Адаптация человека в различных экологических зонах

 

анализ закономерностей территориальной изменчивости биологических признаков в популяциях коренного населения разных географических регионов планеты выявил ряд важных особенностей, присущих современному человечеству.

Человек как биологический вид характеризуется огромной вариабельностью черт строения тела, физиологических и генетических признаков. Движущей силой миграционных процессов, сталкивающих человечество с новыми условиями, всегда были исторические причины, приспособление же к новым экологическим нишам осуществлялось не только с помощью культурных усовершенствований, но и в результате биологических перестроек, касающихся как функциональных, так и структурных систем организма.

Под влиянием естественной среды человеческие популяции приобретают свойства, делающие их более приспособленными к тем или иным географическим условиям жизни. Строение тела и физиологические признаки, характерные для коренных жителей любой экологической ниши, можно рассматривать как реакцию, играющую приспособительную роль, в связи с воздействием комплекса окружающих условий.

Для жителей разных экологических зон Земли оказывается характерным определенное сочетанием биологических свойств. В одних и тех же географических условиях разные по происхождению народы имеют одно и то же направление приспособительных реакций и наоборот, в различных условиях обитания близкие в генетическом отношении группы характеризуются различными адаптивными чертами.

Адаптивный тип - это норма реакции, возникающая в сходных условиях среды обитания, в популяциях, которые могут быть не связаны между собой генетически. Согласно этой гипотезе, достаточно четко выделяются несколько устойчивых комплексов биологических признаков.
1. Арктический адаптивный тип. Характерный климатический комплекс высоких широт — суровость климата, низкие температуры, сильные ветры, своеобразный радиационный режим, высокая активность геофизических процессов (частые непериодические геомагнитные возмущения) и др. Коренное население Крайнего Севера в основном представлено оленеводами, звероводами, охотниками, принадлежащими к монголоидной расе. Типична диета с повышенным содержанием белков и жиров и пониженным — витаминов.

Поэтому арктическим аборигенам присущи такие особенности, как высокая плотность сложения (телосложение массивное, мезоморфия, особенно в верхней части туловища, туловище удлиненное, а ноги относительно короткие), крупная цилиндрическая грудная клетка, объемная костномозговая полость длинных костей, при относительно небольшой толщине компакты. Повышена частота мускульного типа телосложения и увеличение толщины жировых складок, при крайней редкости астенических форм. Специфика биологического статуса выражена в этом случае у женщин не в меньшей, а даже в большей степени, чем у мужчин.

Характерен повышенный уровень жирового и белкового обмена, холестерина крови, гамма-глобулинов и т.п. Все это создает высокую теплопродукцию и низкую поверхность теплоотдачи, что может рассматриваться как приспособление к ведущему фактору среды - холодовому стрессу. Для ряда признаков получены весьма высокие и достоверные коэффициенты корреляции с холодовым индексом Бодмана (до 0,6-0,8 для таких признаков, как теплопродукция и тотальные размеры тела).

Для арктических популяций характерно ускорение процессов роста, развития и старения, но и жизненный цикл человека несколько укорочен.

2. Континентальный адаптивный тип. Для жителей континентальной зоны характерны укороченные пропорции тела, уплощенная грудная клетка, в среднем повышенное жироотложение и явное увеличение массы тела, более распространены грудной и брюшной конституциональные типы. Из физиологических признаков заметно понижение содержания минеральных веществ в скелете.
Близкие черты присущи и жителям таежной зоны, но они отличаются, прежде всего, миниатюрностью и мезоморфностью сложения. Вариабельность антропологических признаков несколько выше, чем у представителей предыдущего адаптивного типа.

3. Тропический адаптивный тип. Охватывает группы весьма разнообразного в расовом, этническом и культурном отношении населения — обитателей теплых и влажных (реже засушливых) регионов Земли, для которых характерно сочетание высокой температуры, влажности, нередко дефицита животного белка при значительном преобладании растительной пищи, распространение ряда эндемических заболеваний. В то же время экологически эти территории неоднозначны и наряду с влажными тропическими лесами включают в определенной мере саванны и пустынные области. Влажная зона предъявляет особенно высокие требования к организму человека.

Морфофункциональный комплекс обитателей тропических широт весьма специфичен: вытянутая форма тела, долихоморфия, большая поверхность тела. Длина тела значительно варьирует, относительная поверхность тела (поверхность испарения) в любом случае очень велика. Значительно увеличено количество потовых желез кожи и интенсивность потоотделения. Характерно некоторое понижение уровня обменных процессов, сокращение синтеза эндогенных жиров. Жители влажных тропических лесов отличаются небольшими размерами тела и некоторой деминерализацией скелета.

Все эти признаки могут рассматриваться как явные приспособления к условиям жаркого и влажного климата. Вместе с тем тропическая зона весьма неоднородна. В отдельных районах ведущее значение приобретают, например, факторы дефицита белка или распространения эндемичных заболеваний.

4. Аридный адаптивный тип. Многие черты тропического комплекса свойственны и населению тропических пустынь, экологического региона со специфическим комплексом климатических факторов, характеризующимся крайней сухостью и высокой испаряющей способностью воздуха, высокой температурой в тропических районах и холодной зимой во внетропической зоне.

Здесь отмечается тенденция к линейности телосложения (высокий процент астеноидных форм с уплощенной грудной клеткой), развитие мускульного и жирового компонента понижено. Снижены уровни основного обмена, холестерина крови, как правило, и минерализации скелета. Наряду с этим отмечается более эффективная сосудистая регуляция потери тепла в условиях резких суточных колебаний температуры окружающей среды. Население внетропических пустынь отличается несколько большей плотностью тела - это реакция на более низкие температуры среды.

5. Высокогорный адаптивный тип. В условиях высокогорья, для которого характерен недостаток кислорода (гипоксия) и понижение температуры среды, формируются такие признаки, как: массивность скелета и крупные размеры длинных костей (что связано с интенсивным эритропоэзом), цилиндрическая грудная клетка с высокой жизненной емкостью легких (ЖЕЛ). Характерно высокое содержание гемоглобина крови, увеличен периферический ток крови, отмечено большее число и величина капилляров. Эти особенности представляют собой приспособление к гипоксии, выступающей в сочетании с пониженной температурой среды.

В условиях высокогорья в целом менее интенсивно идут процессы роста и развития, позднее наступает старость, продолжительней жизненный цикл.

6. Адаптивный тип умеренной зоны. Население умеренной зоны не остается нейтральным по отношению к воздействию географической среды. По большинству морфологических и физиологических признаков оно занимает промежуточное положение между арктическими и тропическими группами. Но картина изменчивости весьма и весьма пестрая. Межгрупповая и внутригрупповая изменчивость признаков здесь очень велика, а сама умеренная зона, по-видимому, вообще наиболее комфортна для современного человека, и предъявляет наименее жесткие требования к нашему организму.

Таковы характеристики основных адаптивных типов. По сути, в каждой экологической нише у коренного населения есть свои специфические приспособительные черты. Эти особенности формируются на протяжении жизни многих поколений людей и представляют результат длительной истории приспособления популяций человека к различным экологическим условиям.

То, что мы имеем дело с адаптацией, закрепленной на генотипическом уровне, подтверждается исследованиями процессов роста и развития в популяциях человека - типичные черты, присущие тому или иному адаптивному комплексу, начинают проявляться уже на самых ранних этапах онтогенеза.

 

 

Вопросы и задания для самоконтроля

Дайте ответы на контрольные вопросы

1. Что изучает область антропоэкологии?

2. В чем заключается разница между адаптацией на генотипическом уровне и быстрыми приспособительными фенотипическими реакциями?

3. Какие из физиологических или биохимических признаков имеют четкую географическую приуроченность?

4. Что такое адаптивный тип человека?

5. Какие адаптивные типы вам известны? Опишите их.

6. Каковы основные особенности питания населения арктической и тропической зоны? Приведите примеры адаптивных типов этих зон.

7. Могут ли представители, несущие черты одного адаптивного типа существовать в других условиях среды?

Выберите правильный вариант ответа

1. Какая область знаний в антропологии занимается изучением приспособительной изменчивости популяций человека, обитающих в разнообразных условиях окружающей среды?

А	Эволюционная антропология	В	Возрастная антропология
Б	Экологическая антропология	Г	Этническая антропология
	Д	Все ответы правильные

2. Укажите, какие факторы относят к лимитирующим адаптогенным факторам?

А	Воду	В	Пищу
Б	Насыщенность воздуха кислородом	Г	Температурный и гравитационный режимы
	Д	Все ответы правильные

3. Назовите, кто из известных антропологов высказал предположение о наличии специфического расового им­мунитета?

 

А	В.В. Бунак	В	К. Сиго
Б	Э. Кречмер	Г	Л. Мануврие
	Д	И.Б. Галант

4. Соотнесите термины и понятия:

А. ………… - это норма реакции, возникающая в сходных условиях среды обитания, в популяциях, которые могут быть не связаны между собой генетически.

 

Б. ……… - общее универсаль­ное свойство живых систем изменять свои функциональные и структурные элементы в соответствии с условиями окружаю­щей среды.

 

А	Адаптация	В	Адаптивный тип
Б	Гетерозис	Г	Изоляция
	Д	Эволюция

5. Согласно какому правилу, у теплокровных жи­вотных, обитающих в теплом климате, придатки тела и конечно­сти длиннее или имеют большую поверхность, чем у подобных животных в холодном климате, потому что придатки, имеющие боль­шую поверхность, лучше рассеивают тепло?

 

А	Правилу Аллена	В	био­географическим правилам
Б	Правилу Глогера	Г	Правилу Шелфорда
	Д	Все ответы правильные

6. Выделяют арктический, высокогорный, тропический, аридный, континентальный и умеренный адаптивные типы человека. Соотнесите термин с его характеристикой:

 

А - арктический тип; Б - тропический тип; В - аридный тип; Г - высокогорный тип.

 

 

1. Крупные размеры длинных костей скелета, что связывается с интенсивным эритропоэзом, увеличением числа эритроцитов и гемоглобина, объемистая грудная клетка и повышенный грудной указатель. Этот комплекс можно рассматривать как проявление адаптации к условиям гипоксии.

 

2. Развитие мускульного и жирового компонента понижено, снижены уровень основного обмена, тенденция к линейности телосложения, повышенный процент астеноидных форм с плоской или уплощенной формой грудной клетки.

 

3. Тенденция к лонгилинейности, пониженное значение P/Sи P/E индексов, несколько уплощенная грудная клетка, длина тела варьирует.

 

4. Характерным является сочетание высокой плотности сложения, крупной цилиндрической грудной клетки, выраженной мезоморфии, особенно в верхней части туловища, массивного скелета с объемистой костномозговой полостью длинных костей и небольшой толщиной компакты. Такой комплекс в целом соответствует повышенной частоте мускульного типа и крайней редкости астенического.