Экологические правила адаптации

Многочисленные научные исследования различных ученых дали возможность установить общую для теплокровных (и для человека, и для животных) зависимость, или экологические правила адаптации.

1. Правило Бергмана - размеры тела тем меньше, чем теплее климат, и тем больше, чем он холоднее. В районах сурового климата (антарктического и арктического) размеры тела теплокровных животных больше, чем в тропической зоне. Установлено, что длина тела и его вес связан со средней годовой температурой отрицательной корреляцией. Малорослые люди - пигмеи живут в центральных поясах Земли, высокорослые - скандинавы - в холодном.

2. Правило Аллена - выступающие части тела в холодном климате короче, чем в теплом, то есть теплокровные животные, которые обитают в более холодном климате, имеют относительно меньшие выступающие части тела: уши, ноги, хвосты и т.д. Уменьшение выступающих частей тела приводит к уменьшению относительной поверхности тела и способствует экономии тепла.

Это правило выполняется и в отношении в человеческих популяций: самые короткие (относительно размеров тела) нос, руки и ноги характерны для эсскимосско-алеутских народов, а длинные руки и ноги для фур (группа народов, живущих в западной части Республики Судан, а также в Республике Чад) и тутси (народ в центральной Африке).

С климатом связаны не размеры, а пропорции тела. В холодном климате - плотное телосложение и укороченные конечности. Люди, живущие в умеренном и холодном поясах, имеют укороченные пропорции тела.

У людей, которые принадлежат к монголоидной расе, которая сформировалась в суровом климате Центральной Азии, конечности сравнительно короче, чем у представителей других рас. В противоположность монголоидам для темнокожих племен, населяющих тропические и субтропические саванны, характерны сильно удлиненные по сравнению с туловищем конечности.

3. Правило Глогера - интенсивность окраски кожи (пигментация) в холодном и сухом климате светлее, чем в теплом и влажном. Окраска связана с широтой местности: чем ближе к тропикам, тем она интенсивнее. Известно, что темнокожие народы, изначально жившие в экваториальных районах, не так сильно загорают на солнце и менее склонны к раку кожи. В коже белых людей отсутствует пигмент меланин, который принимает ультрафиолетовое солнечное излучение прежде чем оно достигнет чувствительных слоев кожи.

4. Правило Томсона и Бакстона - существует связь между шириной носа и интенсивностью средней годовой температуры и солнечной радиации. Биологическое правило, согласно которому популяции, живущие в сухом, холодном климате обладают более низким носовым индексом (узкие и длинные носы), в то время как популяции, живущие в жарком, влажном климате обладают широкими и короткими носами. Наблюдения показали, что в тропиках такая связь максимальна. Это правило оказалось справедливым только для человека.

Признаки достижения адаптации.

По своей физиологической и биохимической сути адаптация – это качественно новое состояние, характеризующееся повышенной устойчивостью организма к экстремальным воздействиям. Главная черта адаптированной системы – экономичность функционирования, т. е. рациональное использование энергии.

На уровне целостного организма проявлением адаптационной перестройки является совершенствование функционирования нервных и гуморальных регуляторных механизмов. В нервной системе повышается сила и лабильность процессов возбуждения и торможения, улучшается координация нервных процессов, совершенствуются межорганные взаимодействия. Устанавливается более четкая взаимосвязь в деятельности эндокринных желез. Усиленно действуют «гормоны адаптации» – глюкокортикоиды и катехоламины.

Важным показателем адаптационной перестройки организма является повышение его защитных свойств и способность осуществлять быструю и эффективную мобилизацию иммунных систем.

Следует отметить, что при одних и тех же адаптационных факторах и одних и тех же результатах адаптации организм использует индивидуальные стратегии адаптации. При этом, в адаптационном процессе могут быть преимущественно задействованы различные механизмы: поведенческие, физиологические, биохимические. Переход организма на новый уровень функционирования требует определенного напряжения управляющих систем.

Дополнительные затраты организма, необходимые для осуществления адаптационных реакций, называют ценой адаптации.

В процессе адаптации любая активность требует гораздо больше затрат энергии, чем в обычных условиях. Например, это имеет место при выполнении физических упражнений на высоте, что используется в спортивной практике.