Skip main navigation

Диагенез (разложение) костей

Что происходит с костью при ее разложении и какие факторы на это влияют? Почему разные кости в скелете разлагаются с разной скоростью?
Судебные антропологи МККК исследуют могилу. Двое антропологов стоят в могиле и двое ассистируют
© Durham University

Строение и химические свойства костей

diagram showing the anatomical structure of bone using the femur as an example and providing the names of all of the different structures

Кость — это композитный материал, состоящий из минерального компонента (гидроксиапатита) и органического компонента (в основном коллагена). В сухом виде приблизительно 20% костной ткани приходится на органический компонент. В структуре костной ткани минеральный и органический компоненты тесно взаимосвязаны, и каждый из них наделяет ее важными свойствами, такими как прочность и эластичность. Повреждение одного компонента ослабляет и другой. Это особенно важно для изучения деградации костной ткани.

К структурными элементами кости так же относятся минеральные пластинчатые кристаллы карбоната. Этот материал часто относят к гидроксиапатиту (химическая формула Ca10(PO4)6(OH)2), однако структура этого минерала сложнее, чем показывает формула: соотношение кальция и фосфора в нем непостоянно, а в состав входят и другие ионы, в том числе кремния и цинка. Важно отметить следующее:

  • кристаллы в составе костной ткани имеют крошечный размер, около 10—50 нанометров;
  • костная ткань построена из апатита, который носит название биоапатит. Он может обмениваться химическими элементами с окружающей средой.

В живом организме костная ткань — благодаря описанной структуре апатита — может включать в свой состав химические элементы и обмениваться ими с теми элементами, которые обычно присутствуют в организме. При жизни человека это важно, так как скелет играет роль депо необходимых минеральных веществ. После смерти эти свойства сохраняются, и кость не теряет реакционноспособность — таким образом, она непрерывно меняется даже после смерти.

Существует распространенное заблуждение, будто скелет легко растворяется в земле; мы удивлены тому, насколько распространено это мнение. В некоторых условиях скелет может сохраняться после захоронения многие тысячи лет. Однако, как мы уже знаем, кость очень реакционноспособна. Изменения, происходящие с костной тканью во время жизни, называются биогенез, а изменения после смерти — диагенез. В этом разделе основное внимание будет уделено диагенезу, так как он может значительно повлиять на методы судебной археологии и антропологии.

Диагенез

Когда тело находится в земле, на диагенез влияет множество различных факторов. Они воздействуют на тело одновременно и иногда оказывают влияние друг на друга. Локальная среда захоронения (включающая в себя местные особенности геологии, климата и движения грунтовых вод) оказывает огромное влияние на степень и скорость изменений при диагенезе. Реакция окружающей почвы (ее кислотность или щелочность) — это, вероятно, наиболее важный фактор, определяющих степень таких изменений: в щелочных почвах кость сохраняется хорошо, а в кислых — разрушается быстрее.

На следующих изображениях показаны раннесредневековые скелеты (давностью приблизительно 1000—1300 лет), найденные в Соединенном Королевстве. Скелеты имеют схожую давность, однако различия в сохранности огромны. Действительно: на верхней фотографии с раскопок в некрополе Саттон-Ху (авторское право — Alan Hawkes) видно, что скелет отсутствует, а тело представлено лишь участком песка, окрашенным органическими веществами. Это крайне ограничивает объем антропологической информации, которую можно получить. Напротив, скелет, показанный на нижнем изображении из Линдисфарна (авторское право — Davit Petts), прекрасно сохранился, и о нем можно получить множество информации.

A 'sand body' from Sutton Hoo. The body is represented by an organic stain only

Well preserved skeleton in the ground. This is from the site of Lindisfarne

Биологические изменения

Одними из первых происходят изменения биологической структуры костной ткани. Эти биологические изменения могут быть вызваны множеством факторов, а на целостность строения костной ткани может существенно повлиять жизнедеятельность бактерий и грибов.

Химические изменения

Кость — это прекрасная ионная губка: она очень реакционноспособна, а входящие в ее состав химические элементы могут замещаться. Когда кость находится в земле, ее химический состав начинает сближаться с составом окружающей почвы. Кроме того, контаминации кости могут способствовать находящиеся в земле предметы, в частности изделия из металла.

Следует отметить, что процессы диагенеза воздействуют на разные кости скелета по-разному. Скелет состоит из костной ткани различных типов.

  • Компактное (корковое) вещество кости

Более плотная компактная костная ткань (более высокая ее доля приходится на трубчатые кости и кости черепа) образует наружную оболочку всех костей. Это наиболее плотная форма костной ткани. На нее в меньшей степени влияют некоторые факторы диагенеза, так как она сильнее минерализована и менее пориста.

  • Губчатое (трабекулярное) вещество кости

Напротив, кости, в которых более высокая доля приходится на губчатое, или трабекулярное, вещество (например, позвонки, кости таза, ребра), более подвержены диагенезу, так как они более пористы (см. изображение ниже).

Cancellous or spongy bone

© Durham University
This article is from the free online

Forensic Archaeology and Anthropology (Russian)

Created by
FutureLearn - Learning For Life

Our purpose is to transform access to education.

We offer a diverse selection of courses from leading universities and cultural institutions from around the world. These are delivered one step at a time, and are accessible on mobile, tablet and desktop, so you can fit learning around your life.

We believe learning should be an enjoyable, social experience, so our courses offer the opportunity to discuss what you’re learning with others as you go, helping you make fresh discoveries and form new ideas.
You can unlock new opportunities with unlimited access to hundreds of online short courses for a year by subscribing to our Unlimited package. Build your knowledge with top universities and organisations.

Learn more about how FutureLearn is transforming access to education