Экология человека. Курс лекций

монголоидам, так же формируются очень рано. Это показано для киргизских и японских детей, детей американских индейцев.

Сопоставление русских детей как представителей умеренной зоны обитания, эвенков, генезис которых связан с континентальными районами Сибири, и индийских детей, уроженцев тропических широт, показало единое направление возрастных изменений при сохранении во всех возрастных группах тех соотношений, которые характерны для взрослых.

Судя по характеру возрастной изменчивости признаков строения тела, сходство процессов роста у представителей трех больших рас очень велико, различие проявляется в абсолютных величинах признаков и в скоростях роста. Так, например, у европеоидов и монголоидов темпы роста тела в длину после шестнадцатилетнего возраста падают, в то время как у негроидов этого не наблюдается, однако отмечается замедление ростовых процессов в позднепубертантный период.

Иная картина в возрастной изменчивости веса тела. Этот признак, показывая значительное повышение темпов роста в периоде пубертаса у представителей различных рас, у монголоидов снижает свою скорость уже в шестнадцатилетнем возрасте, т.е. в более раннем возрастном периоде достигает величины, присущей взрослому индивиду. Монголоиды во всех возрастных периодах имеют относительно большие значения признака (в % величины веса тела взрослых).

Сравнительно небольшая длина тела в сочетании с относительно большим весом создает высокую плотность тела у монголоидов, которые по индексу Рорера значительно превосходят представителей европеоидной и негроидной рас. Последние отличаются понижением удельной плотности тела на протяжении всего изучаемого периода детства и особенно в пубертантный период. Однако в юношеском возрасте у негроидов удельная плотность тела резко нарастает, что, по-видимому, связано с увеличением скорости роста длины и веса тела в постпубертантный период после явного затухания их в фазе позднего пубертаса.

91

Весьма показательны различия в пропорциях тела между представителями трех больших рас во всем периоде детства. У негроидов уже в период детства четко проявляются черты долихоморфии: они более длинноноги, по отношению к длине тела у них уже плечи и таз. Противоположные соотношения длиннотных и широтных размеров характерны для монголоидов: относительная коротконогость, относительно более широкие плечи и таз (брахиморфный тип). Европеоида по типу пропорций занимают промежуточное положение.

Существуют различия между европеоидными, негроидными и монголоидными детьми в обхватных размерах и в толщине подкожного жирового слоя. Негроиды характеризуются меньшим обхватом груди во всех возрастах. Между европеоидами и монголоидами существенных различий по этому признаку не отмечается. По развитию подкожного жирового слоя монголоиды значительно превосходят европеоидов и негроидов.

Таким образом, экологическая дифференциация человечества на жителей тропических и внетропических широт достаточно демонстративна уже в детском возрасте.

Большое внимание в литературе уделяется процессам роста и развития в условиях высокогорья. Замедление процессов роста в высокогорных популяциях объясняется воздействием гипоксии, недостатком йода в окружающей среде и недостаточно сбалансированным питанием.

Процессы роста и развития в значительной степени контролируются социально-экономическим уровнем жизни, в частности характером питания. Многими авторами отмечается повышение физического развития детей и темпов роста под влиянием высококалорийного питания, так же отмечаются и замедленный рост, и созревание детей в условиях недоедания и распространения болезней.

Тем не менее, нельзя не обратить внимания на сохранение одинаковых пропорций тела у детей одной и той же расовой и этнической принадлежности при различной калорийности диеты.

92

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. Жители равнины, приехавшие в горы взрослыми, имели более низкие величины ЖЗЛ, чем горцы.

3. Старение

Старость представляет собой стадию индивидуального развития, по достижении которой в организме наблюдаются закономерные изменения в физическом состоянии, внешнем виде, эмоциональной сфере.

Старческие изменения становятся очевидными и нарастают в пострепродуктивном периоде онтогенеза. Однако начало угасания репродуктивной функции или даже ее полная утрата не могут служить нижней границей старости. Различают хронологический и биологический (физиологический) возраст. Согласно современной классификации, основанной на оценке многих средних показателей состояния организма, людей, хронологический возраст которых достиг 60–74 лет, называют пожилыми, 75–89 лет – старыми, свыше 90 лет – долгожителями. Точное определение биологического возраста затруднено тем, что отдельные признаки старости проявляются в разном хронологическом возрасте и характеризуются различной скоростью нарастания. Кроме того, возрастные изменения даже одного признака подвержены значительным половым и индивидуальным колебаниям.

Например, рассмотрим такой признак, как упругость (эластичность) кожи. Один и тот же биологический возраст достигается в этом случае жен-

93

щиной примерно в 30 лет, а мужчиной – в 80. Именно поэтому женщинам необходим грамотный постоянный уход за кожей.

В отношении человека при исследовании влияний условий внешней среды учитываются природно-географические, прежде всего климатические и социальноэкономические факторы.

Исследование влияний условий жизни на процесс старения проводят несколькими путями. Во-первых, путем изучения скорости соответствующих изменений организмов, проживающих в разных условиях. Во-вторых, путем сопоставления значений смертности или продолжительности жизни в различающихся по условиям жизни популяциях в пределах одного или разных исторических периодов времени. Продолжительность жизни здесь выступает как обобщенный показатель жизнеспособности. В-третьих, свой вклад вносит изучение распределения по планете долгожителей.

Влияние социально-экономических условий на длительность жизни может быть оценено путем сравнения названного показателя для одной и той же популяции (например, население страны).

Вопросы для беседы

1.Какие критические периоды различают в онтогенезе человека?

2.Чем характеризуется каждый критический период?

3.Какие структурные нарушения называют врожденными пороками развития?

4.Охарактеризуйте процесс роста человека.

5.Каково влияние факторов окружающей среды на рост и развитие организма?

ЛЕКЦИЯ 10 ТЕМА: Региональные проблемы экологии человека

ПЛАН

1.Типы природных условий.

2.Адаптивные типы человеческих популяций. Формирование адаптивных типов.

94

3. Характер морфо-функциональных особенностей населения различных климатических зон.

3.1.Характер морфо-функциональных особенностей населения арктической зоны.

3.2.Характер морфо-функциональных особенностей населения континентальной зоны.

3.3.Характер морфо-функциональных особенностей населения высокогорной зоны.

3.4.Характер морфо-функциональных особенностей в условиях тропи-

ков.

3.5.Характер морфо-функциональных особенностей аридных популя-

ций.

1. Типы природных условий

Для большинства людей наиболее благоприятны природные зоны со средним (медиальным) увлажнением в умеренном теплом поясе; лесостепная и прилегающая к ней южная часть лесной и север степной зон. Здесь находятся оптимальные условия человеческого существования.

Условия, значительно отклоняющиеся от оптимальных, называются экстремальными. Экстремальными могут быть как местные температуры (холод и жара), так и увлажнение. Климаты с чрезмерным увлажнением называются гумидными, засушливые – аридными. С условиями увлажнения тесно связаны химические особенности среды. В гумидных зонах обильные осадки вымывают из почв все подвижные вещества, кроме тех, которые особенно цепко удерживаются растениями. Поэтому химический состав почв здесь беден, но содержащиеся в них вещества находятся в соотношениях, близких к потребностям растений и недалеких от потребностей животных. Состав почв формирует и химизм поверхностных вод, служащих для питья. В аридных зонах – напротив – у поверхности почвы накапливается очень много подвижных солей. Но состав этих солей зависит от факторов неживой природы, потому, что в засушливых условиях растительность очень разреже-

95

на и ее влияние на почвы сравнительно невелико. Поэтому химизм почв и питьевых вод в аридных условиях неблагоприятен для живых существ, в том числе и для человека.

Человек хорошо чувствует себя в экстремальных условиях, если он знает, в чем они отклоняются от оптимальных и что нужно делать для преодоления действия этих отклонений.

2. Адаптивные типы человеческих популяций. Формирование адаптивных типов

Адаптивные типы человеческих популяций – общности людей, обла-

дающие специфическими морфологическими и функциональными особенностями организма, которые представляют собой внешнее выражение нормы биологической реакции на комплекс условий окружающей среды, обеспечивающей состояние равновесия популяций с этой средой. В одних и тех же природных условиях разные по происхождению группы имеют одно и то же направление приспособительных реакций, так же как в различных условиях обитания близкие в генетическом отношении группы демонстрируют морфологические и функциональные различия в соответствии с воздействием окружающей среды.

Теория адаптивных типов, разработанная Т.И. Алексеевой имеет важное значение для исследований по экологии человека и в таких практических сферах деятельности как, например, формирование трудовых коллективов для работы в экстремальных природных условиях. По сходству морфофункциональных характеристик коренного населения могут быть выделены регионы-аналоги. Например, в адаптивном комплексе арктических аборигенов проявляются черты приспособления к гипоксии и низким температурам, так же как в высокогорье, хотя природа гипоксии в этих регионах разная.

Адаптивные типы, проявляясь в пределах вида Homo sapiens, 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

96

среде и не препятствующем возможности существования и в других экологических нишах. Адаптивные реакции осуществляются в двух формах: общей и специфической. Адаптивными типами можно, по-видимому, считать повышение сопротивляемости организма неблагоприятным условиям среды. Это выражается в увеличении костно-мускульной массы тела. Специфические же реакции очень разнообразны. В одном случае это повышение теплопродукции, в другом - относительной поверхности испарения, в третьем – и того и другого признака и т.п. Именно эти специфические реакции и дают право относить выделенные комплексы морфологических и функциональных особенностей организма к арктическому, высокогорному, континентальному, тропическому и др. типам.

Адаптивный тип не равноценен расе, поскольку проявляется независимо от этноса и расы в сходных условиях существования человеческих популяций. Адаптивный тип – это норма реакции, конвергентно возникающая в сходных условиях обитания в популяциях, которые могут быть генетически не связаны между собой, в то время как раса предполагает общее происхождение всех входящих в нее групп, живущих на определенной территории. Сходный комплекс приспособительных черт в тропической зоне находим у европеоидного населения Индии, австралийцев и аборигенов Африки; на Крайнем севере единое направление приспособительных реакций показывают саамы, ненцы, чукчи и эскимосы. То же самое относится к коренным жителям пустынь, различающиеся в этническом и расовом отношениях.

Основные расово-диагностические черты, имеющие, безусловно, приспособительный характер (например, цвет кожи, форма носа, форма волос, развитие слизистой оболочки губ), сформировались на заре человеческой истории, в эпоху верхнего палеолита. Адаптивные типы, судя по их географической приуроченности, формировались на протяжении всей истории человечества. Ведь многие районы ойкумены стали обитаемы в сравнительно недавнее время, тем не менее адаптивные черты уже успели за это время оформиться вполне четко. И разнообразие человеческих популяций по морфоло-

97

гическим и физиологическим особенностям, по-видимому значительно возросло с расселением человека по земному шару. Наряду с этим существует сужение межгрупповой изменчивости признаков в связи с зональностью. Тропическая зона, а в ее пределах Африка в особенности, поражает огромной дисперсией величин морфологических признаков. Эта дисперсия заметно сужается к северу, т.е. в направлении, в котором происходило расселение человечества.

С точки зрения развития такой важной черты человеческого вида, как адаптивность, тропическая зона представляется колыбелью адаптивных возможностей человечества. Недаром с тропической зоной связываются истоки вида Homo sapiens. Если в этой связи обратиться к хронологии адаптивных типов, то тропический тип представляется наиболее древним, по отношению к которому остальные (высокогорный, умеренный, континентальный, аридный, арктический) могут рассматриваться как дочерние. Образуется своеобразное древо, в котором ответвления определяются историей развитии вида в хронологически могут быть, по-видимому, с большей или меньшей точностью датированы, а специфика каждого ответвления – соотношением биологических и социальных закономерностей в конкретной экологической нише. Расселение человечества по земному шару привело к освоению новых территорий и формированию новых адаптивных типов, в которых реализовалась изменчивость, присущая исходному адаптивному типу. Увеличение массы и плотности тела, усиление метаболизма и изменение связанных с этим физиологических признаков, типичные для населения внетропических широт, связаны с более поздними этапами человеческой истории.

На основе конкретных данных относящихся к аборигенному населению различных экологических ниш, можно сделать заключение о том, что экологическая дифференциация человечества осуществляется на различных уровнях морфофизиологической специфичности. В основе первого уровня лежат скорости энергетических процессов. Замедленные темпы энергетики характерны для населения тропических широт. Каждый из этих типов под-

98

разделяется на более дробные единицы на основе комплекса общих морфофизиологических черт, проявляющихся у населения в сходных по географическим характеристикам экологических нишах-аналогах. Это второй уровень дифференциации. Так в пределах адаптивных типов внетропических широт могут быть выделены группы сходных адаптивных типов II порядка. Одну группу составляют арктический и горный, вторую – континентальный и аридный, третью – умеренный типы. Они в свою очередь подразделяются на адаптивные типы III порядка на основе специфического морфологического и функционального комплекса. Так, выделяются арктический, горный, континентальный, аридный, умеренный типы, которые могут распадаться на еще более дробные адаптивные типы IV порядка. Внутри адаптивного типа тропических широт выделяются гумидный, высокогорный, аридный и саванный адаптивные типы.

При изучении географической изменчивости морфо-функциональных особенностей человеческих популяций выявляются весьма значительные различия в абсолютных величинах морфологических и физиологических признаков, которые в основном связаны с расовой принадлежностью.

3. Характер морфо-функциональных особенностей населения различных климатических зон

Более или менее четкая географическая локализация морфофункциональных особенностей позволяет убедиться в существовании адаптивных типов, характерных для определенных климатических зон.

Например, в условиях тропического пояса наряду с такими особенностями, как темная кожа, курчавые волосы, толстые губы и долихоморфный тип сложения, происхождение которых могло быть связано с начальными периодами существования вида Homo sapiens, отмечено в общей форме подчинение распределения размеров тела правилам Аллена и Бергмана относительно влияния температурного режима на морфологические особенности человека. Более массивные и коротконогие варианты сосредоточены на севере, более длинноногие, с меньшей массой тела – на юге. Исключения из этих

99

правил, разумеется, существуют, но для них могут быть найдены объяснения. Интересно, что подобная географическая приуроченность распределения размеров тела наблюдается даже на относительно небольшой территории и в группах, сравнительно недавно заселивших ее.

Географическая приуроченность многих морфологических и функциональных признаков свидетельствует о довольно устойчивых приспособительных реакциях у человечества в целом. В то же время неясно, возникают ли эти приспособительные реакции лишь на заре человеческой истории, когда материальная культура и социальная организация общества еще очень слабы и поэтому не могут служить достаточно надежным защитным заслоном против неблагоприятного воздействия естественной среды на организм человека, или же реактивность по отношению к среде обитания присуща человечеству и в наши дни. Сразу же оговорюсь, что речь идет не об индивидуальной реакции на неблагоприятное воздействие среды (примеров тому мы знаем множество), а о реакции на уровне популяции, отраженной в ее морфологическом облике и физиологических свойствах.

Здесь следует остановиться на характере связей между морфологическими и теми физиологическими признаками, которые так или иначе могут определить развитие морфологических. Анализ коэффициентов корреляции между морфологическими признаками (длина и вес тела, жировой и костномускульный компоненты) и физиологическими (газообмен, содержание белков и липидов в крови, уровень минерализации) показал относительную независимость морфологических и физиологических свойств человеческого организма. Это подтверждается небольшими коэффициентами корреляции между длиной тела, весом и содержанием кальция, хлоридов, глюкозы, креатинина, остаточного азота и мочевой кислоты.

Если учесть, что физиологические признаки более реактивны по отношению к среде, то эта независимость представляется целесообразным биологическим приспособлением, сохраняющим устойчивость морфологических особенностей популяции. Более тесные связи обнаруживаются лишь в край-

100