Закономерности географической изменчивости морфологических и физиологических признаков у человека.
География некоторых морфологических признаков.
1. Длина тела. Диапазон географической изменчивости длины тела на территории ойкумены значителен. По имеющимся данным, разница между минимальными и максимальными среднегрупповыми значениями могут составлять до 40 см у мужчин и 25 см у женщин.
Наиболее разнообразно по длине тела население Африки. Вариации длины тела, типичные для этого континента, превосходят размах изменчивости этого признака на территории всей ойкумены. Но большинство изученных африканских групп отличается высокорослостью - ни на одном другом континенте нет такой концентрации высоких величин длины тела. Наиболее высокорослы народы нилотской группы из Восточного Судана - нуэр и ануак (средняя длина тела мужчин соответсвенно 185 и 177 см). Наиболее низкорослы пигмеи мбути из Заира (длина тела у мужчин - 144 см., у женщин - всего 137).
«Очаг» высокорослости обнаруживается на северо-западе Индии в штате Харьяна (средняя длина тела мужчин 169-170 см). В остальных частях ойкумены, за исключением Австралии и Океании, высокорослые группы не образуют закономерных сплошных ареалов, а для населения умеренного пояса наиболее типичны средние и выше среднего значения этого признака.
Прямой противоположностью Африканскому континенту по географической изменчивости длины тела у человека оказывается Центральная и Южная Америка, где очень велик процент низкорослых групп среди индейцев Мексики, Гватемалы, Венесуэлы, Гвианы, Перу, Боливии, Аргентины. Группы ниже среднего и низкого роста населяют Австралию и Океанию. " Островки" низкорослости обнаруживаются на различных континентах, но только в экваториальном поясе.
Четкой зональности в распределении этого отдельного признака нет.
2. Масса тела. Данных о географической изменчивости тела гораздо меньше, чем по вариабельности его длины. Тем не менее, они позволяют выявить совершенно определенную картину: наиболее «тяжелые» формы распространяются за пределами тропического пояса.
Для большинства аборигенных групп тропиков характерны низкие значения признака (например, популяции Центральной Америки, Центральной Африки и Индии). Как правило, эти области совпадают с ареалами низкорослости, однако и высокорослые народы тропического пояса характеризуются пониженным весом тела.
В целом, для всей ойкумены отмечается понижение веса тела в направлении с севера на юг.
3. Весоростовой индекс Рорера. Большой интерес представляют вариации т.н. весоростового индекса Рорера. Этот составной признак отражает отношение веса тела к его длине и в известной мере характеризует плотность тела.
На территории Старого Света совершенно отчетливо проявляется горизонтальная зональность в географическом распределении этого индекса - наиболее высокие значения характерны для населения внетропических широт и, наоборот, на территории Африки, Индии, Австралии и Океании распространены преимущественно его низкие значения.
Иными словами, в тропическом поясе сконцентрированы относительно более облегченные формы, хотя исключения из этого правила, конечно, встречаются.
На территории Нового Света весоростовой указатель не обнаруживает той закономерности, которая характерна для населения Восточного полушария. Коренное население Американского континента отличается значительной плотностью телосложения. Тем не менее, в зоне, близкой к экватору, у коренного населения все же наблюдается небольшое понижение плотности тела.
4. Поверхность тела. Этот показатель рассчитывается на основе длины и массы тела, поэтому закономерность его пространственной изменчивости сходны с теми, которые были характерны для индекса Рорера.
*В Западном и Южном полушариях сконцентрированы формы с низкой поверхностью тела;
*Относительная поверхность (при расчете на 1 кг веса) в тропической зоне выше, чем вне тропиков.
5. Тотальные продольные и широтные попорции тела. Получить общее представление о продольных пропорциях тела можно, рассчитав отношение длины ноги и длины руки к длине тела (в процентах). Имеющиеся данные относятся в основном к населению Старого Света, исключая Австралию и Океанию, а коренное население Америки представлено весьма фрагментарно. Тем не менее, определенные тенденции в географической изменчивости продольных пропорций тела просматриваются весьма отчетливо.
Население тропических широт характеризуется относительной длинноногостью и длиннорукостью. Эти тенденции несколько сглажены на американском континенте.
Географическая дифференциация человечества по широтным пропорциям менее отчетлива, нежели по продольным. В восточном полушарии обнаруживается явная тенденция к абсолютному и относительному уменьшению скелета в поперечном направлении. Например, на территории Африки заметно увеличивается число групп с относительно узкими плечами и тазом. У коренного населения Американского континента подобной закономерности не обнаруживается.
6. Строение грудной клетки. Данные по этому признаку имеются только по населению Старого Света. Продольный и поперечный диаметры грудной клетки изменяются в соответствии с общим направлением грацилизации скелета, типичной для большинства тропических групп - по направлению к тропической зоне грудная клетка уменьшается в поперечном направлении и делается более плоской.
Ряд наиболее четких закономерностей можно отметить в картине географической изменчивости прежде всего трех тотальных параметров - длины, веса и поверхности тела:
*Наибольшей вариабельностью этих признаков характеризуется коренное население тропической зоны, а в ее пределах население африканского континента;
*Большинство высокорослых популяций сконцентрировано в тропической зоне;
*В тропиках сосредоточены наиболее " легкие" группы, с большей относительной поверхностью тела; Наконец, общую тенденцию можно отметить в пространственной изменчивости пропорций тела и строении грудной клетки - по направлению к тропической зоне возрастает долихоморфия и уменьшаются поперечные диаметры скелета.
Таким образом, по тотальным размерам тела и их соотношениям все население планеты может быть географически разделено, прежде всего, на население тропических и внетропических широт.
В качестве примера физиологических признаков рассмотрим Основной обмен и терморегуляцию. Уровень основного обмена (средняя дневная теплопродукция) - показатель, рассчитываемый с учетом длины и веса тела, а также температуры воздуха.
Установлены две тенденции изменчивости этого показателя:
*Уровень основного обмена понижается по направлению от северных районов к экваториальным. Коэффициент корреляции средней дневной теплопродукции и средней годовой температуры равен -0, 77;
*Показатель закономерно связан с характеристикой высоты над уровнем моря (вертикальная зональность). Коэффициент корреляции основного обмена с высотой над уровнем моря равен +0, 51.
Итак, в условиях высокогорья, как и в холодных районах планеты, понижение температуры среды приводит к усилению теплопродукции. Исключения из этого правила есть и связаны с геохимической обстановкой конкретных регионов (например, эта закономерность нарушена для популяций, испытывающих недостаток йода в среде и в рационе питания).
Обширные обследования в экспедиционных условиях позволили установить дифференциацию населения внетропических широт и тропических широт по уровню газообмена (поглощения кислорода организмом) - газообмен понижен у жителей тропиков.
Опыты с переохлаждением показывают, что у коренных народов Севера (эскимосов, американских индейцев и саамов) температура пальцев во время охлаждения остается более высокой в сравнении с контрольными группами, представленными населением умеренного пояса.
Питание.
Помимо минерального компонента, конечно, хотя бы несколько слов надо сказать о роли общего уровня питания (белков, жиров и углеводов) в географической изменчивости биологических признаков человека. Уровень питания, определяет многие закономерности роста и развития организма.
Рассмотрим это на примере исследования населения Индии. Согласно традиции, представители тех или иных каст используют в пищу строго определенный набор продуктов питания, причем состав рациона не находится в прямой зависимости от положения в иерархической лестнице. Представители некоторых высших каст имеют намного больше ограничений в рационе (особенно в отношении белков и жиров), по сравнению с «низшими» и «средними» кастами. Разделив группы генетически близкого населения на вегетарианцев и невегетарианцев, исследователи обнаружили между ними довольно значительные различия по комплексу морфологических и физиологических характеристик.
Для вегетарианцев заметно падение веса, общего уровня холестерина и связанных с этим глюкозы, остаточного азота, уровня седиментации. Сходная тенденция отмечена для кальция, общего белка, мочевины, кислой фосфатазы. Напротив, уровень амилазной активности и щелочной фосфатазы заметно повышен, что вполне понятно, так как амилаза - фермент, участвующий в переработке углеводов (основы растительной пищи). Рост уровня щелочной фосфатазы и понижение кальция в крови свидетельствуют об изменениях обменных процессов (в частности, костеобразования).
Установлена довольно отчетливая закономерность, согласно которой повышение калорийности питания и увеличение содержания белков и жиров в рационе связывается с повышением уровня холестерина крови, весом тела, жироотложением и массивностью скелета. В результате в северных регионах нашей планеты сконцентрированы наиболее массивные и " тяжелые" формы с тенденцией к повышению уровня холестерина, а по мере приближения к экватору растет процент «облегченных» и грацильных форм, с невысоким содержанием холестерина крови. С увеличением интенсивности окислительных процессов в организме увеличивается длина тела и костно-мускульный компонент тела, а жироотложение напротив уменьшается.
Завершая анализ географической изменчивости некоторых жизненно важных биологических свойств, заметим, что:
*Многие из них имеют зональный характер распределения (прежде всего, морфологические и физиологические признаки);
*Другие распространяются локально, но также представляют очевидную реакцию на действие тех или иных факторов среды (яркие и разнородные примеры: сбалансированный биохимический полиморфизм и микроэлементный состав организма).
Во всех случаях мы можем говорить о приспособительном (адаптивном) характере изменчивости.
