Автореферат: Реконструкция процессов формирования населения Барабы эпохи бронзы методами анализа вариабельности митохондриальной дезоксирибонуклеиновой кислоты

На правах рукописи

03.02.07 - генетика

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

РЕКОНСТРУКЦИЯ ПРОЦЕССОВ ФОРМИРОВАНИЯ НАСЕЛЕНИЯ БАРАБЫ ЭПОХИ БРОНЗЫ МЕТОДАМИ АНАЛИЗА ВАРИАБЕЛЬНОСТИ МТДНК

Пилипенко Александр Сергеевич

Новосибирск 2010

Работа выполнена в лаборатории молекулярных основ генетики животных Учреждения Российской академии наук Института цитологии и генетики Сибирского отделения РАН, г. Новосибирск.

Научные руководители:

кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Ромащенко А.Г.

• Институт цитологии и генетики СО РАН, г. Новосибирск

доктор исторических наук, академик РАН, Молодин В.И.

Институт археологии и этнографии СО РАН, г. Новосибирск

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, профессор, Захаров И.К.

• Институт цитологии и генетики СО РАН, г. Новосибирск

доктор биологических наук, чл.-корр. РАН, Нетесов С.В.

Новосибирский государственный университет, г. Новосибирск

Ведущее учреждение:

• Лимнологический институт СО РАН, г. ИркутскЗащита диссертации состоится «__» ноября 2010 г. на утреннем заседании диссертационного совета Д 003.011.01 по защите диссертаций на соискание учёной степени доктора наук в Институте цитологии и генетики СО РАН в конференц-зале Института по адресу:
• С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института цитологии и генетики СО РАН.

Автореферат разослан «__» _______ 201_ г.

• Ученый секретарь диссертационного совета, доктор биологических наук Хлебодарова Т.М.
• 1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
• Актуальность проблемы. Введение в практику археологических исследований методов анализа древней ДНК раскрывает принципиально новые возможности для всестороннего изучения населения прошлых эпох: способности популяций человека к адаптации, характера их взаимодействия с окружающей средой, и, как следствие, особенностей эволюции в различных регионах планеты (Kaestle, Horsburgh, 2002). Сравнительный анализ вариабельности структуры отдельных локусов генома в группах древнего населения разного этнокультурного и хронологического происхождения позволяет реконструировать не только генетические аспекты процессов этногенеза, но и механизмы культурного взаимодействия (заимствование элементов материальной культуры через прямые контакты или опосредованно), и, таким образом, оценить степень и характер взаимного влияния древних этнокультурных сообществ (Молодин и др., 2009).
• Формирование генетической специфичности населения различных регионов планеты в значительной степени происходило в периоды, предшествовавшие его расслоению на отдельные этнические группы в результате формирования самосознания локальных социумов. В этой связи представляется значимым определение автохтонных элементов в структуре генофонда населения исследуемого региона. Эта задача может быть решена посредством палеогенетического исследования представителей наиболее ранних этнокультурных групп, для которых имеется репрезентативный палеоантропологический материал.
• В настоящей работе предпринимается попытка с привлечением методов палеогенетики реконструировать процессы формирования населения лесостепной зоны Западной Сибири. Исследование современного коренного населения региона с позиций этногеномики (Дербенева и др., 2002; Губина и др., 2005; Наумова и др., 2008) и физической антропологии (Бунак, 1956; Алексеев, 1974) позволило выявить его своеобразие в отношении структуры генофонда и краниологических признаков. Генофонд мтДНК, по-видимому, отражает высокую роль процессов смешения генетически контрастных групп в формировании состава населения региона (Наумова и др., 2008). С этим согласуются и краниологические особенности современных популяций, относящихся к западносибирскому антропологическому типу уральской расы, для которой характерно специфическое сочетание признаков, промежуточных по отношению к монголоидной и европеоидной большим расам (Алексеев, 1974; Багашев, Пошехонова, 2007). Промежуточность краниометрических характеристик фиксируется у населения лесостепной зоны Западной Сибири (Барабинская лесостепь), начиная с периода неолита и ранней бронзы (Чикишева, 2010).
• Высокая степень изученности населения Барабинской лесостепи с позиций археологии позволила сформировать классификацию этнокультурных групп, существовавших на ее территории с неолита до позднего средневековья (Молодин, 1983, 1985, 2001). Для этого региона сотрудниками ИАЭТ СО РАН (Новосибирск, Россия) сформирована уникальная по репрезентативности коллекция палеоантропологических материалов эпохи бронзы (IV - начало I тысячелетия до н.э.), характеризующихся высокой степенью сохранности и достоверной культурной атрибуцией, что делает их перспективными для проведения комплексных исследований древних этногенетических процессов с привлечением методов палеогенетики. Сочетание имеющихся возможностей для исследования создает предпосылки получения научных результатов несомненной новизны. В свете сказанного решаемая в диссертации проблема представляется актуальной и фундаментальной.

Цели и задачи исследования.

• Целью настоящей работы являлась реконструкция процессов формирования состава населения Барабинской лесостепи на протяжении эпохи бронзы (IV - начало I тыс. до н.э.) методами анализа вариабельности митохондриальной ДНК в сериях палеоантропологических образцов от представителей семи этнокультурных групп этого периода.

Для достижения цели исследования были поставлены следующие задачи:

• 1) Сформировать серии палеоантропологического материала, пригодного для проведения палеогенетического исследования, от представителей основных этнокультурных групп Барабинской лесостепи эпохи бронзы с учетом данных археологии и физической антропологии.
• 2) Получить из палеоантропологического материала образцы ДНК, пригодные для молекулярно-генетического анализа.
• 3) Определить последовательности нуклеотидов первого гипервариабельного сегмента контрольного района мтДНК во всех сериях образцов. Установить структуру гаплотипов ГВС I мтДНК и их филогенетическое положение (принадлежность к гаплогруппам), согласно существующей классификации разнообразия мтДНК человека.
• 4) Провести филогеографический анализ вариантов мтДНК от представителей населения Барабы эпохи бронзы с целью: а) оценить их представленность в генофондах современных коренных популяций Западной Сибири; б) выяснить характер их распространения в современных (и древних) популяциях других регионов Евразии и определить возможные направления генетических связей древних групп населения Барабы.
• 5) Провести сравнительный анализ состава серий образцов мтДНК от разновременных групп населения Барабинской лесостепи для оценки его изменений во времени.
• 6) Сопоставить полученные генетические результаты с соответствующими данными археологии и физической антропологии для реконструкции особенностей этногенетических процессов, протекавших на территории Барабы в эпоху бронзы.

Научная новизна.

• а. Впервые исследована вариабельность мтДНК у населения лесостепной зоны Западной Сибири эпохи бронзы (IV - начало I тыс. до н.э.). Показано, что на протяжении этого периода генофонд населения Барабинской лесостепи характеризовался смешанной структурой и состоял из западно-евразийских и восточно-евразийских гаплогрупп мтДНК.
• б. Впервые проведен сравнительный анализ состава линий мтДНК в сериях образцов от представителей этнокультурных групп, последовательно сменявших друг друга на локальной территории на протяжении длительного периода (более трех тысячелетий). В результате были реконструированы некоторые особенности формирования структуры генофонда мтДНК древнего населения региона с эпохи раннего металла до переходного периода от эпохи бронзы к эпохе железа.
• в. Выявлены компоненты генофонда мтДНК, маркирующие генетическую преемственность между разновременными группами древнего населения западносибирской лесостепи. Обнаружен высокий уровень преемственности в отношении состава линий мтДНК между представителями этнокультурных групп ранних периодов эпохи бронзы (IV - первая половина III тыс. до н.э.). Впервые на основании сопоставления данных палеогенетики и этногеномики было высказано предположение об автохтонном происхождении субкластера гаплогруппы A (с общим мотивом 223-227AC-290-311-319) на территории лесостепной зоны Западной Сибири и Волго-Уральского региона.
• г. Впервые методами палеогенетики оценено влияние миграционных потоков на состав линий мтДНК в генофондах населения лесостепной зоны Западной Сибири в различные периоды эпохи бронзы. На примере миграции в регион населения андроновской культуры (начало II тыс. до н.э.) и формирования населения городища Чича-1 (начало I тыс. до н.э.) определены варианты митохондриальной ДНК, маркирующие миграционные потоки и характер взаимоотношений мигрантов с аборигенным населением.
• д. Показана эффективность палеогенетического подхода для реконструкции древних этногенетических процессов при условии корректного использования данных археологии и физической антропологии.
• Практическая ценность. Предложенный и реализованный в данной работе комплексный подход к изучению древних этнокультурных процессов на примере населения западносибирской лесостепи вносит вклад в разработку методологии мультидисциплинарных исследований этногенеза и этнической истории популяций человека и может быть использован при проведении аналогичных исследований в других регионах. Полученные данные представляют интерес в свете проблем формирования этноспецифичности современных этнокультурных сообществ Западной Сибири и прилегающих территорий. Результаты, полученные в работе, используются при чтении курса лекций «Бронзовый век Сибири» магистрантам Гуманитарного Факультета Новосибирского Государственного Университета.

Положения, выносимые на защиту.