., Balanovska E., Brandt G., Alt K.W.,Zaporozhchenko V., Balanovska E., Brandt G., Alt K.W.,
Khartanovich V., Moiseyev V., Buzhilova A., Koshel S.,Khartanovich V., Moiseyev V., Buzhilova A., Koshel S.,
Gronenborn D., Kolpakov E., Shumkin V.Gronenborn D., Kolpakov E., Shumkin V.
PLoSPLoS GeneticsGenetics.. 2013.2013. Т. 9.Т. 9. № 2№ 2. С. e1003296.. С. e1003296.

11. , 2016 .Публикация данные г, 2016 .Публикация данные г

12. Результаты анализа митохондриальнойРезультаты анализа митохондриальной
ДНК древних и современных группДНК древних и современных групп

13. MITOCHONDRIAL GENOME SEQUENCING IN MESOLITHICMITOCHONDRIAL GENOME SEQUENCING IN MESOLITHIC
NORTH EAST EUROPE UNEARTHS A NEW SUB-CLADE WITHINNORTH EAST EUROPE UNEARTHS A NEW SUB-CLADE WITHIN
THE BROADLY DISTRIBUTED HUMAN HAPLOGROUP C1THE BROADLY DISTRIBUTED HUMAN HAPLOGROUP C1

14. ВыводыВыводы
 Большой Олений Остров эпохи раннего металла и современныеБольшой Олений Остров эпохи раннего металла и современные
саамы : кардинальное различие их генофондов указывает, чтосаамы : кардинальное различие их генофондов указывает, что
популяция эпохи раннего металла не оставила следов впопуляция эпохи раннего металла не оставила следов в
современном населении региона.современном населении региона.
 Вырисовывается картина практически стопроцентногоВырисовывается картина практически стопроцентного
замещения генофонда (полной смены населения) на этойзамещения генофонда (полной смены населения) на этой
территории.территории.
 Можно заключить, что популяция эпохи раннего металлаМожно заключить, что популяция эпохи раннего металла
(Большой Олений остров) сформировалась в результате(Большой Олений остров) сформировалась в результате
миграции из Сибири (вероятно, вдоль арктического побережья помиграции из Сибири (вероятно, вдоль арктического побережья по
тундровой зоне). Впоследствии эта миграция из Сибири,тундровой зоне). Впоследствии эта миграция из Сибири,
вероятно, угасла, не оставив значимого следа в современномвероятно, угасла, не оставив значимого следа в современном
генофондегенофонде..
 Выводы генетиков полностью согласуются с даннымиВыводы генетиков полностью согласуются с данными
палеоантропологии.палеоантропологии.

15. .Второй проект Целевой проект МАЭ РАН и Центра.Второй проект Целевой проект МАЭ РАН и Центра
. ( ).геогенетики университета г Копенгаген Дания. ( ).геогенетики университета г Копенгаген Дания
Верхнепалеолитический человек из Маркиной ГорыВерхнепалеолитический человек из Маркиной Горы
(Костёнки(Костёнки XIV)XIV)

16. 1954 .г1954 .г
. . , . .А Н Рогачев М М Герасимов. . , . .А Н Рогачев М М Герасимов

17. ДатировкиДатировки
Дата 2010 г. ~36200 - 38700 BP
(Oxford University Radiocarbon Accelerator Unit, ORAU )
Douka K., Higham T, Sinitsyn A. The influence of
pretreatment chemistry on the radiocarbon dating of
Campanian Ignimbrite-aged charcoal from Kostenki XIV
(Russia). Quaternary Research, vol.73(3), 2010, pp.583-587

18. Исследования ДНКИсследования ДНК
Krause J., Briggs A.W., Kircher M., Maricic T., Zwyns
N., Derevianko A. and Pääbo S. A complete mtDNA
genome of an early modern human from Kostenki,
Russia. Current Biology, vol. 20 (3), 2010, pp.231-236.
Сваанте Паабо. Pääbo S.
Department of Genetics at the
Max Plank Institute for
Evolution Anthropology in
Leipzig,
MtDNA
haplogroup U2
Европа

19. .Вторая попытка исследования ДНК.Вторая попытка исследования ДНК
Ядерная ДНКЯдерная ДНК
02.2014. 11.2014Начало Публикация02.2014. 11.2014Начало Публикация
Эски Вереслев. Eske Willerslev
Centre of GeoGenetics,
Copenhagen University
Seguin-Orlando A., Korneliussen T.S.,
Sikora1M., Malaspinas A., Manica A.,
Moltke I., Albrechtsen A., Ko A.,
Margaryan A., Moiseyev V., Goebel T.,
Westaway M., Lambert D., Khartanovich
V., Wall J.D., Nigst P.N., Foley R.A., Lahr
M.M., Nielsen R., Orlando L., Willerslev
E. Genomic structure in Europeans dating
back at least 36,200 years. Science, vol.
346 (6213), 2014, pp. 1113-1118.

20. 2016 .Данные г2016 .Данные г

21. РезультатыРезультаты
K14

22. Основные результатыОсновные результаты
(1) Скелет мужской (Y-chromosome
gaplogroup C-M130).
(2) И mtDNA и nuclear DNA показывают,
что геном человека из Маркиной Горы
«предковый по отношению ко все
современным европейцам»
(3) Африканских или австралоидных
маркеров в геноме не выявлено

23. Исследование популяцийИсследование популяций
эпохи бронзыыэпохи бронзыы
 POPULATION GENOMICS OF BRONZE AGE EURASIA
Allentoft M.E., Sikora M., Rasmussen M., Stenderup J., Damgaard
P.B., Schroeder H., Vinner L., Malaspinas A.S., Margaryan A.,
Orlando L., Willerslev E., Sjögren K.G., Pokutta D., Kristiansen K.,
Rasmussen S., Sicheritz-Pontén T., Brunak S., Ahlström T., Higham
T., Chivall D. et al.
Nature. 2015. Т. 522. № 7555. С. 167-172. 15 75
(Центр геогенетики, Копенгаген, Дания)

MASSIVE MIGRATION FROM THE STEPPE WAS A SOURCE FOR IND
Haak W., Lazaridis I., Patterson N., Rohland N., Mallick S., Llamas
B., Brandt G., Nordenfelt S., Harney E., Stewardson K., Fu Q.,
Mittnik A., Bánffy E., Economou Ch., Francken M., Friederich S.,
Pena R.G., Hallgren F., Khartanovich V., Khokhlov A. et al.
Nature. 2015. Т. 522. № 7555. С. 207-211.
 Гарвардский университет, Институт Макса Планка

24. POPULATION GENOMICS OF BRONZE AGEPOPULATION GENOMICS OF BRONZE AGE
EURASIAEURASIA

25. MASSIVE MIGRATION FROM THE STEPPEMASSIVE MIGRATION FROM THE STEPPE WAS A SOURCEWAS A SOURCE
FOR INDO-EUROPEAN LANGUAGES IN EUROPEFOR INDO-EUROPEAN LANGUAGES IN EUROPE

26. РезультатыРезультаты
 Два больших международных исследовательских коллектива
опубликовали результаты анализа геномов 170 обитателей различных
районов Евразии, живших от 8000 до 2000 лет назад.
 Обе работы показали, что важнейшую роль в формировании генофонда
современных европейцев сыграла произошедшая около 4500 лет назад
массовая миграция кочевых скотоводов из Причерноморско-Каспийской
степи («ямная культура») в Западную Европу, где потомки мигрантов
сформировали «культуру шнуровой керамики», она же «культура боевых
топоров».
 С большой вероятностью древнее нашествие степняков непосредственно
связано с распространением в Западной Европе индоевропейских языков.
 Последующие миграции этих популяций в восточном направлении, по-
видимому, объясняют происхождение синташтинской и афанасьевской
культур, а также тохарских языков.
 Исследование показало, что генофонд современных европейцев (как
западных, так и восточных) складывается из трех частей, смешанных
в разных пропорциях у разных народов: первая часть — от
палеолитических европейских охотников-собирателей, вторая — от
неолитических переселенцев с Ближнего Востока, вместе с которыми
в Европу пришло сельское хозяйство, третья — от причерноморских
степняков бронзового века.

28. Завершенные проектыЗавершенные проекты
 Генетические особенности населения Севера-Запада России эпохи
мезолита и палеометалла (могильники из Большого и Южного Оленьего
острова). 2008 -2014гг. Научный партнер – Университет Аделаиды
(Австралия).
Публикации - 2 (PLOS)
 Человек из Маркиной горы (Костёнки XIV) – 2015г.
Научные партнер - Центр Геогенетики Университета Копенгагена.
Публикации 1 (Science).
 Происхождение индоевропейцев (ямная, афанасьевская, андроновская,
карасукская, окуневская, тагарская и др культуры). Научные партнеры -
а. Центр Геогенетики Университета Копенгагена. Б. Гарвардский
университет.
Публикации 3 (Nature, Cell).
 Особенности сохранности ДНК в различных костных структурах –
Университет Дублина.
Публикации 1 (PLOS)

29. Продолжающиеся проектыПродолжающиеся проекты
 1. Палеолитическое население Центра Русской равнины
(Елисеевичи, Костёнки 12, Костёнки 4, Рожок, Юдиново).
Научные партнеры: Центр Геогенетики Университета г. Копенгаген.
 2. Население Южной Сибири в эпоху бронзы и раннего
железа, Происхождение индоевропейцев (ямная, афанасьевская,
андроновская, карасукская, окуневская, тагарская и др культуры).
Научные партнеры:
а. Научные партнеры: Центр Геогенетики Университета г. Копенгаген
б. Гарвардский университет.
 3. Происхождение современного населения Сибири
Научные партнеры: : Центр Геогенетики Университета г. Копенгаген
4. Роль викингов в популяционной структуре
средневекового населения Севера-Запада России
Научные партнеры: : Центр Геогенетики Университета г. Копенгаген

30. Проекты в стадии подготовкиПроекты в стадии подготовки
 Популяционная история Крыма от мезолита до
наших дней (мезолитические могильника Мурзак Коба
и Фатьма Коба, готская проблема, происхождение
караимов и др.) – Научные партнеры: Центр
Геогенетики Университета г. Копенгаген
 Происхождение древнего и современного населения
Поволжья и Приуралья. – Научные партнеры: Центр
Геогенетики Университета г. Копенгаген

31. Медийные результатыМедийные результаты
МАЭ РАНМАЭ РАН
Получено приглашение для участия в съемках научно-популярного
фильма от студии «Clearwater DoCumentary»
Предыдущие работы можно посмотреть здесь (русскоязычная
версия) https://www.youtube.com/watch?v=HkZivL4IiZ4
«Великая одиссея человечества: Зарождение»
Серия будет показана на телевидении многих стран, в том
числе в Канаде, в США, в Германии и во Франции.

32. .Перспективы сотрудничества.Перспективы сотрудничества
Место МАЭ РАН в международномМесто МАЭ РАН в международном
.разделении труда.разделении труда
« »Общая ситуация на международном рынке« »Общая ситуация на международном рынке
–разработок в области палеоДНК –разработок в области палеоДНК
 Ужесточение конкуренции лабораторий.
 Постепенный переход от «сенсационных» и
общих разработок на основании единичных
находок (палеолит, мезолит), к популяционным
исследованиям материалов более поздних эпох.
Борьба лабораторий за палеоантропологические
материалы («образцы»).


33. , , 2016. .Археологический семинар Тверь Рекламная акция, , 2016. .Археологический семинар Тверь Рекламная акция
 Team:Team:
 University ofUniversity of
Helsinki:Helsinki:
Päivi Onkamo, ElinaPäivi Onkamo, Elina
Salmela, JaanaSalmela, Jaana
Oikkonen, SanniOikkonen, Sanni
Översti, AripekkaÖversti, Aripekka
Junno, Kati Salo, MikaJunno, Kati Salo, Mika
Lavento, MarkkuLavento, Markku
OinonenOinonen
 University of Oulu:University of Oulu:
Kerkko NordqvistKerkko Nordqvist
 Collaborators:Collaborators:
 University of Turku:University of Turku:
Outi VesakoskiOuti Vesakoski
(linguistics), Jussi-(linguistics), Jussi-
Pekka TaavitsainenPekka Taavitsainen
(archaeology)(archaeology)
University of Tubingen,University of Tubingen,
Germany:Germany:
Verena Schuenemann,Verena Schuenemann,
Kerttu MajanderKerttu Majander
Max Planck Institute,Max Planck Institute,
Jena:Jena:
Johannes Krause, AlissaJohannes Krause, Alissa
MittnikMittnik

34. .Опыт сотрудничества.Опыт сотрудничества
.Основные проблемы.Основные проблемы
 .Не сообщение о результатах работ.Не сообщение о результатах работ
 .Нет ссылок на принадлежность материалов.Нет ссылок на принадлежность материалов
(Неправильные ссылки на принадлежность(Неправильные ссылки на принадлежность
).материалов).материалов
 Неправильная археологическая атрибуцияНеправильная археологическая атрибуция
.материалов.материалов
 Отсутствие ссылок на предшествующие работыОтсутствие ссылок на предшествующие работы
– , .российских авторов археологов антропологов– , .российских авторов археологов антропологов

35. Center of GeoGenetiCsCenter of GeoGenetiCs
University of Copenhagen

36. Eske
Willerslev Г.А.Хлопачев
В.Г. Моисеев

37. Процесс изученияПроцесс изучения
.костной ДНК.костной ДНК
Техническая частьТехническая часть

38. Лаборатория забора и подготовкиЛаборатория забора и подготовки
образцовобразцов

39. Оборудование для подготовкиОборудование для подготовки
образцов к секвенированиюобразцов к секвенированию

40. Оборудование дляОборудование для
глубокого секвенированияглубокого секвенирования

41. ,Костные структуры из которых экстракция ДНК,Костные структуры из которых экстракция ДНК
.наиболее вероятна.наиболее вероятна
Зубы с не разрушенными
корнями
PETROUS BONE

42. Целесообразно созданиеЦелесообразно создание
«Лаборатории забора и подготовки«Лаборатории забора и подготовки
»образцов»образцов

43. Зачем нужно создать лаборатория поЗачем нужно создать лаборатория по
забору и подготовки образцов назабору и подготовки образцов на
базе МАЭ РАНбазе МАЭ РАН
 Первый шаг для создания полноценной генетической
лаборатории в перспективе.
 Создание первой на территории России специализированной
базы образцов костных тканей. Возможно, с привлечением
материалов из различных научных центров РФ.
 Даст возможность профессиональной подготовки образцов из
сложно доступных, но перспективных с сточки зрения
сохранности ДНК костных структур (Petrous bone), зубы.
 Обеспечит минимизацию невосполнимых утрат костных
материалов (коронки зубов).
 Обеспечит наилучшие условия для сохранения ДНК материалов
(замедление процессов естественной деградации ДНК).
 Позволит создать логистическую гибкость для транспортировки
образцов. Решает проблему с транспортировке костного
материала (генетика, датировки, стабильные изотопы).