Экологические аспекты конституции.

⇐ ПредыдущаяСтр 11 из 12Следующая ⇒

Влияние экологии на конституцию человека. Понятие об адаптивных экологических типах. До середины ХХ века исследования, посвящённые конституционологии, в основном проводились по трём направлениям: во-первых, изучались закономерности наследования морфологических, физиологических (функциональных) и психологических признаков; во-вторых, устанавливались взаимосвязи и взаимозависимости этих признаков между собой; и, в-третьих, исследовалось развитие заложенных конституциональных признаков в процессе онтогенеза. Как видим, первые два направления изучают, главным образом, зависимость конституции человека от внутренних факторов организма, а третий – от внешних факторов, то есть от условий окружающей среды.

До 50–60 годов исследования о связи конституции с условиями жизни носили несистемный характер. Большинство учёных предполагали, что условия жизни влияют на заболеваемость людей и за счёт этого меняют строение и функции, в том числе – психическую, человеческого организма. Однако по мере развития и становления новой науки – экологии – и в связи с формированием в её рамках направления, посвящённого экологии человека, появились новые теории и методы исследования влияния внешней среды на человека.

Термин экология, был предложен немецким учёным Эрнестом Геккелем в 1866 году, он состоит из корней двух греческих слов: oikos – дом, жилище, место пребывания и logos – наука, учение. В современном представлении экология – это наука об отношениях растений и животных, а также образуемых ими сообществ, между собой и с окружающей средой. Экология рассматривает любой вид, в том числе человека, в качестве одной из составляющих экологической системы, биогеоценоза, сформировавшихся на данной территории. Чтобы выжить и благополучно существовать, он должен адаптироваться, то есть приспосабливаться, к сложившемуся в природе круговороту веществ и энергии, не нарушая сложившегося тысячелетиями динамического равновесия в природной экосистеме.

Человечество, заселившее уже около 15 тыс. лет все более или менее благоприятные для жизни природно-географические зоны, встретилось с необходимостью адаптироваться к самым разнообразным условиям существования. Под адаптацией понимается формирование совокупности морфологических, функциональных, поведенческих и других особенностей данного вида, обеспечивающих возможность специфического образа жизни в конкретных условиях среды. В научной литературе этот термин чаще всего используется для описания приспособительных изменений к действию неблагоприятных факторов, встречающихся в популяции, обитающей в определённой природно-климатической зоне.

Для каждого вида характерны определённые границы адаптационных способностей к действию различных факторов и их сочетаний. Эти границы определяются характерной для данного вида нормой реакции органов и систем организма, отвечающих за поддержание гомеостаза. Процесс адаптации к разным условиям обитания обеспечивается выработавшимися в процессе эволюции механизмами саморегуляции функций организма на основе интегрирующей и регулирующей роли нервной и эндокринной систем.

У животных адаптация происходит только на биологическом уровне. Это выражается в изменении структуры и функции органов и систем организма, а также в поведении. Структурные и функциональные перестройки проявляются в изменении соответствующих функциональных и биохимических показателей – жизненной ёмкости лёгких (ЖЕЛ), частоты сердечных сокращений (ЧСС), артериального давления, показателей энергетического обмена, количества гормонов, морфологических индексах и так далее. Популяции животных, кроме того, часто приспосабливаются к неблагоприятным условиям обитания путём увеличения плодовитости особей, позволяющей сохраниться виду при повышенной смертности особей и короткой средней продолжительности их жизни.

Таким образом, процесс адаптации можно рассматривать как применительно к отдельному индивидууму, так и ко всей популяции. При этом важно подчеркнуть, что образующие популяцию индивидуумы обеспечивают за счёт генотипического и фенотипического полиморфизма конституциональную политипию данной популяции и вида в целом. Вариабельность типов является признаком данного вида, но зависит от условий жизни данной популяции. Обычно вариабельность больше в популяциях, проживающих в природно-климатических регионах, сходных с теми, где сформировался данный вид. Например, на территории Африки проживают племена, представители которых, обладают самым большим диапазоном вариации морфологических показателей, от самых низкорослых народов (пигмеи), до самых больших (масаи).

Чем дальше проживает популяция от своей прародины, и чем сильнее выраженность каких-либо неблагоприятных для данного вида факторов, тем сильнее действие дизруптивного и стабилизирующего отборов, действующих в диалектическом единстве. Через несколько поколений после заселения новых районов под действием этих видов отбора средние значения признаков в популяции приближаются к значениям, наиболее выгодным в данных условиях обитания. Одновременно уменьшается диапазон их вариабельности, и в результате увеличивается количество индивидуумов с признаками, наиболее благоприятными в данной экосистеме и формируется соответствующий адаптивный тип (см. далее).

Для описания закономерностей изменения общих размеров и пропорций тела, как наиболее изученных признаки конституции, у представителей одного вида, проживающих в разных климатогеографических зонах, в биологии существуют два классических «экологических правила». Первое правило, предложенные Бергманом в 1847 г., гласит, что в пределах одного политипического теплокровного вида размер тела подвида увеличивается с уменьшением среднегодовой температуры среды, и наоборот. Согласно второму правилу, сформулированному Алленом (1877), существует тенденция к увеличению относительных размеров сильно выступающих частей тела с повышением среднегодовой температуры окружающей среды.

У человека, как и у некоторых других видов, указанные правила подтверждаются не во всех популяциях, так как указанные морфологические признаки не определяются только экологическими условиями обитания, а зависят от многих факторов, в том числе от генетических (полигенное наследование признака), алиментарных и других. Тем не менее, многие исследователи доказали наличие у человека так называемых экологических градиентов: население в районах с холодным и/или влажным климатом имеет в среднем большие длину и вес тела (макросомный и «коренастый» тип телосложения), чем люди, проживающие в условиях жаркого и/или сухого климата (микросомный и «вытянутый» тип телосложения).

Кроме росто-весовых морфологических показателей, большое адаптивное значение имеют также физиологические, биохимические и иммунологические показатели: основной обмен, терморегуляция, особенности белкового и липидного обмена, гормональный статус, напряжённость иммунитета и другие. Для этих показателей также описаны типичные экологические варианты (см. Адаптивные типы), позволяющие человеку наилучшим образом приспособиться к условиям внешней среды.

Адаптация человеческих популяций имеет специфические отличия от адаптации животных. Во-первых, адаптация у человека направлена не только на поддержание на оптимальном уровне биологических, но и социальных (общественно полезных) функций.

Другой отличительной чертой человека является возрастающая роль сознания и социальных факторов (культуры). Человек, в отличие от животных, связан с природой не непосредственно, а опосредованно, через труд и общество, и связь эта является не пассивной, а активной.

Третье отличие заключается в том, что, благодаря этому активному воздействию на природу и созданию эффективных средств общественной защиты от неблагоприятных факторов, закреплённых в культуре, человечество сумело адаптироваться ко всем, даже к экстремальным климатогеографическим зонам без значительной перестройки своей морфо-функциональной организации.

Четвёртым отличием, также связанным с активным характером приспособления у человека, является создание им новых, ранее не существовавших условий жизни (например, искусственных экосистем городов), в которых в качестве главного, определяющего фактора выступает производственная деятельность. Это создаёт серьёзные трудности для существования человека в новых условиях, так как, с одной стороны, не всегда известно, какой фактор искусственной среды и как повлияет на человека, а, с другой стороны, не всегда имеется возможность эти факторы контролировать.

В результате на человека начинают воздействовать факторы, к действию которых он оказался эволюционно не приспособленным, либо масштабы воздействия этих факторов выходят за рамки адаптационных видовых способностей человека. Научно-техническая революция, произошедшая в ХХ веке, ещё больше ускорила антропогенные изменения в окружающей среде, и предсказать последствия такого воздействия на человека пока весьма сложно.

Проблема адаптации человека является комплексной по своей сути, и поэтому изучается многими специалистами (врачами, физиологами, антропологами, демографами, экономистами и другими) на различных уровнях организации биосистемы – популяционном, индивидуальном, клеточном, молекулярном и субмолекулярном. Преимущественное внимание в этих комплексных исследованиях уделяется регионам с экстремальными условиями существования, где отбор происходил наиболее интенсивно, а также тем важнейшим общественно-экономическим процессам, которые приводят к формированию искусственных экосистем (индустриализация и урбанизация).

Для конституциональной антропологии наибольший интерес представляют морфо-функциональные аспекты адаптации. В настоящее время изучено и описано 500 различных этнотерриториальных групп Евразии, Африки, Америки и Австралии, в том числе 60 популяций на территории бывшего СССР.

Формирование и сохранение морфологического полиморфизма разных популяций человека объясняется тем, что на ранних этапах своей эволюции человечество в большей степени подвергалось непосредственному действию биотических и абиотических экологических факторов, чем это происходит сейчас. Комплексы таких факторов имели разнонаправленное действие на человеческие популяции. В результате в разных климатогеографических зонах сформировались разнообразные адаптивные типы людей.

Адаптивный тип представляет собой норму биологической реакции на комплекс условий окружающей среды и проявляется в развитии морфо-функциональных, биохимических и иммунологических признаков, обеспечивающих оптимальную приспособленность к данным условиям обитания.

В комплексы признаков адаптивных типов из разных географических зон входят общие (неспецифические) и специфические элементы. К первым относят, например, показатели костно-мускульной массы тела, количество иммунных белков в сыворотке крови человека, концентрация в крови гормонов надпочечников. Такие элементы повышают общую сопротивляемость организма действию неблагоприятных факторов среды.

Специфические элементы отличаются разнообразием и тесно связаны с преобладающими условиями в данном месте обитания – гипоксией, жарким или холодным климатом и так далее. Именно их сочетание служит основанием к выделению адаптивных типов: тропического, арктического, зоны умеренного климата, высокогорного, аридного и других.

Рассмотрим основные факторы, действующие на человеческие популяции в различных климатогеографических зонах, и соответствующие адаптивные типы, сформировавшиеся под их влиянием.

Арктический адаптивный тип сформировался на территориях, расположенных выше 66°33¢ северной широты. Коренное население Крайнего Севера, принадлежит к монголоидной расе и в основном представлено оленеводами, звероводами, и охотниками. Условия обитания в Арктике характеризуются низкой температурой воздуха, сильными ветрами, скудной растительностью. Из-за низкой температуры в воздухе, воде и почве мало микроорганизмов, цист патогенных простейших, яиц и личинок гельминтов. Из алиментарных факторов главными являются преимущественное употребление продуктов животного происхождения, богатых белками и жирами. Растительная пища доступна жителям Заполярья только в течение короткого лета, в небольшом количестве.

Для арктических популяций характерен мезоморфный тип конституции: сильное развитие костно-мышечного компонента тела, большой объём грудной клетки, длинное массивное туловище. У представителей арктического адаптивного типа конечности короткие, что в комплексе с крупным туловищем, придаёт им низкорослый атлетический («коренастый») вид, лица с астеническим телосложением среди северных народностей почти не встречаются.

Такой тип телосложения имеет самый большое соотношение массы тела к площади поверхности тела (индекс P/S), то есть при крупном «ядре» тела, где происходит выработка тепла, у них самая маленькая «оболочка» тела, с поверхности которой происходит теплоотдача в окружающую среду путём испарения пота, конвекции и радиации. Такое строение позволяет человеку лучше сохранять тепло и избегать переохлаждений, однако только этого механизма в условиях холода было бы не достаточно. Необходим также и высокий уровень теплопродукции.

Образование тепла в организме происходит в процессе расщепления питательных продуктов (белков, жиров и углеводов), и последующего синтеза собственных структур. При этом часть выделившейся в результате окисления энергии за счёт фосфорилирования АДФ связывается в виде макроэргической связи АТФ, а часть в виде первичного тепла уходит в ткани и обеспечивает их согревание. Энергия АТФ тратится затем организмом на выполнение всех жизненно важных функций – на синтез пластических веществ, секрецию и экскрецию, на проведение нервных импульсов, сокращение мышц и так далее. Так как эффективность использования энергии АТФ никогда не равна 100%, часть выделившейся энергии уходит в ткани в виде вторичного тепла и также способствует согреванию тела.

Из всего выше сказанного видно, что повышение образования тепла и согревание тела в условиях холодного климата возможно за счёт:

1) повышения основного обмена, то есть увеличения интенсивности метаболизма;

2) увеличения образования первичного тепла в результате разобщения процессов окисления и фосфорилирования;

3) увеличения выработки вторичного тепла. Наиболее значимым в этом плане является сократительный термогенез – усиление мышечного тонуса, мышечная дрожь и увеличение произвольной мышечной активности. Это, видимо, обусловило значительную выраженность мускульного компонента в строении тела жителей Севера.

Повышение основного обмена требует высокой калорийности рациона, поэтому в условиях холода использование в пищу животных белков и жиров, богатых энергией, является необходимостью. Однако для усвоения такой пищи необходима перестройка ферментативных систем. В связи с этим арктический адаптивный тип характеризуется повышенной способностью окислять жиры. Из биохимических показателей, связанных с уровнем основного обмена и характером питания, необходимо отметить высокое содержание в крови общего количества белка, холестерина и гамма-глобулинов.

Основной обмен регулируются, в основном, гормонами щитовидной железы тироксином и трийодтиронином, поэтому у арктического адаптивного типа количество этих гормонов в крови также повышено.

Тропический адаптивный тип, являющийся для человека по происхождению самым древним, исходным, сформировался на обширных территориях, весьма разнообразных по климатогеографическим условиям. Так как рельеф местности и положение над уровнем моря вблизи экватора сильно варьируют, тропический тип сформировался у жителей влажных тропических лесов, саван, редколесья и засушливых плато. Экологическая специфика и пестрота расового состава жителей тропического и субтропического поясов (европеоиды, монголоиды и негроиды) обусловили морфологическое разнообразие представителей тропического адаптивного типа.

Для тропиков характерны следующие неблагоприятные факторы: высокая температура воздуха, сильная солнечная радиация, высокая влажность воздуха, преобладание в рационе растительной пищи и дефицит животных белков. Почва, воздух и вода содержат большое количество микроорганизмов, яиц гельминтов и простейших. Богатство и разнообразие животного мира обеспечивает существование огромного количества промежуточных и окончательных хозяев гельминтов и переносчиков инфекционных заболеваний.

Из перечисленных факторов главным фактором, определяющим развитие у представителей любой расы конституционального типа тропического типа, является высокая тепловая нагрузка. В целом для тропического типа характерны:

Во-первых, преобладание роста тела в длину над ростом в ширину, длинные конечности и, как результат, низкие индексы P/S и P/L (отношение веса и площади поверхности тела, веса и длины тела). Абсолютные размеры тела у разных народностей сильно варьируют, что зависит от многих факторов, особенно от характера питания (многие исследователи рассматривают, например, микросомный тип у пигмеев как вариант приспособления к недостатку в рационе животных белков), однако описанные пропорции тела встречаются у большинства жителей тропиков (вытянутый тип телосложения встречается примерно у 70% негроидов). Такой морфотип имеет относительно большую «оболочку» тела при малом «ядре», что обеспечивает более эффективную теплоотдачу.

Во-вторых, у жителей тропиков сформировался особый характер потоотделения, способствующий лучшему охлаждению тела за счёт испарения влаги с поверхности тела. По сравнению с другими адаптивными типами, у них больше количество потовых желёз на единицу площади кожи, сильнее секреторная активность сальных желёз, поэтому пот образуется в большом количестве, равномерно распределяется на коже и длительно удерживается на ней, а не скатывается с кожи в виде капель, как, например, у европейцев.

Третья характерная черта представителей тропического типа, независящая от расовой принадлежности народа, – это сильная пигментация кожных покровов. Она обусловлена высокой интенсивностью солнечной радиации, особенно ультафиолетового спектра. Пигментация кожных покровов уменьшает канцерогенное и мутагенное воздействие солнечных лучей. Доказано, что среди коренного населения Африки и Австралии рак кожи встречается гораздо реже, чем среди представителей европеоидной расы.

Четвёртая особенность жителей тропиков связана с преобладанием в рационе растительной углеводистой пищи, а также с отсутствием потребности в высококалорийных эндогенных соединениях. Это привело к снижению у жителей тропиков уровня холестерина в крови, а также активности липолитических ферментов.

Неблагоприятная эпидемиологическая обстановка обусловила формирование у представителей тропического адаптивного типа пятой отличительной особенности – напряжённого иммунитета, что проявляется в повышенном уровне иммуноглобулинов в крови, в большей активности белых клеток крови. Широкое распространение малярии в некоторых популяциях привело к закреплению специфической мутации гена, отвечающего за синтез гемоглобина S. Эритроциты с таким гемоглобином оказались устойчивее к внедрению малярийного плазмодия, что облегчает течение этого заболевания.

Аридный адаптивный тип сформировался у жителей пустынь. Для пустыни главным вредным фактором является воздействие сухого воздуха, имеющего большую испаряющую способность. Кроме того, в тропических пустынях наблюдается круглогодичное сильное тепловое воздействие, а во внетропической зоне резкие сезонные перепады температуры – жара летом и холод зимой. В этих условиях, так же как и в тропиках, больше распространены длиннотелые морфотипы (до 70 %), мускульный и жировой компоненты развиваются слабо, однако общие размеры тела у жителей пустынь больше. Уровень основного обмена у них невысок, количество холестерина в крови снижено.

Высокогорный адаптивный тип является по происхождению самым молодым, об этом свидетельствует факт, что после переселения в равнинные районы, у горцев уже в следующем поколении не наблюдаются характерные для высокогорья адаптационные изменения.

Независимо от климатической зоны главным неблагоприятным фактором в горах является малое количество кислорода в воздухе – гипоксия. Кроме того, наблюдается воздействие низких температур и относительное однообразие пищи.

Адаптационный комплекс, формирующийся при гипоксии, состоит из морфологических и функциональных изменений, облегчающих поступление в организм кислорода. К нему относятся: увеличение объёма лёгких (и, соответственно, грудной клетки), повышение кислородной ёмкости крови за счёт увеличения количества эритроцитов (усиление их образования в костном мозге), увеличения концентрации в них гемоглобина, и облегчения связывания кислорода с гемоглобином в лёгких. Чтобы увеличить поступление кислорода при малоэффективном газообмене в лёгких, сердце увеличивает объёмный кровоток через лёгкие. Эта работа совершается на фоне значительного повышения вязкости крови за счёт возрастания количества в ней эритроцитов. Результатом такой перегрузки сердечной мышцы является её гипертрофия.

Воздействие холода в горах приводит к повышению функции щитовидной железы, повышению уровня основного обмена и количества образующегося тепла, однако во многих высокогорных областях наблюдается обратная картина из-за дефицита йода в воде и продуктах питания. При этом может развиться заболевание – эндемический, то есть характерный для данного района, зоб, одним из проявлений которого при врождённой форме является кретинизм.

Адаптивный тип умеренного климатического пояса в чистом виде в настоящее время можно наблюдать только у людей, проживающих в сельской местности или в небольших городах. Большая часть жителей умеренных широт в настоящее время сконцентрирована в городах, где на первом месте по значению находятся не климатические, а антропогенные факторы.

Морфо-функциональные показатели, а также степень их вариабельности, у данного адаптивного типа являются «промежуточными» между тропическим и арктическим типами. Этому способствует отсутствие экстремальных факторов, сезонность климата, а также миграция.

Городской адаптивный тип в настоящее время окончательно не сложился, поэтом можно говорить только о тенденциях в его формировании. К главным неблагоприятным факторам крупных городов можно отнести загрязнённость среды обитания, парниковый эффект, малоподвижный образ жизни, высокая плотность населения и связанные с этим стрессы и эпидемиологическая неблагополучность. Поэтому для городского адаптивного типа считаются характерными: повышенная распространённость в популяции крайних вариантов морфотипа, повышение жироотложения, большая выраженность проявлений акселерации и значительная лабильность психических реакций.

В заключение разговора об адаптивных типах конституции необходимо отметить, что их формирование проходило и происходит параллельно, на фоне расогенеза и независимо от него. Эволюционные взаимоотношения разных адаптивных типов между собой и с основными расами можно изобразить в виде схемы, представленной на рис. 10.

Рис. 10. Схема эволюционных взаимоотношений больших рас и адаптивных типов человека

РАЗДЕЛ 3. Расоведение

(этническая антропология)

⇐ Предыдущая 3 4 5 6 7 8 9 101112 Следующая ⇒