Самым оптимальным способом для идентификации личности погибшего является анализ ДНК

АНАЛИЗ КОСТНЫХ ОСТАНКОВ, НАЙДЕННЫХ ПОИСКОВИКАМИ ГРУППЫ “МИУС ФРОНТ” В РАЙОНЕ ПРОХОЖДЕНИЯ БОЕВЫХ ДЕЙСТВИЙ ВО ВРЕМЯ ВТОРОЙ МИРОВОЙ ВОЙНЫ НА ТЕРРИТОРИИ КУЙБЫШЕВСКОГО И МАТВЕЕВО КУРГАНСКОГО РАЙОНОВ РОСТОВСКОЙ ОБЛАСТИ.

Студенты УВЦ 2 курс: Зибров Ю.С.,Бадушев М.А.,Пиць Е.Т.

Под руководством ассистента кафедры общей клинической биохимии№2

с курсом органической и неорганической химии Вакуленко М.Ю.

АНАЛИЗ КОСТНЫХ ОСТАНКОВ, НАЙДЕННЫХ ПОИСКОВИКАМИ ГРУППЫ “МИУС ФРОНТ” В РАЙОНЕ ПРОХОЖДЕНИЯ БОЕВЫХ ДЕЙСТВИЙ ВО ВРЕМЯ ВТОРОЙ МИРОВОЙ ВОЙНЫ НА ТЕРРИТОРИИ КУЙБЫШЕВСКОГО И МАТВЕЕВО КУРГАНСКОГО РАЙОНОВ РОСТОВСКОЙ ОБЛАСТИ.

1. ВВЕДЕНИЕ:

При участии в работе группы «Поиск», мы часто сталкивались с проблемой невозможности идентификации костных останков поднятых на месте прохождения боев в 1941-43 годах. Речь идет о расположенном на территории куйбышевского и матвеево курганского районов ростовской области «миус фронте», который так же называют вторым Сталинградом по масштабу жертв. Только с русской стороны официальные потери составили 840000 человек и это не считая немецких, румынских, польских и итальянских солдат, навсегда оставшихся в русской земле. Наша идея заключается в том, чтобы через анализ костных останков дать имя каждому бойцу, сделать анализ индивидуальных особенностей биохимического состава кости, провести антропологический анализ с целью установления возраста, пола, роста и расовой принадлежности костных останков, идентифицировать с научной точки зрения безликие останки.

2. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ:

1. Установление расовой принадлежности костных останков на основании антропологических особенностей строения скелета и процентного соотношения основных микроэлементов в костной ткани. Нашей конечной целью является предать останки павших бойцов родной земле. Вернуть погибших солдат, воевавших на стороне фашисткой германии,на их родную землю и провести захоронение с надлежащими почестями.

3. СБОР МАТЕРИАЛА:

3.1 Особенности работы и проблематики при сборе биоматериалов

Первым делом необходимо определить зону поиска на основании исторических событий, опираясь на данные из архива и рассказы местного населения. Изучение исторических факторов является неотъемлемой основополагающей частью при сборе материалов для идентификации личности погибших бойцов. Основную часть информации мы получаем на основании анализа предметов, найденных в непосредственной близости к останкам. Археологические исследования вместе с антропологическими и биохимическими могут дать нам необходимые элементы для воссоздания событий ставших причиной смерти найденного человека, а так же установить его пол, возраст и расовою принадлежность. Основные проблемы, с которыми сталкиваются антропологи при сборе биоматериала для анализа это различные факторы влияющие на степень сохранности костных останков: особенности рельефа, вид почвы, повреждения, вызванные корневой системой растений и деятельностью землероющих животных, глубина залегания останков, а также прижизненные повреждения, ставшие причиной смерти. При обнаружении множественного захоронения актуально становиться определение принадлежности отдельных фрагментов к определенному индивидууму и определение количества погибших. (Marco S.,Floris R.Universita delgli Studi di Cagliari «I resti scheletrici umani di Su Sercone»2008-2009) Особенности рельефа будут связаны в первую очередь с обмыванием останков грунтовыми водами. Которые, в свою очередь, оказывают непосредственное влияние на изменения, происходящие с костной тканью. Так, если в грунтовых водах повышено содержание карбоната кальция, то со временем будет наблюдаться явление окаменения, то есть постепенное замещение минералов в костной ткани. Либо будет наблюдаться явление декальцификации, приводящее к потери кальция из матрикса кости с последующей потерей массы и повышением хрупкости. Сохранность костных останков зависит так же от почвы, в которых они находятся. В почвах с высоким уровнем аэрации, таких как песок или гравий останки будут больше подвержены разрушительным действиям со стороны бактерий и атмосферных факторов. Почвы с высокой кислотностью обладают высококорозивным эффектом. Лучше всего скелеты сохраняются в глинистых почвах с щелочной средой. Но, не смотря на то что, глинистые почвы хорошо сохраняют костные останки,т.к. неблагоприятны для жизнедеятельности микроорганизмов и обладают высокой водонепроницаемостью, в фазе высыхания возможно появление трещин и деформаций на поверхности кости, а так же,в глинистых породах чаще будут встречаться переломы и деформации костей связанные с дилатацией глинистых почв из-за абсорбции воды.

3.2 ПРОБОЗАБОР И ПРОБОПОДГОТОВКА

(на стадии разработки создание алгоритма по обработке остеологической информации. Ведение журнала по учету анализируемого материала, датирование и нумерация для характеристики конкретного объекта.)

3.2.1.Сбор материала: При обнаружении костных останков мы собираемся проводить первичный анализ на месте раскопок. Так, если целостность скелета не нарушена и принадлежность найденных костных останков к одному и тому же индивидууму не вызывает сомнения, определение пола, возраста и роста объекта не должно вызывать затруднений и все измерения можно проводить в полевых условиях. Сильно поврежденные останки а так же фрагменты выбранные для биохимического анализа мы собираемся упаковывать в бумажные пакеты, чтобы избежать появление плесени и отправлять в лабораторию для дальнейшего анализа. Для биохимического анализа мы собираемся использовать фрагменты ребер.

3.2.2.Подготовка собранного материала: носители в которых находятся объекты экспериментального исследования должны быть тщательно пронумерованы и записаны в журнал учета по ведению раскопок, где указывается дата и место нахождения. После этого необходимо провести в первую очередь:

• Чистку - очистить каждый фрагмент от земли, не нарушая целостности кости. Если состояние останков позволяет, то можно промыть их под проточной водой с использованием щетки. Если исследуемый материал очень хрупок и рассыпается в руках, то использование воды невозможно и следует применять только различные кисти. (Brothwell, 1981). Жесткость кистей нужно подбирать исходя из степени консервации останков. Также для механической чистки можно использовать: металлические иглы, щетки и скальпели, низкоскоростные медицинские дрели. В ходе очистки главное не повредить поверхность кортикального слоя, так как это может привести к ошибкам в дальнейших измерениях. Сушку нужно производить в тени вдали от высокотемпературных источников тепла. Нужно добиться медленного и поэтапного удаления влаги из кости.

• Востановление целостности отдельно взятой кости: Если костные останки находятся в раздробленном состоянии, то для воссоединения фрагментов можно использовать виниловый клей, основываясь на хорошем знании анатомии скелета. Для восстановления длинных костей нужно подготовить латок с песком для опоры. Также для реставрации можно использовать проволоку, глину и зубочистки. Последние удобно вставлять в Cavum osseum слой для увеличения стабильности.

• Нумерация, датирование и хранение: После того как останки были очищены, высушены и реставрированы, их следует подписать несмывающимися чернилами. Для подписи нужно выбрать зону без патологических изменений и вдали от анатомических характерных образований. Желательно сначала нанести слой прозрачного лака, а после высыхания подписать маркером и зафиксировать еще одним слоем прозрачного лака. Подпись должна содержать определенный код, соответствующий записи в журнале о месте и дате обнаружении останков, а также номер образца из одного и того же скелета.Подготовленный таким образом материал следует разместить в бумажных подписанных конвертах, а конверты в подписанных коробках с целью создания легко доступной базе материалов.

.

4.МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Антропологическими методами мы собираемся определять видовую и расовую принадлежность, пол, возраст и рост на основании методик изложенных в учебнике «Судебно-медицинское отождествление личности по костным останкам» В. И. Пашковой, Б. Д. Резкова 1978г. Издательство Саратовского Университета.

В практике судебной медицины используются различные методики определения пола, возраста, расы и роста по костным останкам. Большинство этих методов рассчитаны на работу с полностью сохранившемся скелетом. На практике приходится иметь дело с отдельными частично фрагментированными останками. К основным методам антропологии относятся сравнительно-анатомический и остеометрический методы

4.1.Сравнительно-анатомический метод. Определение видовой принадлежности и вычисление NMI.

Сравнительно-анатомический метод установления видовой принадлежности костей осуществляется, как это следует из названия, путем сравнительного сопоставления анатомо-морфологических данных объектов исследования. Как известно, характер строения костей определяется не только формой и размером, но рядом других признаков, раскрывающих их анатомическую индивидуальность. К ним относятся: cосудистые отверстия, каналы, вырезки, бороздки, выпуклости, вогнутости, ямки, бугорки, суставные площадки и т.д. У каждого вида млекопитающих перечисленные признаки на той или иной кости скелета проявляются в своих, только этому виду присущих совокупностях, степени выраженности, размерах, форме, расположении, наличии одних и отсутствие других. В результате образуется определенный диагностический комплекс признаков строения кости.

Выявление, анализ и оценка этих признаков, сопоставление их в деталях сходства и различия лежат в основе сравнительно-анатомического метода установления видовой принадлежности костных останков. Поступающие на исследования объекты, будь то целые кости или фрагменты костей, прежде всего, должны быть подвергнуты сравнительно-анатомическому изучению и подсчитано минимального количества захороненных NMI. Поступившие на экспертизу костные останки после освобождения от мягких тканей и других посторонних наложений прежде всего группируются согласно принятой в анатомии классификации (Н.К. Лысенко, В.И. Бушкович, М.Г. Привес, Учебник нормальной анатомии, 1958, с.71) Далее останки описываются и фотографируются. Отдельные фрагменты, анатомически сочленяющиеся между собой, склеиваются. Иногда таким путём удаётся восстановить значительную часть кости, что особенно ценно для последующего исследования. Затем из общей массы объектов отбираются кости или части с наиболее полно сохранившимися деталями анатомического строения. Последующие действия эксперта зависят от вида отобранных для исследования объектов, т.е. являются они целыми костями или их фрагментами. Если это целая кость, устанавливается анатомическая принадлежность её: позвонок, ребро, лучевая кость и т.д. При этом качестве эталона в первую очередь используются скелета человека как таковые, или, при их отсутствии, фотоснимки этих костей. Обычно при наличии целой кости (костей) установление анатомической и видовой принадлежности происходит одновременно. Например, эксперт определил, что представленная на экспертизу кость является лучевой костью. Сопоставление её с одноименной костью скелета человека сразу же или указывает на то, что она принадлежит человеку, или исключает подобную принадлежность. В последнем случае сопоставление этой кости следует произвести с лучевой костью тех животных, у которых размеры последней наиболее близки к размерам исследуемой кости. Подобранная таким образом по фотоснимкам атласа (учебника) лучевая кость того или иного животного в дальнейшем анализируется по отдельным деталям строения, о которых говорилось выше. Экспертиза установления видовой принадлежности костных останков сравнительно-анатомическим методом по костям целым или частично разрушенным не трудоёмка, экономична, производится быстро и, как правило, успешно. Иначе обстоит дело, когда экспертизу поступают отдельные фрагменты костей. В последнем случае эксперту необходимо быстро установить не только конкретную кость, к которой фрагмент относится, но и тот участок кости, которому соответствует: телу или одному из суставных концов, если телу, то какой поверхности, если суставному концу – то верхнему или нижнему, когда речь идёт о трубчатой кости; телу, отростку или какой поверхности, если изучаемый объект относится к типу губчатых костей и т.д. При экспертизе отдельных фрагментов, так же как и как и при экспертизе целых костей, последовательность в решении поставленной задачи одна и та же, т.е. вначале устанавливается анатомическая, а затем уже видовая их принадлежность.Для ответа на вопрос о принадлежности представленного на экспертизу фрагмента определенной кости скелета следует исходить из суммарной оценки всех признаков анатомического строения его: формы, размеров, характера поверхности, толщины компактного и губчатого вещества, особенности расположения костных перекладин, величины ячеек, диаметра костномозговой полости и т.д. Эти сведения дают основания для предварительного вывода об анатомической принадлежности объекта. Затем эксперт должен обратиться к деталям строения фрагмента – сосудистым отверстиям, вырезкам, ямкам, суставным площадкам и другим перечисленным выше признакам, которые при условии достаточно четкой выраженности их, в совокупности с только что названными признаками, позволяя прийти уже к окончательному выводу об анатомической принадлежности фрагмента. Далее, а точнее, одновременно с установлением анатомической принадлежности, решается вопрос о виде млекопитающего, к кости скелета которого относится исследуемый фрагмент. С этой целью эксперт знакомится с основными анатомо-морфологическими особенностями строения установленной им кости. Сопоставление выявленных на объекте экспертизы признаков с признаками, анализируемыми в таблице атласов, и одновременный анализ этих же признаков на фотоснимках, на которые делаются ссылки в таблице, позволяют решить вопрос о видовой принадлежности фрагмента. При экспертизе костных останков необходимо помнить, что анализ и сопоставление их прежде всего производятся с костями скелета человека, если нет на то таких исключающих моментов, как резкого несоответствия в размерах, позволяющих сразу же исключить кости скелета человека.

Вычисление NMI во множественных захоронениях

При обнаружении множественного захоронения актуально становится определение принадлежности отдельных фрагментов к определенному индивидууму и определения количества захороненных.

Чаще всего при обнаружении захоронений мы имеем дело с нарушением целостности скелета. Иногда это фрагменты от разных индивидуумов. В таких случаях можно воспользоваться вычислением минимального количества захороненных NMI (минимальное число индивидуумов). NMI представляет собой то количество захороненных в котором мы можем быть уверенны. Для проведения вычислений в первую очередь необходимо сгруппировать кости по типологии: латеральности, полу и примерному возрасту. Далее нужно придерживаются критерием минимализма, для снижения вероятности вторичного подсчета одного и того же индивидуума. В соответсвии с этой методикой дальнейшие действия проводятся по следующей схеме.

-реконструкция целостности поврежденных костей из отдельных фрагментов

-формируют пары из правых и левых элементов на основании их симметричности

-NMI получают суммируя количество пар с количеством непарных правых и левых элементов

-из определенных типов костей определяют максимальное NMI

-к этому NMI добавляют количество неопределенных элементов не подходящих по характеристикам пола и возраста к исследуемой группе

Полученное таким образом значение является общим (Конечным) NMI.

4.2. Определение возраста, пола и расы по черепу и зубам

Определение возраста по черепу

К показателям, характеризующим возрастные изменения костей черепа в различные периоды жизни человека, относят: данные о сроках появления ядер окостенения и наступления синостозов; состояние родничков; размеры черепа и анатомо-морфологические особенности его; состояние швов и другие возрастные изменения. Определение пола и расы по черепу Вопреки мнению отдельных авторов, отрицающих возможность определения пола по черепу, подавляющее большинство исследователей считают, что череп имеет достаточное количество признаков, которые будучи взяты в совокупности, почти всегда позволяют отнести его к определенному полу.

Отличия мужского черепа от женского проявляются прежде всего в форме и характере строения, а также в абсолютных и относительных величинах как целого черепа, так и отдельных его частей; эти отличия наиболее достоверны у лиц, достигших половой зрелости. К числу особенностей строения черепа, позволяющих отличить мужской череп от женского, относят: степень выраженности бугристостей и шероховатостей в местах прикрепления мышц; степень развитости наружного затылочного бугра и сосцевидных отростков; развитость надбровных дуг и надпереносья; характер носо-лобного угла; форма и характер строения глазниц; степень выступления нижней челюсти; форма и характер углов нижней челюсти; конфигурация свода черепа; наклон лба и др.

4.3.Определение возраста, пола и расы по зубам

При экспертизе костных останков особое место занимают зубы, не только как объекты, дополняющие в совокупности с другими сведения о расе, возрасте и поле владельца, но и как носители ценных индивидуальных признаков, нередко обеспечивающих возможность установления личности человека, которому они принадлежали.

Определение возраста по зубам

Определение возраста по зубам до 18-25 лет в подавляющем числе случаев не связанно с особыми трудностями, постольку развитие и смена их совершаются в известной последовательности. Иначе дело обстоит в другие возрастные периоды жизни человека. Такие существенно важные для первого этапа диагностические данные, как развитие и смена зубов, на последующих этапах отсутствуют. К возрастным изменениям, наблюдаемым со стороны зубного аппарата после 18-25 лет, обычно относят: степень сношенности зубов, патологические изменения и их выпадение. Два последних признака – патологические изменения и выпадение зубов – находятся в тесной зависимости от индивидуальных свойств организма и влияния внешней среды и, следовательно, не могут служить достоверными показателями при определении возраста.

Определение пола по зубам

Большинство авторов, проводивших исследования по определению пола по зубам, не получило полностью удовлетворяющих их в указанном направлении результатов.Отличительные признаки пола авторы пытались найти в величине зубов. Наиболее конкретные сведения, касающиеся размеров зубов мужчин и женщин представлены Е. Мюльрейтером (1889). Автор измерил 200 передних зубов (100 у мужчин и 100 у женщин). Полученные средние величины сведены в таблице.

Расовые особенности строения зубов

Большой практический интерес представляет данные А.А. Зубова о расовых особенностях строения верхних резцов, вторых больших коренных зубов обеих челюстей и внутренней поверхности альвеолярного края нижней челюсти в области моляров.

4.4.Определение возраста и пола по костям туловища, верхних и нижних конечностей

«Состояние костной системы является одним из наиболее точным показателем физического развития и морфологической дифференцировке всего организма, отражая при этом этапы полового созревания и влияния эндокринной системы» А.А. Харьков

Костная ткань изменяются на протяжении всей жизни человека, причём изменения эти касаются внешнего вида окостенения, её структуры и химического состава. Прогрессивные процессы, как указывает В.А. Дьяченко (1954), ясно проявляются в росте и формообразовании костей и продолжаются до периода окончательного формирования скелета. Вслед за прогрессивным развитием костной ткани начинаются постепенно развиваться трудно уловимые на первых порах регрессивные (инволютивные) процессы. Решающее значение при определении возраста по костям скелета (независимо от того, идёт речь о живом человеке, трупе или косных останках) имеют рентгенологический, анатомо-морфологический и антропометрический методы исследования. В последние годы для этих целей стали привлекаться гистологический и спектральный методы, не получившие широкого распространения на практике. Рентгенологический и анатомо-морфологический методы установление возраста. Ценность рентгенологического метода исследования заключается в том, что он позволяет с достаточной точностью судить о возрасте по состоянию развития костной системы: по срокам возникновения ядер окостенения, по времени появления и окончания процессов синостозирования, по срокам окончательного формирования скелета и, наконец, по изменениям, наступающим в костях в более поздние возрастные периоды. Авторами из числа антропологов, анатомов, рентгенологов и педиатров доказано, что рост и развитие органов в различные возрастные периоды имеет определенные колебания. Короче говоря, поскольку рост и развитие органов и систем человеческого организма совершаются с известной закономерностью, неодинаковой в различные возрастные периоды, то каждому возрасту должны соответствовать определенные размеры отдельных органов и систем, в том числе и костного скелета. Эти размеры определяются при помощи антропометрического метода исследования – остеометрии и краниометрии. Данные полученные при этом, кладутся в основу при определении не только возраста, но также пола и роста. Антропометрия может выступать не только как дополнительный, но и как самостоятельный прием исследования. Инструментами для измерения костей служат: скользящий и толстотный циркуль, штангенциркуль, измерительная или остеометрическая доска и металлическая миллиметровая лента. Техника измерения костей туловища и конечностей приводится в соответствии с данными В.П. Алексеева (1966).

4.5.Определения пола

Определение пола по костному скелету у лиц, не достигших половой зрелости, представляет значительные трудности, поскольку для этого периода на костях отсутствуют отчетливо выраженные признаки, характерные для того или иного пола. В период полового созревания и по достижении его скелет приобретает ряд анатомо-морфологических признаков, свойственных определенному полу. По мнению Пирсона (Pearson) и Белла (Bell), наиболее показательными параметрами при определении пола по бедренным костях являются размеры головки, шейки и мыщелков (см. табл.)

Наименование признака	Мужчины	Женщины
Ширина мыщелков	80.1	70.1
Вертикальный диаметр головки	47.1	41.1
Вертикальный диаметр шейки	33.8	29.4

Женский скелет меньше мужского и легче мужского. Каждая отдельная кость, равно как и размеры между анатомо-топографическими точками костей, у женщин меньше. Исключение в этом соотношении составляют размеры женского таза, которые больше размеров мужского. Кости женского скелета тоньше мужских, поверхности их ровнее, глаже. Суставные концы костей, бугристости и шероховатости на мужском скелете выражены значительно резче. Особенно это относится к длинным трубчатым костям, костям таза и черепа.

4.6. Определение роста (длины тела) по изолированным костям скелета.

При определении роста по костным останкам исходят их того, что каждая кость скелета человека (как и другие органы) в процессе своего развития сохраняет определенное соотношение с длиной тела. Исследования в указанном направлении проведены отечественными учёными В.А. Бецем (1887) и Н.П. Гундобиным (1906). Н.П. Гундобин указывает, что «все органы, следуя общему закону роста, сохраняют определения отношения к росту всего тела». На большом материале автору удалось установить, что при постоянной смене периодов усиленного роста с периодами сравнительного покоя каждая трубчатая кость сохраняет постоянное соотношение с длиной всей конечности и всего тела. К таким же выводам приходит и В.А. Бец. Как правило, наблюдения перечисленных выше исследователей проводились на большом материале и о брабатывались методом вариационной статистики, конечные результаты представлены в виде расчетных формул, коэффициентов, процентных соотношений или в виде таблиц..

Условные обозначения: S – рост, F – бедренная кость, H – плечевая кость, T – большеберцовая кость, R – лучевая кость.

Мы попробовали на основании предложенных таблиц рассчитать примерный рост нашего воина. Мы изменили: длину бедренной кости - 47 см, длину большеберцовой кости - 39 см, длину малоберцовой кости - 36 см, длину плечевой кости - 32,5 см, длину локтевой кости - 27 см, длина лучевой кости - 25,3 см, ширину мыщелка - 8,5 см. S=69.089+2.238·47=174.275 S=81.688+2.392·39=174.976 S=73.570+2.970·32.5=170.095 S=80.405+3.650·25.3=172.75 S=69.294+1.225·(47+39)=174.644 S=174.275+174.976+170.095+172.75+174.644/5=866.74/5=173.348 Примерный рост составил 173 см. Нормальные вариации среднего роста у мужчин, по данным В.В. Бунака (1941) лежали в пределах от 151 до 178 см. При этом в фашистские войска брали мужчин ростом не менее 170 см в начале войны и 165 в дальнейшем (http://www.itinerarigrandeguerra.com/) Мы не исключаем тот факт, что исследуемый нами объект может быть немецким солдатом.

После антропометрического исследования костные останки могут быть переданы на серологическое, микроскопическое, генетическое или спектральное исследование.

Самым оптимальным способом для идентификации личности погибшего является анализ ДНК.

К актуальным проблемам выделения ДНК относятся сильная деградация и малое количество ДНК в старых образцах, что затрудняет амплификацию и увеличивает вероятность появления неспецифических продуктов, а так же контаминация исследуемого образца. В связи с этим возникает необходимость оптимизации процедуры выделения, поиск новых методик и проверку их эффективности. В настоящее время работы по анализу ДНК из археологических объектов существенно варьируют как по масштабам решаемых проблем, так и по степени их интеграции с компонентами комплексного археологического исследования [ Пилипенко А.С., Палеогенетический анализ в археологических исследованиях / Пилипенко А.С., Молодин В.И. // Вестник ВОГиС — 2010. — Т. 14 (2). — С. 280—311.].

Информация, которую можно получить для индивидуального образца ДНК костных человека помимо всего прочего включает половую и расовую принадлежность останков, что особенно актуально для сильно фрагментированных останков.

По ДНК можно определить географическое место происхождения человека:

Разработчиками нового метода являются доктор Эран Элхайк из Шеффилдского университета, а также доктор Татьяна Татаринова из Университета Южной Калифорнии.
Они разработали процесс, позволяющий определить географическое происхождение человека. Метод, получивший название "Географическое определение популяции", настолько точен, что позволяет проследить за происхождением ДНК того или иного человека в радиусе 700 километров.

Этот процесс учитывает более 100 000 ДНК- маркеров, которые являлись типичными для того или иного географического региона. Для анализа, вместо митохондриальной или Y-хромосомы ДНК, GPS используют аутосомные хромосомы, так как они обеспечивают более равномерную картину каждого индивидуального генетического строения.

Что самое интересное, сутью этого проекта является предоставление возможности любому желающему воспользоваться новым методом, если до этого человек проходил аутосомный анализ ДНК в сторонних учреждениях. Человек может загрузить результаты такого анализа на специальный вебсайт, разработанный доктором Татариновой, и узнать точное место происхождение своего рода.

Международное исследование, в котором принимал участие автор статьи, главный научный сотрудник Института общей генетики им. Н. И. Вавилова Российской академии наук Лев Анатольевич Животовский, показало, что расы хорошо различимы по четыремстам признакам ДНК.

Каждый человек генетически уникален, и в то же время ДНК разных людей совпадают на 99,9%. Если учесть, что ДНК человека содержит примерно 3 млрд пар нуклеотидов, то у двух произвольно взятых людей лишь около трех миллионов из них могут не совпадать. Группа ученых, в которую вошли представители России, Франции и США, провели обширное исследование по сопоставлению ДНК у разных народов мира. Основные результаты опубликованы в «Science», «American Journal of Human Genetics» и других журналах.

Чтобы ответить на вопрос, можно ли по генетическим данным определить этническую принадлежность человека, были исследованы образцы ДНК, взятые у 1056 представителей 52 этнических групп различных регионов мира: Экваториальной, Южной и Северной Африки, Западной, Центральной и Восточной Азии, Европы, Океании, Центральной и Южной Америки. Среди них — пигмеи, банту, палестинцы, бедуины, французы, баски, русские, адыгейцы, якуты, японцы, майя и многие другие народности.

Для анализа были использованы так называемые микросателлитные маркеры — короткие последовательности повторяющихся сочетаний нуклеотидов. Эти последовательности расположены, как правило, на тех участках ДНК, которые называют «молчащими». Они не кодируют никаких белков, но могут служить удобной генетической меткой, поскольку накапливают случайные мутации, которые никак не проявляются внешне и не участвуют в естественном отборе.

4.8 Определение химического состава костной ткани.

Существует множество научных работ по определению видовой принадлежности и расовой принадлежности костных остатков. Для этого, первым делом определяют качественное и количественное содержание таких микро элементов как: барий, стронций, хром, натрий, цинк, медь, кальций, алюминий, железо, свинец, марганец, магний, фосфор, кремний. Для определения данных элементов чаще всего используют такие методы как: Спектральный анализ, физический метод качественного и количественного определения атомного и молекулярного состава вещества, основанный на исследовании его спектров. Физическая основа спектральный анализа- спектроскопия атомов и молекул, его классифицируют по целям анализа и типам спектров. Атомный Спектральный анализ (АСА) определяет элементный состав образца по атомным (ионным) спектрам испускания и поглощения, молекулярный спектральный анализ (МСА) - молекулярный состав веществ по молекулярным спектрам поглощения, люминесценции и комбинационного рассеяния света. В нашей работе мы собираемся использовать Атомно-эмиссионный спектральный анализ. Суть данного анализа составляет совокупность методов элементного анализа, основанных на изучении спектров испускания свободных атомов и ионов в газовой фазе. Методы анализа, основанные на измерении какого-либо излучения определяемым веществом, носят названия эмиссионные. Эта группа методов основана на измерении длины волны излучения и его интенсивности. Метод атомно-эмиссионной спектроскопии основан на термическом возбуждении свободных атомов или одноатомных ионов и регистрации оптического спектра испускания возбужденных атомов. Цель практического эмиссионного спектрального анализа состоит в качественном обнаружении, в полуколичественном или точном количественном определении элементов в анализируемом веществе. Методы спектрального анализа, как правило, просты, экспрессные, легко поддаются механизации и автоматизации, т. е. они подходят для рутинных массовых анализов. При использовании специальных методик пределы обнаружения отдельных элементов, включая некоторые неметаллы, чрезвычайно низки, что делает эти методики пригодными для определения микроколичеств примесей. Эти методы, за исключением случаев, когда в наличии имеется лишь незначительное количество пробы, являются практически неразрушающими, так как для анализа требуются только малые количества материала образцов. Точность спектрального анализа, в общем, удовлетворяет практическим требованиям в большинстве случаев определения примесей и компонентов. Стоимость спектрального анализа достаточно низкая. Эмиссионный АСА состоит из следующих основных процессов:

1) отбор представительной пробы, отражающей средний состав анализируемого материала или местное распределение определяемых элементов в материале;

2) введение пробы в источник излучения, в котором происходят испарение твёрдых и жидких проб, диссоциация соединений и возбуждение атомов и ионов;

3) преобразование их свечения в спектр и его регистрация (либо визуальное наблюдение) с помощью спектрального прибора;

4) расшифровка полученных спектров с помощью таблиц и атласов спектральных линий элементов.

Прежде всего, необходимость использования спектрального анализа появляется при анализе сильно фрагментированных костей или при экспертизе сожженных и зольных останков. В таких случаях возникает необходимость решения вопроса о принадлежности костей человеку или животному. Прежде чем определять видовую принадлежность, необходимо убедиться в том, что представленные объекты являются костной тканью. Костные и зубные фрагменты визуально опознаются уже при массе около 1 г и размерах 6х3х2м. Но при большом их числе необходимо отбраковать рентгенопрозрачные (частицы древесного угля, пластика и др.) и рентгеноконтрастные (мелкие камешки, частицы земли и металла) включения. После этого объекты исследования – костные фрагменты любой величины, но не менее 2-3 мм2 и массой не менее 30 мг подвергаются озолению в специальных печах до постоянного веса. Метод используется применительно к группам объектов, непригодным для сравнительно-анатомического исследования: фрагменты трубчатых, плоских, губчатых костей, лишенные анатомических ориентиров для определения принадлежности к определенной кости или ее уровню; мелкие костные фрагменты, полностью утратившие анатомические ориентиры и признаки типа кости (трубчатая, плоская, губчатая); мельчайшие костные частицы в зольных останках. Ограничительными особенностями являются - большая давность захоронения объектов, загрязнение продуктами нефтехимии, стадия белого каления с деструкцией минерального компонента.

При исследовании проб костной ткани человека, домашних и диких животных (корова, баран, свинья, лошадь,) обнаружено не только отличие от человека по барию, стронцию, магнию, марганцу, железу, меди, алюминию, цинку, но и возможность дифференциации домашних и диких видов животных. Для экспертного применения создана диагностическая модель для групп: “человек – корова – свинья”; “человек – свинья”. В костном веществе объектов (грудина человека и указанных животных) исследованы барий, стронций, хром, натрий, цинк, медь, кальций, алюминий, железо, свинец, марганец, магний, фосфор, кремний. В случае с группой: “человек – корова – свинья” и “человек – свинья” – отдельные группы “человек” и “корова” классифицируются хуже, чем группы “человек” и “свинья”. Возможны ложноположительные результаты в группе “человек – корова – свинья” при установлении костей человека.

Данные взяты из Журнала "NB: Российское полицейское право" №1 за 2014год. Авторами статьи являются Звягин Виктор Николаевич доктор медицинских наук и Анушкина Елена Сергеевна научный сотрудник ФГБУ «Российский центр судебно-медицинской экспертизы» Минздрава России.

Таким образом, результаты проведенных исследований показывают принципиальную возможность установления видовой принадлежности костной ткани по макро- и микроэлементному составу. Поэтому для облегчения диагностики в каждой спектральной лаборатории рекомендуется иметь коллекцию костей различных видов для параллельного контрольного спектрографирования с экспертными образцами. Актуальность данного анализа хорошо демонстрирует работа, проведенная при идентификации костных останков царской семьи. В 2000 году в районе заброшенного Четырехбратского рудника Екатеринбургской области поисковой группой археологов обнаружены сожженные костные останки предположительно двух членов семьи Николая II. На экспертизу были представлены 64 объекта. При сравнительно-анатомическом исследовании установлено, что два из них являются частями большой берцовой кости коровы, а третий - VI поясничного позвонка овцы.По данным рентгенографии и ИКС, 6 объектов оказались частицами древесного угля и земли. При микроскопическом и микрометрическом исследовании выяснено, что 37 объектов бесспорно относятся к костям животных. Но установить происхождение оставшихся 18 объектов не удалось, ввиду плохой сохранности костной структуры на поперечных шлифах. При эмиссионном спектральном анализе во всех без исключения костных объектах (58) обнаружено резко повышенное содержания бария, которое указывало на бесспорную принадлежность животным (овца, баран, корова и др.) Таким образом, результаты проведенного исследования представленных 64 объектов исключили принадлежность сожженных останков членам семьи Николая II [1]. Захоронение цесаревича Алексея и Великой княгини Марии было найдено 7 лет спустя, в июле 2007 года.

Также на основе данных спектрального анализа микроэлементов мы можем определить видовую и расовую принадлежность костных остатков. Так при использовании атомно-адсорбционного метода в 2007 году была опубликована статья: «ДИАГНОСТИКА ПРИРОДНЫХ УСЛОВИЙ ПРОЖИВАНИЯ НА ОСНОВАНИИ РЕЗУЛЬТАТОВ СОДЕРЖАНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ В КОСТНОЙ ТКАНИ ЧЕЛОВЕКА» в научно-практическом журнале «Проблемы экспертизы в медицине» В этой статье авторы установили связь между природно-климатическими зонами проживания и количественным содержанием основных микроэлементов в костной ткани человека. Тот факт, что природно-климатические зоны определяют протекание биогеохимических процессов, от которых зависит рост, и развитие всего живого обитающего в зоне лег в основу исследования костного материала из разных природно-климатических зон. Исследователи сравнили заведомо известные биоматериалы при этом выявляя значимые количественные и качественные отличия их элементарного состава. Для анализа использовали фрагменты верхней трети диафиза большеберцовой кости практически без губчатого вещества. В пробах с помощью атомно-адсорбционного анализа количественный состав следующих химических элементов: Ca, Zn, Cu, Mn, Fe, Pb, Sr.

Исследование проводилось на спектрометре «Hitachi 180-80» с эффектом Зеемана. Процедура анализа включала пробозабор, пробоподготовку, проведение самого анализа. При анализе учитывались посмертные изменения минерального состава кости -разрушения и обезвоживание а так же обмен микроэлементов между костной тканью и средой захоронения. Исследование Ca, Zn, Cu, Mn, Fe, Pb, Sr в костной ткани человека в зависимости от природно-климатических зон позволило получить следующее результаты: Концентрация Sr увеличивается от влажного климата к сухому; бореальные и смешенные леса – 10-40ppm, лесостепные ландшафты – 50-70 ppm, степная зона более 100ppm.На основании этого можно сказать, что при показателях 100-150ppm – индивид провел большее время в степных и полупустынных зонах. Концентрация Zn так же увеличивается от тундровых зон к степным. Закономерность распределения микроэлемента так же сходна со стронцием. Концентрация Cu показывает сходную закономерность повышения микроэлемента, но, однако, в связи с тем, что человек часто контактирует с Cu, то высокое содержание данного вещества может говорить о том что объект происходит с территорий богатых медью или о техногенных загрязнениях медью окружающей среды или об особенности питания индивида. Концентрация Mn высока в гумидных ландшафтах и низка в ариадных. Но так как, это относительно неточный показатель из-за «очагового эффекта» не стоить рассматривать данный микроэлемент как показатель. Концентрация Pb также подчиняется общей закономерности – повышение в южных зонах. Концентрация Сa и Fe на уровне средних значений колебалась весь период исследования и их значения не позволило выявить каких-либо закономерностей. Наиболее информативными, для реконструкции типа природно-климатических зон из числа микроэлементов являются Zn и Sr.

Алгоритм диагностики природно-климатических зон проживания включает в себя:

1) Получение пробы костной ткани, проба грунта

2) Подготовка двух образцов для проведения анализа

3) Проведение анализа

4) Применение знаний

5) Применение правил для диагностики природно-климатических зон.
Если концентрации всех элементов отнесены к разряду «высокий», то природно-климатическая зона происхождения будет степной и полупустынный ландшафт. Если концентрации всех элементов отнесены к разряду «высокие», а цинка — «умеренные или низкие» — степной или полупустынный ландшафт. Если концентрации меди и (или) свинца, вне зависимости от других элементов, относятся к разряду «высокий», то индивид мог находиться в районе природного или техногенного повышения средовых концентраций этих элементов. Если концентрации всех элементов относятся к разряду «низкий», это свидетельствует либо о длительном проживании в материковых условиях арктической зоны, ибо о хронических недоедании на протяжении длительного времени (более 1 года). Если концентрации всех элементов относятся к разряду «низкий» или «умеренный», а концентрация марганца — к разряду «высокий», это характеризует проживание индивида в условиях влажного леса, болотистой низменности и пр.

Для более детальной оценки природно-климатических зон происхождения объекта требуется использование представительной выборки биологического материала представляющие конкретные зоны и исследование его по единой методике.