рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

В различных экологических нишах Земли

В различных экологических нишах Земли - раздел Экология, Курс лекций по социальной экологии Закономерности Пространственной Изменчивости Строения Тела И Некот...

Закономерности пространственной изменчивости строения тела и некоторых физиологических показателей человека

Сопряженность таких фундаментальных антропологических характеристик, как строение тела и обмен веществ, с особенностями географической среды в настоящее время не вызывает сомнений (Roberts, 1952, 1953; Schwidetzky, 1962; Харрисон и др., 1963; Алексеева, 1977). Еще Диодор Сицилийский связывал рослость и тучность индийцев с изобилием плодов. Древнегреческий историк Геродот (484-425 гг. до н.э.) связы­вал процесс формирования у людей черт характера и установле­ние того или иного политического строя с действием природных факторов (климата, особенностей ландшафта и др.). Древнегреческий врач Гиппократ (460-377 гг. до н.э.) учил, что лечить больного необходимо, принимая во внимание индивиду­альные особенности организма человека и его взаимоотношения с окружающей средой. Он считал, что факторы внешней среды (климат, состояние воды и почвы, образ жизни людей, законы страны и т.д.) оказывают определяющее влияние на формирова­ние телесных (конституция) и душевных (темперамент) свойств человека. Климат, по мнению Гиппократа, во многом определяет также и особенности национального характера. Английский философ и естествоиспытатель Роджер Бэкон (1214-1294) вслед за античными философами утверждал, что чело­век в не меньшей степени, чем все остальные организмы, подвер­жен влиянию климата - его изменения способны приводить к из­менениям в телесной организации и характерах людей.

Климатические правила Аллена и Бергмана*, сформу­лированные на заре экологической науки относительно распределения размеров тела животных в зависимости от температурного режима среды обитания, получили подтверждение в географической изменчивости ряда жизненно важных признаков и у человека. Установлена зависимость длины, массы и пропорций тела, а также основного обмена от температурного фактора; строения грудной клетки и уровня гемоглобина – от фактора высокогорья; минерального состава скелета – от геохимического фактора и т.п. Аналогичная закономерность характерна и для таких признаков, как пигментация и форма волос ширина носа, толщина губ и др. (Алексеев, 1974). В то же время остается неясным, какой из факторов географической среды является ведущим в экологической дифференциации человека. Одно можно сказать определенно: для человека, как и для других живых организмов, характерно такое явление, как экологическая, или зональная, морфофункциональная изменчивость, имеющая приспособительное (адаптивное) значение, для успешного выживания в местообитаниях с различными (подчас экстремальными) экологическими условиями.

Рассмотрим примеры морфофункциональных (или морфофизиологических) адаптаций человека к жизни в различных географических зонах Земли: тропической, умеренной, высокогорной, аридной и северных широтах.

Адаптации человека в тропических широтах

Большая часть ойкумены (территории Земли, заселенной человеком) располагается в тропических широтах. Разнообразие ландшафтов и экологических условий определяет широкую вариабельность морфофункциональных особенностей населения тропиков.

Для жителей тропиков характерно преобладание в рационе питания растительной пищи и недостаток белков животного происхождения, доступных лишь для небольшого количества скотоводческих народов (масаи, бари и некоторых других). В рационе питания почти всех тропических групп обнаружено низкое содержание кальция, при высоком уровне – железа, витаминов А, В1, С. Таким образом, недостаток питательных веществ в диете коренного населения тропиков в некоторой мере компенсируются избытком витаминов, микро- и макроэлементов, принимающих активное участие в процессах обмена веществ.

Недостаточно полноценное питание, а в некоторых случаях – избыток углеводов являются причиной некоторых болезней жителей тропического пояса. К ним отвесят: спру, характеризующаяся угнетением функции пищеварительных желез; бери-бери, вызываемая недостатком витамина В1 в областях, где в пищу употребляется очищенный рис, и приводящая к тяжелым расстройствам сердечно-сосудистой системы, нарушениям белкового, водно-солевого и жирового обмена; тяжелые кишечные расстройства. О дефиците белков в питании свидетельствует очень распрост­раненная в тропическом поясе болезнь — квашиоркор* (рис. 3.1). Чаще всего она поражает младенцев, только что отнятых от груди и испытывающих дефицит важнейших аминокислот, содержащихся в молоке, но иногда наблюдается во всех возрастных группах детей и взрослых.

А Б

Рис. 3.1. Внешний вид ребенка, больного квашиоркором: А – живот раздут, Б – кожа ног депигментирована

Недостаток белков и кальция и низкое содержание жиров в рационе аборигенов тропического пояса влияют на слабое развитие их скелета, а также уменьшение длины и массы тела. Действительно, ни для одной географической зоны земного шара не характерно такое значительное количество низкорослых групп, как для тропиков (рис. 3.2). Некоторые авторы (Nickolsa, Nimalasurija, 1939; Schraer, Newman, 1958) высказываются в пользу наследственной адаптации к недостатку кальция и фосфора, выражающейся в замедлении роста и развития и в уменьшении размеров тела взрослого человека.

А     Б

Рис. 3.2. Самые высокие (А – масаи) и самые низкорослые (Б – пигмеи мбути) жители планеты

Дж. Вайнер в одной из глав "Биологии человека" (Harrison, Werner, Tanner, Barnicot, 1964) ссылается на ряд исследований, посвященных анализу зависимости физических особенностей от уровня питания. Из них наибольшего внимания заслуживают наблюдения де Кастро на северо-востоке Бразилии, показавшего, что у населения побережья и внутренних засушливых районов длина тела больше, чем у групп, живущих в тропических лесах. На побережье в рационе питания много рыбы, а у скотоводов внутренних областей – мяса и молока, в то время как во влажных тропиках основой питания служит мука из маниока.

Такие примеры убедительно показывают, какое важное значение в морфологической дифференциации человечества имеет фактор питания. И в то же время в этом вопросе далеко не все так ясно. Наблюдения пропорций тела у негроидов и японцев (Harrison, Weiner, Tanner, Barnicot, 1964) показали, что и те и другие, находясь на диете белых американцев, растут быстрее, чем их сородичи в Африке и Японии, но сохраняют пропорции, типичные для негроидной и монголоидной рас.

Таким образом, отрицать влияние питания на размеры тела нет основания, но, оценивая его как один из факторов морфологической дифференциации у населения тропических широт, не следует придавать ему решающего значения.

Обратимся еще к одному источнику влияний на морфологические признаки. Это комплекс климатических условий, в которых обитают популяции. Антропологические исследования позволили установить у жителей тропического пояса положительную связь ширины носа с повышением температуры и влажности среды. Такие показатели, как темный цвет кожи, курчавые волосы и сильное развитие слизистых оболочек носа и губ, также рассматривались под углом зрения приспособления человеческого организма к высоким температурам, инсоляции и влажности тропических широт (Чебоксаров, 1951).

Форма и размеры тела (соотношение массы и поверхности, длины конечностей и длины корпуса) неоднократно служили предметом исследования в связи с терморегуляцией (Schreider, 1950, 1952, 1954, 1964; Roberts, 1953). Выяснилось, что особенности телосложения людей подчиняются климатическим правилам Бергманна и Аллена. Согласно одному из них (Bergmann, 1847), размеры тела в пределах одного политипического теплокровного вида обычно увеличиваются с понижением температуры окружающей среды; согласно другому (Alien, 1960), у теплокровных животных, относящихся к одному виду, имеется тенденция к увеличению выступающих частей тела в жарком климате. В условиях тропиков выявлено уменьшение массы тела и увеличение длины конечностей по сравнению с жителями более высоких широт. В условиях влажных тропиков при затрудненной теплоотдаче с энергетической точки зрения преимущество получают меньшие по размеру индивиды. В то же время, по мнению некоторых ученых в жарком климате морфологическая изменчивость связана в первую очередь с изменчивостью увлажнения, а не температуры, поэтому климатические правила в их оригинальном виде не описывают точно направления адаптивного процесса (Крупник, 1973).

Заслуживают глубокого внимания экспериментальные исследования формы головы в тропическом климате (Волков-Дубровин; Рогинский, 1960), которые показали, что гипсистеноцефалия, т. е. узкий, вытянутый в переднем направлении и высокий череп, может рассматриваться как приспособление к повышенной инсоляции: узкая, высокая и длинная голова, типичная для негроидов, нагревается медленнее, чем широкая, низкая и короткая.

В окислительно-востановительных терморегуляционных процессах у жителей тропиков так же прослеживается ряд адаптивных черт. Для аборигенов тропических широт характерно понижение основного обмена. В условиях тропического климата это связывают с разными причинами: высокой температурой окружающей среды, повышенной ультрафиолетовой радиацией, тормозящей окислительные процессы, низкой калорийностью диеты, слабым развитием мускулатуры, понижающим уровень энергических процессов организма.

При изучении адаптации коренных жителей Африки к влажному и жаркому климату, обнаружено, что негроиды имеют пониженную температуру тела по сравнению с европеоидами, количество выделенного пота у них выше, чем у европеоидов, а темпы замедления потоотделения ниже (Ojikutu, 1970). Эти физиологические особенности подтверждаются расчетами среднего количества потовых желез у европейцев и негров на 1 кв. см поверхности тела: у европейцев -137,67, у негров -148,22 (Harrison et al., 1964).

При изучении пространственной изменчивости белков сыворотки крови отмечалось повышение уровня гамма-глобулина в тропиках. Причины этого явления еще недостаточно ясны. По мнению некоторых авторов, увеличение уровня иммунных белков вызвано патогенными микроорганизмами, в том числе и малярийными возбудителями.

По мнению Г. Келгца и Г. Комстока (Keltz, Comstock, 1959), высокие уровни гамма-глобулинов, типичные для негроидов, не являются результатом действия какой­-­либо инфекции или инвазии, а представляют собой характерную особенность коренного населения тропических стран, сохраняющуюся и в более благоприятных условиях среды обитания. Д. Идозьен (Edozien, 1961) обнаружил, что различия между африканцами и европейцами в уровнях белков сыворотки крови существуют с рождения. Этот же автор предположил, что индивиды с более высокими значениями гамма-глобулиновой фракции и, следовательно, способные к обеспечению более высоких уровней антител имеют преимущества в районах эпидемических заболеваний. Проявление этой особенности на популяционном уровне создает большую резистентность популяций по отношению к болезням, распространенным в окружающей их среде.

Для жителей тропиков с их диетой, содержащей малое количество белков и жиров животного происхождения и, напротив большим количеством углеводов характерно пониженное содержание холестерина в сыворотке крови. В тоже время существуют данные о том, что наряду с экзогенными факторами (диета) на уровень холестерина в сыворотке крови влияют и эндогенные факторы.

Так, диета масаев (Но Kang et al., 1971) – кочующей народности Восточной Африки, питающихся в основном молоком, мясом и кровью зебу* – чрезвычайно богата жирами. Их дневной рацион составляет 3000 ккал, причем 66% калорийности определяется содержанием жира (ср.: с 45% в рационе белых американцев). При этом содержание холестерина в крови у масаев приближается к мировому минимуму. В популяции масаев клинически не зафиксировано ни одного случая атеросклероза. Атеросклеротический индекс у них наиболее низкий по сравнению с населением Индии, Японии, Ямайки, Бостона и Лос-Анджелеса. Толщина стенок коронарной артерии у масаев значительно меньше. Метаболизм у этой группы в сравнении с таковым у европеоидного населения изучали путем введения радиоактивного холестерина в дневной рацион. Отмечено подавление синтеза эндогенного холестерина. В среднем масаи синтезируют 650 мг холестерина в сутки, т.е. показывают 50%-ное сокращение эндогенного холестеринового синтеза в сравнении с контролем (1370 мг). Масаи, прожившие в США не менее 10 лет, сохраняют сходство с соотечественниками, что также подтверждает наследственную природу низкого уровня холестерина.

Таким образом, морфофункциональный тропический комплекс возник в результате длительного, наследственно закрепленного приспособления людей к высоким температурам и влажности окружающей среды, к условиям белковой недостаточности и избытку углеводов в диете, к некоторым эндемическим заболеваниям.

Биология населения аридных зон

Специфика воздействия климатических условий пустыни на организм человека: сочетание таких климатических факторов, как высокая температура, ультрафиолетовое и тепловое излучение, крайняя сухость воздуха, ветер и пыль, оказывающих нередко пагубное воздействие на организм пришлых, неакклиматизированных людей. В то же время пустыни обитаемы с доисторических времен, и коренное население, особенно кочевники-скотоводы, приспособилось к жизни в такой экстремальной ситуации, концентрируясь у источников воды.

Фундаментальные исследования акклиматизации в пустыне Колорадо показали, что на солнце термическая нагрузка для обнаженного человека в 3,4 раза больше, а для одетого — в 2,4 раза больше, чем в тропиках. Тепловая энергия, образовавшаяся в организме в результате обмена веществ, может быть непосредственно передана излучением при помощи конвекции окружающему воздуху лишь в том случае, если его температура не превышает +33°С (такова температура поверхности кожи). Если теплоотдачи не происходит, то тепло остается в организме, повышая температуру тела. При этом возможен только один путь отдачи тепла – путем потоотделения и затем испарения содержащейся в нем воды.

Перегрев и обезвоживание - основные причины стрессовых ситуаций в организме при акклиматизации в условиях пустыни, акклиматизация к жаре здесь выражается в сохранении более низкой температуры тела, более замедленного пульса и более низкого потоотделения. Известно, что при температуре воздуха 15,5°С организм теряет 0,94 л пота из общего количества потерянной жидкости (1,4 л/сут), тогда как при 32°С из 2,99 л на долю пота приходится 2,4 л (Winslow et al., 1937). Таким образом, в условиях повышенной температуры удаление тепла из организма происходит главным образом в результате потоотделения, в то время как в условиях умеренного температурного режима терморегуляция осуществляется еще и путем мочеиспускания, конвекции, теплопроводности и др. (Ротштейн, Таубин, 1952; Гец, 1963). Что касается приспособления к обезвоживанию, то его установить не удалось. Привыкания к недостатку воды не происходит. Дегидратация повышает вязкость крови, снижает скорость кровотока, приводит к уменьшению ударного объема сердца, нарушению электролитного равновесия и другим жизненно важным сдвигам в обмене веществ (обширная литература на этот счет приведена в монографии ВТ. Воловича "Человек в экстремальных условиях природной среды", 1983), Хотя по некоторым данным водопотребление возрастает тем больше, чем менее адаптирован человек к жаркому климату. А.Ю. Юнусов (1975) изучал водопотребление у различных групп людей: уроженцев Крайнего Севера, средней полосы и Средней Азии. Оказалось, что наибольшее среднесуточное потребление воды в пустыне было отмечено для жителей Крайнего Севера, наименьшее - для уроженцев Средней Азии. Опыты Юнусова говорят о существовании генетически закрепленных механизмов адаптации к условиям дегидратации.

Рассмотрим данные, которые характеризуют морфофизиологические особенности населения пустынь. Так как большинство аридных популяций являются коренными жителями тропиков, естественно, что те приспособительные особенности, которые характерны в целом для тропических аборигенов, обнаруживаются и у них. Напомним, что для тропических жителей характерны: понижение основного обмена, уровня холестерина и альбуминов сыворотки крови, большая устойчивость реакций, связанных с теплообменом, понижение абсолютной величины мускульной массы тела (что также способствует снижению энергетических процессов) и удлиненная форма тела с неболь­шим весом или уменьшение всех размеров тела и массы, приводящие к увеличению удельной поверхности тела и, следовательно, к более интенсивной теплоотдаче путем испарения. При затрудненной теплоотдаче в условиях пустыни можно предполагать еще большую выраженность этих черт, не исключены и какие-то специфические реакции.

Рис. 3.3. Бушмены Койсан – древнейший народ на планете

И.И. Крупник (1973), анализируя особенности климатической адаптации в Африке, показал, что в условиях затрудненной теплоотдачи, в сухой и жаркой пустыне, где среднегодовые значения испаряемости превышают 300 мм, и во влажном экваториальном лесу существует определенная морфологическая адаптация, приводящая к увеличению относительной поверхности тела. Один и тот же результат достигается разной комбинацией признаков строения тела. В пустыне и саванне это сочетание высокого роста и малой массы при крайней сухощавости (например, у теда и масаи – рис. 3.2), в экваториальном лесу – уменьшение всех размеров тела и массы (пигмеи – рис. 3.2). У бушменов пустыни Калахари увеличение удельной поверхности тела достигается сочетанием крайне малых размеров и массы тела (рис. 3.3). Таким образом, на примере аборигенных африканских популяций мы видим усиление адаптивных черт в строении тела, связанных с увеличением поверхности теплоотдачи в условиях пустыни.

К числу специфических физиологических особенностей аборигенов пустыни следует отнести понижение кровяного давления (Casley-Smith, 1959; Barnes, 1965), повышение уровня гемоглобина и гематокрита (Davis, Pitny, 1957; Воловин, 1983).

Такого же рода физиологические изменения наблюдаются у пришлого населения в условиях пустыни – в результате теплового воздействия расширяется просвет периферических сосудов, что приводит к снижению кровяного давления, а в результате обезвоживания примерно на 30% повышается вязкость крови и на 15% увеличивается содержание гемоглобина (Бабаева и др., 1979; Волович, 1983). Все это создает дополнительную нагрузку на сердце, которое вынуждено сокращаться чаще для поддержания нормального артериального давления и минутного объема крови (Ротштейн, Таубин, 1952; Авазбакиева, 1958).

Представление о специфике процессов терморегуляции у коренного населения пустыни дают исследования бушменов Калахари и австралийских аборигенов в условиях переохлаждения. И те и другие практически не знают одежды и в то же время спокойно переносят сравнительно низкие температуры ночей в пустыне. В серии опытов с охлаждением, проведенных в 40-х годах над австралийскими аборигенами и лицами европейского происхождения при температуре воздуха 10-15°С, были выявлены различия, которые позволяют предполагать большую устойчивость процессов терморегуляции у аборигенов по сравнению с европеоидами (Goldby et al., 1938; Hicks, O'Connor, 1938a, 1938b). В тех случаях, когда аборигены и лица европейского происхождения в обнаженном виде спали вблизи костров, у них не наблюдалось каких-либо заметных метаболических отклонений. Если же испытуемые находились вдали от костров, то у них изменялась температура тела. Средняя температура, по которой судят о "силе охлаждения", у тех и других падала до одинакового уровня, в то время как внутренняя температура (в полости рта, например) у аборигенов падала, а в контроле ставилась неизменной. Кроме того, у коренных жителей отмечалось сужение стенок периферических сосудов в большей степени, чем в контроле, и при более слабом действии холода, чем тот, который вызывал подобную реакцию у лиц европеоидного происхождения. В результате этих опытов делается предположение об эффективной регуляции теплообмена у аборигенов с помощью нейрогуморальной регуляции (Goldby et al., 1938).

Биология жителей высокогорья

Один из интереснейших районов обитания человека – высокогорье. Пониженное атмосферное давление, недостаток кислорода, холод, нередко нарушение геохимического баланса, недостаток пригодных для жизни и хозяйства земель, позволяют назвать ус­ловия высокогорья поистине экстремальными. Основной неблагоприятный фактор – гипоксия, т.е. пониженное содержание кислорода в крови.

По мнению многих исследователей, в высокогорных районах снижаются основной обмен и активность окислительно-восстановительных ферментов, функция надпочечников и щитовидной железы, замедляется ритм сердечных сокращений. В то же время усиливается оксигенирация крови за счет повышения уровня гемоглобина и увеличения количества эритроцитов. Эти особенности рассматриваются как приспособительные к более экономному расходованию кислорода (Белекова, 1964а, 19646; Миррахимов и др., 1968; Филатов, Каныгина, 1968; Туркменов, 1968а, 19686; Ахмедов, 1968; Агаджанян, Миррахимов, 1970; Clegg et al., 1970).

В морфофункциональных свойствах жителей высокогорья тоже наблюдаются некоторые адаптивные изменения. Для большинства высокогорных популяций, независимо от их расовой и этнической принадлежности, характерно большее развитие грудной клетки (особенно в продольном направлении) и скелета в целом. Первое обстоятельство связано с усилением легочной вентиляции в условиях высокогорья, последнее – с гипертрофией костного мозга, определяющего повышенный эритропоэз. Крупная грудная клетка горцев, сочетающаяся с более высокой жизненной емкостью легких, также рассматривается как морфофункциональное приспособление к пониженному барометрическому давлению и сопутствующему этому уменьшению парциального давления кислорода.

Несмотря на довольно высокий уровень приспособленности высокогорных популяций к экстремальным условиям обитания их жителей отмечается превышение в несколько раз процента выкидышей и замедления ростовых процессов и сроков полового созревания по сравнению с обитателями равнинных популяций. Видимо, поэтому естественный прирост населения в высокогорье ниже, чем на равнине (Baker, 1971).

У коренных жителей высокогорья обнаружен более высокий периферический ток крови, чем у пришлого европейского населения и жителей равнины. Эта особенность, не являющаяся уникальной для населения высокогорья, рассматривается как наследственно закрепленное приспособление к действию низких температур (Baker, 1971).

У коренных жителей высокогорья развились два физиологических механизма адаптации к холоду: повышение основного обмена и более интенсивный приток крови к конечностям при общем и периферическом охлаждении.

Одной из существенных физиологических характеристик высокогорных популяций оказывается довольно низкий уровень артериального давления. Понижение его характерно не только для высокогорья, но уже и для коренного населения среднегорья (Алексеева и др., 1984). В период раннего онтогенеза в условиях высокогорья низкое парциальное давление кислорода в окружающей среде способствует большему росту числа и размеров капилляров и артериол, что препятствует повышению кровяного давления. И действительно, среди жителей высокогорья очень невелик процент сердечно-сосудистых заболеваний (Миррахимов и др., 1980; Бейкер, 1981).

Природа адаптивных черт жителей высокогорья до конца не установлена. Некоторые ученые считают их наследственно закрепленными, другие - результатом акклиматизации, проявляющиеся уже у первого поколения поселенцев. Как бы то ни было, ясно одно появление адаптивных черт у жителей и поселенцев высокогорий носит необратимых характер, которые сохраняются в течение всей последующей жизни, даже при перемещении на равнину.

Биология жителей Крайнего Севера

Будучи в основном оленеводами и охотниками на морского зверя, жители Арктики и Субарктики имеют высококалорийный рацион питания. Установлено, что в рационе коренного населения Севера свыше 35-40% калорий образуется за счет белков, тогда как для населения умеренного климата количество "белковых" калорий составляет 12-15% (Кремер, 1965; Харрисон и др., 1968). При избытке животных жиров и белков в питании жителей Крайнего Севера выявлена хроническая недостаточность витаминов, костеобразующих минералов и микроэлементов.

В большинстве своем коренное население Крайнего Севера характеризуется высоким естественным приростом. В возрастной структуре коренного населения Крайнего Севера обращают на себя внимание очень высокий процент детей в возрасте до 10 лет и резкое снижение числа лиц старше шестидесяти лет. Средняя продолжительность жиз­ни коренного населения российского Севера 42 – 45 лет, на 16 – 18 лет меньше, чем продолжительность жизни некоренного населения, живущего там же, но в более лучших социальных условиях. Заболеваемость туберкулезом в 5 раз выше, а детская смертность в 2 раза выше, чем в среднем по России.

В арктических группах обращает на себя внимание почти полное отсутствие астенического типа телосложения, значительно увеличение процента лиц с плотным (мускульным) типом, имеющих цилиндрическую грудную клетку, облегчающую процессы газообмена в условиях холода.

Как ни странно мнение о более высоком развитии жироотложения у жителей Крайнего Севера по сравнению с населением умеренного климата не подтверждено современными антропологическими исследованиями. Лишь женщинам коренного населения Арктики свойственно относительно большее жироотложение.

Скелет жителей Арктики характеризуется некоторыми специфическими чертами: большими периметрами костей при небольшой их длине, крупным костно-мозговым каналом (Jorgensen, 1953; Алексеева, Коваленко, 1980). Первая особенность позволяет увеличить прочность скелета (что особенно важно в условиях недостатка в пище костеобразующих минералов и микроэлементов), вторая - становится понятной, если учесть необходимость повышенного кроветворения в условиях арктической кислородной недостаточности,

У арктических аборигенов, чья диета характеризуется очень высоким содержанием белков и жиров и крайне низким содержанием углеводов и витаминов, существуют специфические биологические механизмы утилизации излишков первых и задержку в организме (а следовательно и более полное усваивание) вторых. Так, после обильного употребления мяса у аборигенов Севера отмечена задержка углеводов и воды в организме. При этом отмечается высокая способность окислять жиры и повышение выделение азота с мочой, что рассматривается как ферментная адаптация, дезаминирующая излишки аминокислот (Веселухин, 1977).

Большинство арктических групп характеризуется, как правило, высоким содержанием холестерина, хотя пределы колебания групповых величин этого признака весьма значительны: у канадских эскимосов - от 139 до 176 мг%. В то же время есть ряд указаний на генетическую детерминацию этого признака. Например, практически полное отсутствие атеросклероза в эскимосских популяциях. В европейских группах, как известно, при высоком содержании жиров в диете и холестерина в крови высок процент атеро­склероза. У арктических популяций высокий уровень холестерина в крови, по-видимому, служит для обеспечения энергетических процессов в организме. В сочетании с повышенной способностью окисления жиров, отмеченной ранее, и со сравнительно слабым жироотложением это предположение кажется вполне убедительным.

Далее рассмотрим данные о терморегуляции арктических популяций. Исследования реакции на переохлаждение обнаружили у коренных народов Севера большую стабильность уровня метаболизма в условиях охлаждения, чем у европейцев (Andersen et al., 1960b; Andersen, 1963), проявляющуюся в более сильном наполнении тканей кровью и более высоком уровне циркуляции крови при охлаждении.

Обращает на себя внимание сокращение изменчивости, или диапазона индивидуальных вариаций, большинства признаков в арктических группах по сравнению с жителями умеренного климата и оптимальной геохими­ческой ситуации. Утрата минимальных и максимальных признаков, по-видимому, способствует стабилизации морфофункционального комплекса в экстремальных условиях Арктики.

Биология населения умеренного климатического пояса

Антропологический анализ населения умеренного пояса в связи с адаптацией его к природным условиям жизни затруднен тем обстоятельством, что в большей своей части оно живет в высоко цивилизованных странах. Уровень культуры, уклад жизни, в котором мало отражаются "требования" ес­тественной среды, миграции и другие проявления социальной стороны жизни, усиливают независимость морфофункциональных черт населения этих стран от воздействия естественной среды обитания.

В то же время для групп, живущих в условиях умеренного климата, получена зависимость размеров скелета и уровня его минерализации от содержания макро- и микроэлементов в почвах и воде, а также размеров тела от высоты местности над уровнем моря. Так, в районах с недостатком фосфора и кальция отмечается уменьшение длины тела, увеличение широтных размеров скелета и относительное укорочение черепа (брахикефалия). В районах с более благоприятной геохимической ситуацией больше длина тела, череп относительно удлинен (долихокефалия). У коренного населения возвышенных территорий (Дагестан) умеренного климатического пояса наблюдается укрупнение размеров тела, относительное увеличение длины ног и объема грудной клетки.

Первое, что обращает на себя внимание при характеристике морфофизиологических черт населения умеренного пояса, – это сужение диапазона вариабельности морфологических признаков. Данная особенность еще более усиливается в арктической зоне. Второе, на что следует обратить внимание, – увеличение массы тела и относительное укорочение нижних ко­нечностей. При перемещении с юга на север умеренной климатической зоны прослеживается тенденция укрупнения жителей, увеличение массы тела, грудной клетки и относительно большим размером жировой массы.

Процессы метаболизма в умеренном климате по своей интенсивности занимают промежуточное положение по сравнению с таковыми в тропической и арктической зонах. Так, теплопродукция у населения умеренного пояса выше, чем в тропиках, и ниже, чем в Арктике. Если в тропическом поясе уровень теплопродукции колеблется примерно от 1300 до 1700 ккал, а в Арктике – около 3000 ккал, то в умеренном поясе он варьирует в пределах 1600 – 1850 ккал. Примечательно, что в условиях умеренного климата теплопродукция у населения повышается с увеличением экстремальности среды.

В то же время другие физиологические признаки (уровень холестерина и белков в сыворотке крови, соотношения белковых фракций, уровень минерализации скелета) строгой закономерности в территориальной изменчивости в пределах умеренного пояса не показывают. Для населения умеренного пояса характерна высокая изменчивость уровня холестерина, но в пределах средних и вышесредних величин (Алексеева, 1971).

Приспособительная изменчивость человеческих популяций в пределах России в первую очередь определяется по отношению к фактору "суровости" погоды. С увеличением суровости климатических условий (понижение температуры воздуха) у россиян отмечаются следующие морфофизиологические изменения: укрупняются размеры головы и лица, расширяется грудная клетка, уменьшаются продольные размеры тела, понижается жироотложение, увеличивается уровень холестерина в сыворотке крови и повышается основной обмен.

Таким образом, население умеренного пояса не остается индиф­ферентным по отношению к среде обитания. Его морфофункциональный облик по ряду признаков занимает промежуточное положение между морфофункциональными комплексами тропических аборигенов и жителями Арктики. Более того, население умеренного пояса проявляет морфофункциональную реактивность и по отношению к региональным географическим особенностям, в частности к геохимическому статусу и высотным характеристикам местности.

Природа адаптивности у человека

Человек как вид характеризуется огромной изменчивостью морфологических и физиологических признаков. Движущей силой миграционных процессов, сталкивающих человечество с новыми географическими условиями, всегда были исторические причины; приспособление же к новым экологическим нишам осуществлялось не только с помощью технологических усовершенствований, но и в результате биологических перестроек, касающихся как функциональных, так и структурных систем организма.

Человеческие популяции проявляют определенную реактивную (ответную) изменчивость в соответствии с влиянием окружающей их ес­тественной среды. Эта реакция носит приспособительный характер, что и дает основание для введения понятия адаптивного типа, представляющего собой норму биологической реакции на комплекс условий окружающей среды, обеспечивающей состояние равновесия популяций с этой средой и находящей внешнее выражение в морфофункциональных особенностях популяций.

Адаптивный тип независим от расовой и этнической принадлежности. Проявляясь в пределах вида Homo sapiens, адаптивные типы не представляют собой экологически специализированных форм, они выражаются в виде тенденции к изменению физиологических и морфологических черт в направлении, наиболее благоприятном для существования в определенной среде и не препятствующем возможности существования в других экологических нишах.

Исходным (наиболее древним) адаптивным типом является, безусловно, тропический тип, поскольку именно он поражает огромной дисперсией величин морфофизиологических типов. Эта дисперсия заметно сужается к северу, т.е. в направлении, в котором происходило расселение человечества.

Уместно задать вопрос: какая из зон тропического пояса может рассматриваться как исходная для формирования тропического адаптивного типа? Очевидно та, в которой термический режим (температура, влажность) оптимален, а морфологическое и физиологическое разнообразие достаточно для обеспечения пластичности вида. По-видимому, этим требованиям отвечают континентальные, но не аридные зоны тропического пояса, население которых отличается наибольшей вариабельностью антропологических признаков и которые наиболее густо заселены. Что касается аридной зоны и зоны влажных тропических лесов, то они должны рассматриваться по отношению к континентальным тропическим зонам как экстремальные или, во всяком случае, менее пригодные для жизни. И действительно, именно там обнаруживаются самые низкорослые и самые высокорослые племена, по-видимому, несущие черты некоторой специализации. Расселение человечества по земному шару привело к освоению новых территорий и формированию новых адаптивных типов.

Самые ранние находки предшественников человека связаны со стадией аморфной каменной индустрии – это австралопитеки и сходные с ними формы. Древность австралопитековой стадии составляет 5 млн., лет (Урысон, 1973, 1974, 1976). Геоморфологическая ситуация, в которой обитали австралопитековые и морфологически близкие им формы, была очень сходной, будь то Южная и Восточная Африка или Сивалинские холмы в предгорьях Гималаев в Индии. Это открытое плато, расположенное на высоте от 500 до 3000 м над уровнем моря со скальными выходами, ра­стительность саванного типа, обилие млекопитающих, в том числе и копытных (Bourliere, 1963; Butzer, 1971). Большинство исследователей связывают освоение такой экологической ниши с переходом от комбинированного древесно-наземного передвижения к преимущественно наземному, выходом из тропического леса на открытое пространство и включением в рацион мясной пищи, начавшемся, возможно, еще в тропическом лесу, как об этом свидетельствуют наблюдения над современными шимпанзе (Лавик-Гудол, 1974).

Р. Ньюман (Newman, 1970) попытался обосновать точку зрения, согласно которой выход из тропического леса в открытую саванну сопровождался перестройкой терморегуляции в связи с резким повышением солнечной радиации, сухости воздуха и интенсивности движения воздушных масс, усиливающих потоотделение. По мнению автора этой гипотезы, с этим временем связываются частичная утрата волосяного покрова у наших предков и увеличение числа потовых желез – особенности, облегчающие процесс терморегуляции. Можно думать, что именно в это время возникают черты тропического адаптивного комплекса, который сейчас преобладает у жителей тропического пояса.

В эпоху нижнего палеолита произошло расширение ойкумены и освое­ние новых экологических ниш. Формируются аридный и высокогорный адаптивные типы. Находки палеолитических памятников сделаны в Африке, южных и центральных районах Европы, в Средней, Передней, Южной, Центральной, Восточной и Юго-Восточной Азии, включая Большие Зондские острова (Окладников, 1955). Они охватывают период от 500 тыс. до 150 – 120 тыс. лет до н.э. Находки нижнепалеолитических стоянок на Кавказе (Любнн, 1970) включают в зону обитания человека и высокогорные районы, расположенные на высоте 2000 м и выше.

В эпоху среднего палеолита ойкумена значительно расширилась в северном направлении. Были освоены южные районы Сибири и многие области Западной и Восточной Европы. Среднепалеолитический человек – неандерталец, отличавшийся от своих предшественников не только усложнением техники каменной индустрии, но и усовершенствованием функций мышления. С этим связано обживание пещер, конструирование искусственных жилищ, ритуальное погребение умерших. Именно среднепалеолитический человек столкнулся с резкой сме­ной сезонных температур и снежным покровом. Заселение неандертальским человеком умеренной зоны Евразии создавало предпосылки для формирования черт адаптивного типа умеренной зоны. Воздействие таких черт умеренного климата, как сезонная смена температур и холод, являющихся экстремальными по отношению к климату субтропической и тропической зон, в некоторой мере лимитировалось социальными моментами – изобретением искусственных жилищ (Чернышев, 1960) и, возможно, первой примитивной одежды. По-видимому, с эпохи среднего палеолита процесс биологической адаптации начинает контролироваться системой социальных адаптации.

Эпоха верхнего палеолита характеризуется значительным повышением уровня развития производительных сил. Техническое усложнение орудийной деятельности, изобретение лыж, с помощью которых, согласно X. Ватанабе (Watanabe, 1968), возможно освоение приледниковых областей с глубоким снежным покровом, способствовали дальнейшему расширению ойкумены. Мы не имеем верхнепалеолитических памятников, расположенных непосред­ственно в арктической зоне, тем не менее можно считать установленным факт освоения ее человеком до заселения Америки. Время заселения Америки по последним данным составляет более 30 тыс., лет. По-видимому, оно было осуществлено человеком, уже адаптированным к суровым условиям древней Берингии. Итак, в эпоху верхнего палеолита складывается арктический адаптивный тип, а с ним и вся система адаптивных типов, свойственная современному человеку.

В итоге приходим к выводу о том, что адаптивные типы сложились исторически в разное время, отражая последовательность освоения человеком климатических поясов и разных экологических ниш (рис. 3.4).

Рис. 3.4. Хронология адаптивных типов:

а - тропический; б - аридный; в - континентальный; г - умеренный; д - высокогорный; е - арктический

Биологическая адаптация человеческих популяций к условиям среды постепенно уступала свои позиции в ходе антропогенеза культурным приспособлениям. Переломный момент падает на эпоху среднего палеолита, однако процесс биологической адаптации не затухает с появлением Homo sapiens. Те адаптивные типы, которые характерны для современного человечества, не являются наследием отдаленного прошлого. Их возникновение связано с историей вида Homo sapiens, хотя качественно они, по-видимому, не отличаются от тех, которые могли быть типичны для наших предков на различных стадиях антропогенеза. Если мы находим множество аналогий в адаптивных процессах у человека и животных, то тем более эти аналогии правомерны в отношении наших человекоподобных предков.

Биологическая адаптация человека к разнообразным условиям внешней среды наследственно обусловлено и представляет собой длительный исторический процесс акклиматизации. При чем на ранних стадиях образования стойких приспособительных реакций акклиматизационный эффект был первой реакцией на воздействие естественной среды. Адаптивные черты, обеспечивающие оптимальные возможности обитания в той или иной экологической нише, характерны для самых ранних стадий развития, что подтверждает вывод об их наследственной обусловленности. В то же время при исследовании процессов роста и развития отчетливо видна огромная роль морфозов в процессе приспособления организма к среде. Примером морфоза может служить увеличение объема легких у жителей равнины, приехавших в высокогорье в детском возрасте. Размеры грудной клетки и жизненная емкость легких (ЖЗЛ) во взрослом состоянии у них соответствовали тем, которые характерны для уроженцев высокогорья. В противоположность этому жители равнины, приехавшие в горы взрослыми и акклиматизировавшиеся там, имели значительно более низкие величины ЖЗЛ, чем горцы (Frisancho et aL, 1973).

Также как и у наземных млекопитающих, адаптации человека могут иметь активный и пассивный характер. К активным адаптациям у животных относятся приспособления, характеризующиеся активным избирательным отношением вида к среде: высокая интенсивность роста, развития и размножения, повышение уровня обмена, четкая локализация жизненного цикла. Пассивная адаптация, напротив, осуществляется при замедлении развития и энергетических процессов. С.С. Шварц (1963) показал, что субарктическим популяциям млекопитающих свойственны активные, энергетически менее экономные типы адаптации, а высокогорным видам, обитающим в условиях, близких к субарктическим, – пассивный тип адаптации. Если применить представление о разных типах адаптации к человеку, имея в виду комплекс его биологических особенностей, то для человечества наиболее распространенной формой приспособления к естественной среде будут активные морфофизиологические адаптации. В то же время в некоторых регионах наряду с активными возможны и пассивные адаптации, повышающие резистентность организмов к неблагоприятным условиям среды и спо­собствующие более экономным энергетическим тратам. С этих позиций можно объяснить замедление процессов роста и развития у высокогорных популяций.

Хозяйственно-культурный уклад жизни людей нивелирует проявления адаптивных типов, заменяя биологические реакции на среду социальными. Однако и социальный уклад во многом определяется природными свойствами среды. Так, в условиях повышения холодового стресса и кислотности почв (как правило, это почвы тундровые с вечной мерзлотой) формируется тип хозяйства с высококалорийной диетой, с высоким содержанием белков и жиров в рационе (охотники на морского зверя, охот­ники и рыболовы, оленеводы); напротив, с понижением холодовой экстремальности среды рацион питания претерпевает изменения за счет увеличения удельного веса продуктов с высоким содержанием углеводов. Такой рацион характерен для земледельческих типов хозяйств.

Освоение ойкумены человечеством отнюдь не безболезненный процесс. За адаптацию к условиям тундры, тайги, пустыни, высокогорья и других экологических ниш человечество "заплатило" здоровьем и жизнью многих и многих поколений, пока пришлое население не приспособилось к экстремальным условиям и не выработало генетически устойчивых механизмов адаптации. Таким образом, коренное население различных географических регионов сформировалось в результате тысячелетней биологической и социальной адаптации к окружающей среде, и поэтому их генетический и морфофункциональный статус представляется наиболее адекватным условием существования в определенных экологических нишах.

Изучение экологического разнообразия человечества открывает возможность прогнозировать медико-биологическое состояние пришлого населения на основе закономерностей изменчивости, характерных для коренного населения, и тем самым наметить пути формирования устойчивых работоспособных коллективов в зонах народнохозяйственного освоения новых территорий.

 

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Курс лекций по социальной экологии

Высшего профессионального образования.. мичуринский государственный педагогический институт.. а ю околелов..

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: В различных экологических нишах Земли

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Околелов А.Ю
О – 51Курслекций по социальной экологии и природопользованию:Учебное пособие по экологии для студентов биологических специальностей педвузов и учителей биологии и экологии/ А.Ю. Ок

Пояснительная записка
Учебное пособие «Курс лекций по социальной экологии и природопользованию», разработано с целью обеспечения теоретическими знаниями студентов 5 курса факультета биологии Мичуринского государственног

Становление предмета социальной экологии
Предмет, цель и задачи социальной экологии Социальная экология – биосоциальная наука, которая изучает взаимодействия между сообществом людей и

Как биосоциального существа
Вместо эпиграфа. Шуточная инсталляция «Разговор трех видов людей». Слева направо: неандерталец, человек прямоходящий, человек разу

Этапы взаимоотношения общества и природы
Периодизация отношений человеческого общества и природы Первые попытки научного описания и обоснования процесса развития взаимоотношений между природой и человеком

Масштабы, аспекты, причины и пути решения
«...Любое органическое существо естественно размножается в столь бы­строй прогрессии, что, не подвергайся оно истреблению, потомство од­ной пары очень скоро заполонило бы весь земной шар»

Демографический потенциал
Даже если СКР развивающихся стран упадет до уровня простого воспроизведе­ния (что крайне маловероятно), числен­ность их населения еще некоторое время будет продолжать расти, прежде чем ста­билизиру

Рождаемость, смертность и уравнение роста населения
Сравнивая темпы при­роста население в разных странах, на­селение обычно деляг на группы по 1000 человек и рассчитывают среднее число рождений и смертей на 1000 человек в год. Эти показатели называю

Причины демографического взрыва
У всех видов есть репродук­тивный потенциал, который приведет к популяционному взрыву, если высокий процент потомства доживет до половой зрелости и размножится. Рост природных популяций сдерживаетс

Влияние продолжительности жизни, пострепрдуктивной смертности, войн и несчастных случаев на демографию
В отличие от младенческой и детской смертности смертность людей в пострепродуктивном возрасте и продолжительность жизни не оказывают существенного влияния на демографический взрыв. Все дело в том,

Демографический переход
Анализируя рождаемость и смертность в высокоразвитых странах за последние 200 лет, можно заметить четкий переход от «примитивной» стабильности (высокая рождаемость и высокая смертность) к «современ

Причины различий между коэффициентами рождаемости развитых и развивающихся стран
Суммарный коэффициент рождаемости, т.е. число детей у супружеской пары, за­висит главным образом от двух факторов: 1) числа детей, которое она желает иметь (допускаем, что это число меньше

Увеличение производства продуктов питания: успехи и трудности
Первая и основная предпосылка улуч­шения условий жизни людей – обеспечение каждому полноценного питания. Без это­го все остальные факторы теряют зна­чение. Около 200 лет назад (1798 г.), когда люде

Продовольственная помощь
После второй мировой войны много­численные гуманитарные усилия направ­лялись на повсеместное предотвращение голода. Советский Союз и США стали мировыми лидерами бесплатного распределения излишков п

Экономическое развитие
Давно признано, что содействие экономическому развитию отсталых стран выгодно всем. Во-первых, улучшение жиз­ни бедноты гуманная цель, ценная сама по себе и приносящая моральное удовлет­ворение. Во

Децентрализованные проекты
В начале 1960-х гг. проблемы, прису­щие крупным централизованным проек­там, стали очевидны. Было признано, что, действительно, облегчить жизнь Третьего мира можно лишь с помощью проектов такого мас

Снижение рождаемости
Независимо от того, как идет эконо­мическое развитие, все его успехи, оче­видно, будут сведены на нет ростом чис­ленности народонаселения, поскольку до­ход приходится делить между все боль­шим числ

Дополнительные экономические стимулы
Приведенные выше результаты иссле­дований и опыт Таиланда показывают, что рождаемость в большинстве слабо­развитых стран можно значительно сни­зить (с нынешнею среднего уровня 4,8 до 3 детей на сем

Концепции устойчивого развития биосферы
«Богатство человека определяется количеством вещей, от которых он способен отказаться». Генрих Торо (философ-либерал XIX в.) Социально-экологическое прогнозиров

Экологические перспективы человечества
Ноосферные идеи Э. Леруа и Т. де Шардена Учение о ноосфере имеет трех основателей – видного французского математика Эдуарда Леруа, французского геолога и антрополог

Человек в городской среде
Динамика отношения общественного сознания к урбосреде. Стремительный рост городов и городского населения – характерная особенность ХХ столетия. Известно, что к нача

Экология и здоровье человека
«Каждый из нас – порождение своей природы и своей среды». С. Моэи Экологическая обстановка и здоровье в России Экологическое состояние обши

В общеобразовательных и высших учебных заведениях
История развития экологического образования Важнейшим условием выхода человечества из экологического кризиса является изменение ценностных ориентиров людей по отнош

И природопользованию
  Редактор – Е.Н. Подвочатная Компьютерный набор и верстка – А.Ю. Околелов Рисунки и карты – А.Ю. Околелов Оформление обложки – А.Ю. Околелов  

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги