Митогеномный анализ представителя черняховской культуры в Среднем Поднестровье и его генетическая связь со славянами в контексте палеоантропологических данных

   Занимая довольно обширную территорию в пределах Русской равнины, представители черняховской культуры взаимодействовали со многими синхронными племенами, принадлежащими к другим культурным группам и населявшими смежные регионы. Предметом многолетних дискуссий является вопрос о возможном присутствии протославянского компонента в структуре населения черняховской культуры, однако до сих пор отсутствует доказательная база генетического вклада представителей данной культуры в генофонд славян в последующем историческом периоде. В статье представлены результаты краниологического и генетического анализа индивида из могильника Кринички, предположительно относящегося к славянской части населения черняховской культуры. Проведен краниометрический сравнительный анализ нескольких серий черепов восточных славян и представителей черняховской культуры. Сопоставление внутригрупповой изменчивости в группах двух культур показало заметные различия между ними по трем первым главным компонентам. В то же время диапазон краниологической изменчивости восточных славян и носителей черняховской культуры сопоставим. Различия в женских выборках не так резко выражены, как в мужских. На основе анализа данных полногеномного секвенирования определен женский пол исследуемого индивида. Реконструирована полная последовательность митохондриальной ДНК, которая относится к гаплогруппе H5a1a1. Для этой митохондриальной линии выявлена филогенетическая связь с восемью образцами, найденными в открытых базах данных геномных последовательностей, пять из которых относятся к представителям современных западно- и восточнославянских популяций. Более того, обнаружена идентичная митохондриальная последовательность, принадлежащая к исследованному нами ранее индивиду из средневекового могильника на территории современной Вологодской области, для которого рассматривается славянское происхождение. Полное совпадение последовательности мтДНК представителя черняховской культуры и этого средневекового индивида предполагает их вероятное родство по материнской линии. Таким образом, впервые на основе геномных данных показана возможная преемственность между некоторыми представителями черняховской культуры (III в. н. э.) и населения Древней Руси (вторая половина XII – начало XIII вв.).

1. Alekseev V.P., Debets G.F. Craniometry. Anthropological Research Methods. Moscow: Nauka Publ., 1964 (in Russian)

2. Alexeyeva Т. East Slavic skulls from tribal barrows. Materiały i Prace Antropologiczne = Anthropological Materials and Studies. Kraków, 1966;3-142 (in Polish)

3. Anderson S., Bankier A.T., Barrell B.G., de Bruijn M.H., Coulson A.R., Drouin J., Eperon I.C., Nierlich D.P., Roe B.A., Sanger F., Schreier P.H., Smith A.J., Staden R., Young I.G. Sequence and organization of the human mitochondrial genome. Nature. 1981;290(5806):457-465. doi: 10.1038/290457a0

4. Andreeva T.V., Manakhov A.D., Gusev F.E., Patrikeev A.D., Golovanova L.V., Doronichev V.B., Shirobokov I.G., Rogaev E.I. Genomic analysis of a novel Neanderthal from Mezmaiskaya Cave provides insights into the genetic relationships of Middle Palaeolithic population. Sci Rep. 2022;12(1):13016. doi: 10.1038/s41598-022-16164-9

5. Andreeva T.V., Dobrovolskaya M.V., Sedov V.V., Vdovichenko M.V., Reshetova I.K., Soshkina A.D., Dudko N.A., Bydanov A.S., Adrianova I.Yu., Buzhilova A.P., Rogaev E.I. People from the stone sarcophagus No. 11 at the St. Georges (Yuriev) Monastery: a genetic history based of mitochondrial genomes. Kratkie Soobshcheniya Instituta Archeologii = Brief Communications of the Institute of Archaeology. 2023a;270:418-437. doi: 10.25681/IARAS.0130-2620.270.418-437 (in Russian)

6. Andreeva T.V., Malyarchuk A.B., Rodinkova V.E., Soshkina A.D., Rozhdestvenskikh E.V., Dobrovolskaya M.V., Rogaev E.I. An individual of the Volyntsevo period from Kurilovka: the first archeogenetic data. Russijskaja Archeologija = Russian Archaeology. 2023b;(3):57-71. doi: 10.31857/S0869606323030030 (in Russian)

7. Andreeva T.V., Zhilin M.G., Malyarchuk A.B., Engovatova A.V., Soshkina A.D., Dobrovolskaya M.V., Buzhilova A.P., Rogaev E.I. Archaeogenomics of humans from the layer of the Upper Volga Culture revealed their greatest genetic similarity with Eastern European hunter-gatherers and ancient representatives of Mesolithic/Neolithic Europe. Vestnik Arheologii, Antropologii i Etnografii. 2024;64:113-125. doi: 10.20874/2071-0437-2024-64-1-10 (in Russian)

8. Archaeology of the Northern Russian Village of the 10–13^th Centuries: Medieval Settlements and Burial Grounds on Lake Kubenskoye, vol. I: Settlements and Burial Grounds. Moscow: Nauka Publ., 2007. Available at: https://archaeolog.ru/media/series/arch-northrus-village/Arch_northrus_village-1.pdf (in Russian) (in Russian)

9. BLAST – Basic Local Alignment Search Tool. Available: https://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi

10. Chistov K.V. Ethnography of Eastern Slavs. Moscow: Nauka Publ., 1987 (in Russian)

11. Danecek P., Bonfield J.K., Liddle J., Marshall J., Ohan V., Pollard M.O., Whitwham A., Keane T., McCarthy S.A., Davies R.M., Li H. Twelve years of SAMtools and BCFtools. GigaScience. 2021; 10(2):giab 008. doi: 10.1093/gigascience/giab008

12. Deryabin V.E. Lectures on Multidimensional Biometrics for Anthropologists. Moscow: Moscow State University Publ., 2008 (in Russian)

13. Ehler E., Novotný J., Juras A., Chylenski M., Moravcík O., Paces J. AmtDB: a database of ancient human mitochondrial genomes. Nucleic Acids Res. 2019;47(D1):D29-D32. doi: 10.1093/nar/gky843

14. Eltsov N., Volodko N. MtPhul: Software tool for human myDNA analysis and phylogeny reconstruction. 2016. Available online: http://eltsov.org (Available from: https://sites.google.com/site/mtphyl/home)

15. Evteev A.A., Staroverov N.E., Potrakhov N.N. Analytical techniques and software for the study of intragroup metric variation using principal component analysis. Bulletins et Mémoires de la Société d’An thropologie de Paris. 2021;33(1):7539. doi: 10.4000/bmsap.7539

16. FamilyTreeDNA. Available: https://www.familytreedna.com/

17. Gamchenko S.S. Archeological Research on the Tripoli Culture in Podillya in 1909. St. Petersburg, 1911

18. Gansauge M.T., Gerber T., Glocke I., Korlevic P., Lippik L., Nagel S., Reihl L.M., Schmidt A., Meyer M. Single-stranded DNA library preparation from highly degraded DNA using T4 DNA ligase. Nucleic Acids Res. 2017;45(10):e79. doi: 10.1093/nar/gkx033

19. Grzesik R. Ethnogenesis of the Slavs in the Polish historical reflection of the 20^th–21^st century. Studia Slavica et Balcanica Petropolitana. 2017;(2):107-121. doi: 10.21638/11701/spbu19.2017.209 (in Russian)

20. Jónsson H., Ginolhac A., Schubert M., Johnson P.L., Orlando L. map-Damage2.0: fast approximate Bayesian estimates of ancient DNA damage parameters. Bioinformatics. 2013;29(13):1682-1684. doi: 10.1093/bioinformatics/btt193

21. Juras A., Dabert M., Kushniarevich A., Malmström H., Raghavan M., Kosicki J.Z., Metspalu E., Willerslev E., Piontek J. Ancient DNA reveals matrilineal continuity in present-day Poland over the last two millennia. PLoS One. 2014;9(10):110839. doi: 10.1371/journal.pone.0110839

22. Li H., Durbin R. Fast and accurate short read alignment with Burrows–Wheeler transform. Bioinformatics. 2009;25(14):1754-1760. doi: 10.1093/bioinformatics/btp324

23. Lyapushkin I.I. Slavs of Eastern Europe on the eve of the formation of the Old Russian state (8^th–the first half of the 9^th century). Leningrad: Nauka Publ., 1968 (in Russian)

24. Magomedov B.V. Chernyakhov Culture: The Issue of Ethnicity. Lublin, 2001. Available at: http://www.archaeology.ru/Download/Magomedov/Magomedov_2001_Czerniachov_ethnos.pdf (in Russian)

25. Mallick S., Micco A., Mah M., Ringbauer H., Lazaridis I., Olalde I., Patterson N., Reich D. The Allen Ancient DNA Resource (AADR) a curated compendium of ancient human genomes. Sci Data. 2024; 11(1):182. doi: 10.1038/s41597-024-03031-7

26. Malyarchuk B., Litvinov A., Derenko M., Skonieczna K., Grzybowski T., Grosheva A., Shneider Y., Rychkov S., Zhukova O. Mitogenomic diversity in Russians and Poles. Forensic Sci Int Genet. 2017;30:51-56. doi: 10.1016/j.fsigen.2017.06.003

27. Mielnik-Sikorska M., Daca P., Malyarchuk B., Derenko M., Skonieczna K., Perkova M., Dobosz T., Grzybowski T. The history of Slavs inferred from complete mitochondrial genome sequences. PLoS One. 2013;8(1):e54360. doi: 10.1371/journal.pone.0054360

28. Modi A., Nesheva D., Sarno S., Vai S., Karachanak-Yankova S., Luiselli D., Pilli E., … Antonova O., Hadjidekova S., Galabov A., Toncheva D., Caramelli D. Ancient human mitochondrial genomes from Bronze Age Bulgaria: new insights into the genetic history of Thracians. Sci Rep. 2019;9(1):5412. doi: 10.1038/s41598-019-41945-0

29. Nikitina G.F. Systematics of Burial Rituals among Chernyakhov Culture Tribes. Moscow: Nauka Publ., 1985 (in Russian)

30. Nikitina G.F. Chernyakhov Culture in Transnistria according to the Analysis of Archaeological Data. Moscow: Taus Publ., 2008. Available at: https://archaeolog.ru/media/books_2008/Nikitina_2008.pdf (in Russian)

31. 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. doi: 10.1186/s13059-015-0776-0

32. Rickman E.A. The Ethnic History of Transnistria and the Adjacent Danube Region in the First Centuries of Common Era. Moscow: Nauka Publ., 1975 (in Russian)

33. Robinson H.J., Thorvaldsdóttir H., Winckler W., Guttman M., Lander E.C., Getz G., Mesirov J.P. Integrative genomics viewer. Nat Biotechnol. 2011;29(1):24-26. doi: 10.1038/nbt.1754

34. Rozhdestvenskikh E.V., Manakhov A.D., Andreeva T.V., Kunizheva S.S., Malyarchuk A.B., Bydanov A.S., Savinetsky A.B., Krylovich O.A., Dobrovolskaya M.V., Buzhilova A.P., Makarov N.A., Rogaev E.I. A youth with a polecat from the medieval Minino cemetery at the Kubenskoe Lake: archaeogenetic identification. Kratkiye Soobshcheniya Instituta Arkheologii = Brief Communications of the Institute of Archaeology. 2024;274:348-368. doi: 10.25681/IARAS.0130-2620.274.348-368 (in Russian)

35. Sankina S.L. The Ethnic History of the Medieval Population of the Novgorod Land According to Anthropological Data. Saarbrucken: LAP LAMBERT Academic Publishing, 2012 (in Russian)

36. Schönherr S., Weissensteiner H., Kronenberg F., Forer L. Haplogrep 3 – an interactive haplogroup classification and analysis platform. Nucleic Acids Res. 2023;51(W1):W263-W268. doi: 10.1093/nar/gkad284

37. Schubert M., Lindgreen S., Orlando L. AdapterRemoval v2: rapid adapter trimming, identification, and read merging. BMC Res Notes. 2016;12(9):88. doi: 10.1186/s13104-016-1900-2

38. Sedov V.V. The Origin and Early History of the Slavs. Moscow: Nauka Publ., 1979 (in Russian)

39. Shchukin M.B. Stratum: Structures and Catastrophes: The Birth of Slavs. St. Petersburg: Nestor Publ., 1997;110-147 (in Russian)

40. Shchukin M.B. The Gothic Way: Goths, Rome, and the Chernyakhov Culture). Saint-Petersburg: St. Petersburg State University Publ., 2005 (in Russian)

41. Stolarek I., Zenczak M., Handschuh L., Juras A., Marcinkowska-Swojak M., Spinek A., Dębski A., Matla M., Kóčka-Krenz H., Piontek J.; Polish Archaeogenomics Consortium Team; Figlerowicz M. Genetic history of East-Central Europe in the first millennium CE. Genome Biol. 2023;24(1):173. doi: 10.1186/s13059-023-03013-9

42. Symonovich E.A. Artifacts of the Chernyakhov culture in the village of Krinichki. Chernyakhov culture. Materialy i Issledovaniya po Arkheologii SSSR = Materials and Studies on USSR Archeology. 1960;82:239-252 (in Russian)

43. Terpilovsky R.V. The Kiev and Chernyakhovskaya cultures: contacts. Stratum plus. Archaeology and Cultural Anthropo logy. 2000;(4): 303-311 (in Russian)

44. Van Oven M. PhyloTree Build 17: growing the human mitochondrial DNA tree. Forensic Sci Int Genet Suppl Ser. 2015;5:e392-e394. doi: 10.1016/j.fsigss.2015.09.155

45. Vinokur I.S. Slavic-Thracian contacts in the Middle and Upper Transnistria. In: Ancient Communities of Farmers and Herders in the Northern Black Sea Region (5^th millennium BC–5^th century AD). Tiraspol, 2002;400-404 (in Russian)

46. YFull MTree 1.02 (under construction). Available: https://www.yfull.com/mtree/

47. Zinkovskaya I.V., Kolesnikova A.Y. Problems of the Chernya khov culture in modern Ukrainian archaeology (2000–2019). Vestnik VGU. Seriya: Istoriya. Politologiya. Sotsiologiya = Proceedings of Voro­nezh State University. Series: History. Political Science. Sociology. 2020;(1):35-40 (in Russian)