Генописная летопись: естественнонаучная революция в истории России

МОСКВА, 7 апр – РИА Новости. Откуда есть пошла русская земля? Сегодня таким вопросом задаются не только историки, но и представители естественных наук. Харис Мустафин, заведующий лабораторией исторической генетики в МФТИ, рассказывает о том, как физика, химия и генетика помогут истории стать точной, проверяемой научной дисциплиной.

С момента открытия ДНК в середине прошлого столетия, многие историки, палеонтологи и генетики начали задумываться над закономерным вопросом – сохраняются ли ее обрывки в останках древних людей или животных и если да, как долго они присутствуют в них и можно ли их использовать для раскрытия тайн древнего мира.

Изначально ученые считали, что все фрагменты генома становятся "нечитаемыми" через несколько десятилетий после попадания останков их обладателя в почву. Эти ошибочные представления были опровергнуты в середине 1980 годов, когда калифорнийские генетики обнаружили, что следы древней ДНК могут сохраняться в костях на протяжении многих сотен лет.

История 2.0

Возникла целая наука – палеогенетика, специализирующая на изучении ДНК древних, давно погибших или вымерших животных и людей. Ее первые крупные успехи случились заметно позже, в конце прошлого десятилетия, когда появились и технологии, и методики, позволяющие надежно выделять древний генетический материал и восстанавливать его.

Эти триумфы были непосредственно связаны с Россией – один из основоположников палеогенетики, Сванте Паабо, расшифровал геном неандертальцев и открыл новый вид древних людей, "денисовцев", благодаря находкам, сделанным на территории России при участии российских палеонтологов и антропологов.

Позже, Паабо и другие знаменитые "некроманты" современности, такие как Дэвид Рейч из Гарвардского университета (США), Эске Виллерслев из университета Копенгагена (Дания) и Йоханнес Краузе из Института изучения истории человечества в Йене (Германия), совершили массу других крайне интересных открытий, связанных с ранней историей человечества.

Многие из них, как и в случае с неандертальцами и денисовцами, были непосредственно связаны с Россией – нашей стране относительно повезло в том отношении, что останки древних людей встречаются на ее территории достаточно часто, и в них обычно сохраняются обрывки ДНК. Несмотря на подобное везение, до недавнего времени все подобные исследования проводились только зарубежными лабораториями или в международных коллективах.

«

"Как появилась наша лаборатория? Физтех хорошо известен всем своими успехами в физике и математике, однако недавно мы начали развивать и биологические направления. Был создан геномный центр, и возникла идея запустить лабораторию, в которой бы история соединялась с методами и достижениями естественных наук", — отмечает Мустафин.

© Фото : пресс-служба МФТИ

Харис Мустафин, заведующий лаборатории исторической генетики в МФТИ

Эта мысль, претворенная в жизнь два года назад наблюдательным советом Физтеха, в чем-то повторяет жизненный путь ее руководителя. Изначально он занимался исследованиями в области технической физики, однако при этом активно интересовался историей и, как добавил Мустафин, очень часто тесно взаимодействовал с Институтом археологии РАН и другими научно-историческими центрами.

Те сложности, с которыми часто сталкивались историки и археологи при изучении и трактовке новых находок, побудили Мустафина и его единомышленников в МФТИ последовать по стопам зарубежных представителей естественных наук и создать свой собственный проект такого рода.

«

"Мы наблюдали за тем, как развиваются и применяются палеогенетика и другие естественнонаучные дисциплины за рубежом и нам становилось обидно, что российские археологи и историки вынуждены обращаться с протянутой рукой к иностранным коллегам. Они очень милые и доброжелательные люди, но они работают по своим планам, которые далеко не всегда совпадают с нашими интересами", — объясняет ученый.

В некоторых случаях, по его словам, зарубежные ученые просто пользовались находками их российских коллег и теми материалами, которые они им передавали на анализ, и "забывали" об их вкладе при публикации статей. Вдобавок, они часто не учитывали тот исторический контекст, который был связан с той или иной древней ДНК или артефактами, о котором знали авторы этих находок.

"Организуя нашу лабораторию, мы были нацелены на то, чтобы работать в самой тесной связке с археологами и историками. Мы не выступаем как абсолютно самостоятельное и независимое направление – мы планируем помогать нашим коллегам и дополнять те научные знания, которые формируются в этих научных дисциплинах", — подчеркнул Мустафин.

"Голь на выдумку хитра"

Реализация подобных проектов, как это часто бывает в России, упирается в две ключевых проблемы – хронический недостаток средств для закупки современного оборудования и постройки лабораторий, а также отсутствие опыта. Ученые из МФТИ справились и с тем, и с другим препятствием не совсем обычным образом.

«

"У нас очень скромные возможности – бюджет нашей лаборатории в десятки или даже в сотни раз меньше, чем гранты, которые выдаются за рубежом на решение похожих задач. С другой стороны, используя их рациональным способом и применяя наши собственные подходы, мы смогли создать технологии, которые позволяют нам успешно вести работу с древней ДНК", — пояснил физик.

По его словам, многие из этих инноваций, позволившие сократить расходы на создание лаборатории и анализ ДНК на несколько порядков, совершенно просты с технической точки зрения, однако почему-то о них никто раньше не задумывался ни в Европе, ни в США или в других научных центрах мира.

"Традиционно, крупные палеогенетические центры работают в особо чистых помещениях, где используется система каскадной вентиляции, воздухоочистки, люди работают в почти "космических" комбинезонах – все это сложно и дорого. Все это делается, конечно, не просто так, а для защиты образцов артефактов и ДНК от загрязнения", — объясняет ученый.

Российские ученые выяснили, что не обязательно строить подобные помещения для обеспечения нужного уровня чистоты. Эту же задачу можно выполнить, используя небольшие защитные камеры с перчатками, полностью изолированные от окружающей среды, и специальные газогенераторы, выполняющие роль "идеальных" фильтров.

Эти генераторы, как объяснил Мустафин, оснащены особыми колонками гранул с порами, которые не пропускают через себя никакие молекулы или частицы, кроме азота. Именно особо чистый азот формирует в защитных перчаточных камерах среду, не мешающую проведению экспериментов.

"Подобный подход оказался сравнительно дешевым и при этом очень эффективным – пока у нас ни разу не возникало проблем с загрязнением образцов во всех тех экспериментах, которые мы уже успели провести с момента основания лаборатории", — отметил исследователь.

Помимо этих установок, Мустафин и его коллеги используют те же методики, что и их зарубежные коллеги и ведущие российские палеогенетики, такие как Олег Балановский из Института общей генетики РАН, с поправкой на особенности тех научных задач, на решении которых сейчас сосредоточены их усилия.

«

"В отличие от ведущих светил палеогенетики, мы сфокусировали свою работу не на древнейшей истории человечества, а на относительно современном историческом периоде – средних веках и эпохе формирования народов и государственности Руси и России. Это интересно и нам, и нашим коллегам-историкам", — отметил Мустафин.

Генетическая история средневековья, по его словам также интересует и европейских ученых, однако она практически не затронута, как осторожно предполагает ученый, по идеологическим причинам. Это дает возможность ученым из МФТИ и другим российским палеогенетикам вырваться вперед в этой области и стать мировыми экспертами.

© Фото : пресс-служба МФТИ

Перчаточный бокс, созданный в МФТИ для работы с образцами древней ДНК

"Это направление в России считалось бесперспективным из-за того, что климат средней полосы и высокая химическая агрессивность почвы крайне негативно влияют на сохранность древней ДНК. Сложность задачи не пугала – свой путь в науке мне довелось начинать тогда, когда мы были лидерами в изучении физики элементарных частиц и в создании сверхпроводящих магнитных систем. У нас нет внутреннего комплекса, что мы где-то можем отставать", — подчеркнул ученый.

К примеру, сейчас Мустафин и его единомышленники приступили к реализации очень крупного проекта — изучению генофонда древнего Ярославля. Десять лет назад ученые из Института археологии РАН нашли на его территории несколько массовых захоронений, указывающих на гибель города в начале 13 века.

Они были всесторонне изучены историками и антропологами, а также физиками и химиками, однако масштабной генетической "переписи" среди них еще не проводилось. Изучение древней ДНК впервые даст российским ученым возможность понять, кто именно жил на северо-востоке Руси во времена монгольского нашествия и узнать, остались ли их следы в современной России.

Помимо самого Ярославля, ученые из МФТИ планируют в ближайшее время приступить к изучению останков людей, живших во времена формирования Руси на территории знаменитого Тимеревского археологического комплекса, расположенного на окраинах современной столицы области.

В то время это поселение было одним из важных перевалочных пунктов на Волжском торговом пути. Он соединял Скандинавию с Волжской Булгарией и Арабским халифатом и был одной из главных торговых артерий Восточной Европы в то время. Эту "торговую факторию", как сейчас предполагают археологи и историки, населяла очень пестрая группа людей, в которую входили славяне, скандинавы и финно-угры.

«

"Мы уже получили останки из курганов и в ближайшее время узнаем, кто жил на территории Тимерево, и проверим, как оно соотносится по своему происхождению с городским населением Ярославля. Вдобавок, скоро мы изучим образцы ярославцев XVI, XVII и XIX веков и узнаем, как менялся генофонд города в разные эпохи его существования", — отметил ученый.

Помимо Ярославля, Мустафин и его единомышленники проведут аналогичные исследования для других древнерусских городов, а также неславянских поселений в Поволжье или в Зауралье. Как надеются ученые, сопоставление того, как менялся генофонд русских и поволжских городов, раскроет массу интересных особенностей в их жизни.

В более далекой перспективе – изучение геномов древних скифов, гуннов, тюрков и прочих народов, оставивших свой след в верховьях Енисея в так называемой "долине царей". Как отмечает ученый, образцы их останков уже были отобраны археологами и подготовлены к анализу. Планируется проверить, есть ли связь между этими великими цивилизациями.

На пути к проверяемой истории

Все это, как отметил Мустафин, поможет не только дополнить наши представления о прошлом Руси, Московии, Российской империи и России, но и сделать историю более стойкой к фальсификациям и искажениям.

«

"Многие знания и концепции, существующие сегодня в лингвистике, истории и других науках о прошлом, были созданы или открыты эмпирическим путем, без использования методов, свойственных для естественных наук. Их невозможно перепроверить или подтвердить", — поясняет ученый.

К примеру, одна из главных проблем в изучении истории – датировка письменных источников. Дело в том, что возраст различных летописей, книг, глиняных табличек и прочих рукотворных артефактов достаточно проблематично вычислить, используя только лишь методы истории и лингвистики, а также радиоуглеродный анализ и прочие методы химии и физики.

Проблемы связаны с двумя простыми вещами – исторические документы подделывались как в прошлом, так и сегодня, а также тем, что пергамент, бумагу, папирусы и другие древние "носители" информации можно использовать повторно, удалив их прошлое содержимое.

«

"Меня давно интересуют так называемые Кумранские свитки, найденные в израильской пещере у берегов Мертвого моря. Недавно они попали в Музей Библии в Вашингтоне, где их начали исследовать при помощи методов точных наук. Выяснилось, что многие из них были подделками. Все эти документы имели важное политическое значение для Израиля", — рассказывает Мустафин.

На помощь историкам, химикам и физикам в самое ближайшее время придет палеогенетика. Как объясняет физик, когда летописец или фальсификатор истории наносит текст на пергамент или бумагу, он не только покрывает их буквами, но и "замуровывает" под ними бесчисленное множество бактерий.

© Фото : пресс-служба МФТИ

Ученые извлекают следы ДНК из археологических образцов

«

"Чернила – отличный консервант, в котором и под которым должны были хорошо сохраниться бактерии. Мы планируем извлечь их и вычислить время гибели микробов, подсчитав число дефектов, связанных с химическими процессами, которые протекают внутри останков микробов", — пояснил ученый.

Подобный прием, по словам Мустафина, поможет не только понять, какая часть спорных документов действительно была подделана, но и раскрыть многие другие интересные страницы нашей истории, просто уточнив время написания важнейших сводов, летописей и списков.

Вдобавок, российские исследователи также работают и над изучением того, как часто в останках древних жителей нашей страны встречаются следы различных болезней, таких как туберкулез и проказа. Пока они не уверены, получится ли найти следы их возбудителей в костях древних жителей Руси и Московии, однако подобные эксперименты помогут проверить еще один из спорных вопросов археологии.

«

"Как правило, если археологи видят какие-то дефекты в ископаемых останках, то они берут свои альбомы и по ним определяют, болел ли человек туберкулезом или нет. Мы часто не видим следов туберкулезной палочки, и пока не понятно, кто в этом виноват – наша неспособность найти обрывки ее ДНК, вымывание следов микроба из останков, или же какие-то другие болезни, деформирующие кости схожим образом", — отмечает физик.

Как надеются ученые из МФТИ, их эксперименты помогут понять, кто здесь прав, а также они сделают методы работы археологов более точными, а их выводы – менее противоречивыми и более проверяемыми.