АнтропологияМосква инфрам 2008УчебНое пособИеи. Е. лукьяновав а. овчарЕнко
 Скачать 0.63 Mb.
|
|
Анатомические признаки. Размеры и форма тела в какой-то сте- пени влияют на интенсивность теплообмена. Теплоотдача за счет конвекции и испарения оказывается тем больше, чем больше по- верхность кожи. Теплообмен за счет излучения происходит тем быстрее, чем больше площадь излучающей поверхности. Если главную роль в теплоотдаче играет потоотделение (при темпера- туре воздуха, близкой к температуре кожи или несколько боль- шей), то общая теплоотдача должна коррелироваться с площадью поверхности. Однако действительная величина корреляции со- ставляет + 0,8, что указывает на значительную индивидуальную изменчивость способности к потоотделению; следовательно, те- лосложение — это не единственный фактор, влияющий на тепло- обмен. Количество тепла, выделяемого человеком в процессе мышеч- ной работы, тесно связано с его весом. Количество тепла, произ- водимого на 1 кг веса тела, приблизительно одинаково у лиц с большим и малым весом. Это количество, однако, не будет посто- янным, если относить его к единице поверхности тела, так как чем меньше индивидуум, тем большая поверхность приходится на 1 кг веса тела. Последнее следует из того, что вес тела пропорционален кубу, а поверхность — квадрату линейных размеров тела; при дан- ном весе у людей эндоморфного типа площадь поверхности тела меньше, чем у людей эктоморфного типа. У более крупных людей отношение веса к площади поверхности больше. Таким образом, меньшие по размерам индивидуумы обладают на единицу произ- водимого телом количества тепла относительно большей площа- дью, участвующей в рассеянии этого тепла; отдача тепла на едини- цу поверхности у них меньше, что подтверждается данными пря- мых наблюдений. 193 Форма тела влияет на теплоотдачу и другим путем. И коэффи- циент теплоотдачи путем конвекции, и коэффициент теплоотдачи путем испарения становятся приблизительно постоянными, если поверхность велика. Эти коэффициенты быстро увеличиваются, если диаметр конечности меньше 10 см; так, при диаметре 7 см коэффициент, характеризующий испарение, почти вдвое больше, чем при диаметре 15 см. Из этих анатомических соотношений вовсе не следует, что у индивидуумов, размеры тела которых меньше, потоотделение на единицу поверхности должно быть таким же, как у более крупных. Последние потребляют также больше воды, чем индивидуумы ма- лых размеров. У человека с большим весом образуется больше пота на единицу поверхности тела; потовые железы должны в этом слу- чае быть более активными, так как количество этих желез не зави- сит от веса. Из сказанного следует, что при высокой температуре люди с меньшими размерами и с более удлиненной формой тела обладают некоторыми биологическими преимуществами. Третий анатомический фактор — толщина подкожного жиро- вого слоя. При высокой температуре большая часть тепла перено- сится на периферию усиленным током крови. Но жировой слой сравнительно беден кровеносными сосудами; толщина слоя ока- зывает большое влияние на общую теплопроводность. Все рассмотренные факты, которые в жарких странах благопри- ятствуют установлению теплового баланса, оказывают прямо про- тивоположное действие на теплообмен в районах с холодным кли- матом. Экспериментально установлено, что люди с эндоморфным типом телосложения и с большим слоем подкожного жира лучше переносят холод. Антропологические признаки. С точки зрения приспособления к климату большое значение имеют различия телосложения у разных популяций. Эти различия подчиняются экологическим правилам Бергмана и Аллена, которые справедливы для популяций живот- ных и человека. Согласно правилу Бергмана в пределах одного по- литипического теплокровного вида размер тела подвида обычно увеличивается с уменьшением температуры окружающей среды; согласно правилу Аллена у теплокровных животных, относящихся к одному виду, имеется тенденция к увеличению относительного размера сильно выступающих частей (уши, хвост) с увеличением температуры окружающей среды. В ряде исследований было показано, что форма и размеры тела человека также подчиняются этим правилам. В популяциях жарких 194 стран на всех континентах средний вес тела ниже, чем в популяци- ях, живущих в умеренном и холодном климате. Было показано, что отношение длины тела человека в сидячем положении к общей длине тела становится меньше при увеличении средней годовой температуры, т.е. у жителей жарких стран нижние конечности от- носительно длиннее. То же можно сказать и о верхних конечнос- тях: отношение размаха рук к длине тела у жителей жарких стран больше; у них меньше размеры туловища. В совокупности все эти данные указывают на то, что при переходе от умеренного к жарко- му климату отношение веса тела к площади его поверхности умень- шается. Следует заметить, что корреляция между размерами или формой тела и средней температурой тела объясняет до 50–60% межпопуляционной изменчивости. Конечно, вариации телосло- жения зависят и от других факторов, и в первую очередь от под- вижности популяций. Исследователи располагают весьма скудными данными о тол- щине подкожного жирового слоя у представителей различных на- родов. Установлено, что у американских негров толщина кожной складки меньше, чем у белых; у эскимосов, по-видимому, жировой слой толще, чем у негров. Различия в характере телосложения взрослых индивидуумов позволяют предположить, что и в характере роста должна прояв- ляться некоторая зависимость от климатических условий. Тот факт, что удлиненная форма тела преобладает у людей, живущих в жарких странах, согласуется с наблюдением, что период роста в этих странах удлинен, а наступление половой зрелости несколько запаздывает. Удлиненная форма тела, т.е. относительно большая длина на единицу веса, обычно связана с задержкой развития ске- лета и общего физиологического созревания. Ряд авторов выдвинул гипотезу, что черты лица монголоидного типа — это специальный приспособительный признак для жизни в условиях суровых холодов. Для этого типа характерны уменьшен- ные надбровные дуги и лобные пазухи, более плоские и широкие глазничные и молярные области, уменьшенный носовой выступ; особые признаки глаз (узость щели, складка века, эпикантус) воз- никли как защитный аппарат, охраняющий орган зрения от ветров, пыли и вредоносного действия отраженной солнечной радиации на заснеженных пространствах континентальных областей Цент- ральной Азии. Возникновение эпикантуса могло быть вызвано другими при- чинами. Так, доказана внутригрупповая связь между выраженнос- 195 тью эпикантуса и уплощенностью переносья: чем выше переносье, тем в среднем меньше эпикантус. По-видимому, эпикантус зависит и от толщины жирового слоя под кожей верхнего века. Эпикантус до известной степени является «жировой» складкой верхнего века. Обнаружилось, что у индивидов с очень сильным жироотложени- ем на лице эпикантус отмечен значительно чаще, чем у лиц со сла- бой степенью жироотложения. Известно, что усиленное жироот- ложение на лице характерно для детей монголоидной расы, обла- дающих, как известно, особенно сильным развитием эпикантуса. Локальное отложение жировой клетчатки у детей монголоидной расы могло в прошлом иметь разное значение: как средство против обморожения лица в условиях холодных зим; как местный запас питательного вещества с высоким калорийным содержанием. Определенную зависимость от климата испытывает и строение носа. Не исключена возможность, что крупные размеры и сильное выступание носа способствуют приспособлению к существованию в сравнительно высокогорных областях, где некоторая разрежен- ность воздуха требует большой площади носового отверстия, а низ- кая температура благоприятствует увеличению объема носового входа как согревающей камеры. Подобные черты обнаруживаются у коренных жителей Кавказа и переднеазиатских нагорий. Генетические признаки. Изучение близнецов показало, что из- менчивость формы и размеров тела, отложения жира, характер роста, развитие скелета и физиологическое созревание в гораздо большей степени определяются генетической конституцией, не- жели действием факторов внешней среды. Несомненно, что неко- торые различия между популяциями определяются различиями в генотипах или в каких-либо полифакторных комбинациях. Такие полифакторные признаки, как форма носа или отношение длины конечностей к длине туловища, остаются неизменными при изме- нении окружающих условий. В действительности ситуация более сложна, так как влияние климата на вес тела и скорость роста у переселенцев примерно такое же, как на вес тела и скорость роста коренных жителей данной местности. Вес тела у южных европейцев в среднем ниже, чем у европей- цев, проживающих в холодных странах. Масса тела и рост заметно зависят от времени года. Известно, что у животных даже в первом поколении строение тела претерпевает изменения в соответствии с правилами Бергмана и Аллена. Другими словами, действие вы- сокой температуры в период роста может привести к морфологи- ческим и физиологическим изменениям, которые в последующем 196 обеспечат большую сопротивляемость организма к действию вы- соких температур. Благодаря способности к непосредственным и быстрым реакциям эти изменения могли, по-видимому, накапли- ваться путем сравнительно быстрого естественного отбора, по- этому в некоторых популяциях соответствующие типы роста за- крепляются генетически. Неудивительно в таком случае, что на всех континентах связь телосложения с климатическими услови- ями, устанавливаемая соотношениями Бергмана и Аллена, сущест- вует независимо от расы. В некоторых случаях эта связь может быть в своей основе генетической, но это вовсе не обязательно. Тот факт, что каждая из больших расовых групп живет в различ- ных климатических условиях, обусловлен физиологической аккли- матизацией, различием в размерах тела, расовыми различиями. На организм человека большое влияние оказывают ультрафио- летовые лучи солнечного спектра, а также ионизирующее излуче- ние — космическое и исходящее от радиоактивных элементов, содержащихся в воздухе и земной коре. Хотя человек, проживший на Земле целую геологическую эпоху, имел возможность вырабо- тать необходимые приспособления к ультрафиолетовому излуче- нию и естественному радиоактивному фону, в настоящее время он столкнулся с новой большой экологической опасностью, обуслов- ленной освобождением и накоплением искусственных радиоак- тивных веществ. Ультрафиолетовые лучи (длина волны короче 0,32 мкм) вызы- вают загар и ожоги. С уменьшением длины волны эритематозное действие ультрафиолетовых лучей усиливается, достигая максиму- ма при 0,28 мкм. Под действием ультрафиолетовых лучей кожный покров чело- века приобретает темный цвет. Основу загара составляет ряд до- вольно сложных изменений; по-видимому, главное из них — пов- реждение клеток эпидермиса, при котором выделяются вещества, расширяющие мелкие кровеносные сосуды; в результате возника- ют отечность и другие признаки воспаления. Роль адаптации со- стоит в повышении пороговой эритемной дозы. Острые явления уступают место загару. Даже при слабом загаре этот более высокий порог может сохраниться в течение двух месяцев. В основе защит- ного эффекта лежат два процесса — утолщение рогового слоя и накопление меланина. Об ограничении проникновения ультрафи- олетовых лучей через эпидермис при утолщении рогового слоя свидетельствует то, что, например, у альбиносов в области вити- лиго загар не возникает, но порог эритемной дозы выше. Для обыч- 197 ной кожи существенную роль должны играть также накопление пигмента меланина и миграция его из базальных клеток к поверх- ности. Было показано, что присутствие пигмента в роговом слое влияет на степень поглощения ультрафиолетовых лучей. Повреждение кожи при солнечном ожоге, по-видимому, затра- гивает и потовые железы. В связи с этим в эритемный период час- то нарушается теплорегуляция; в пигментированной коже подоб- ного повреждения не происходит. Следует обратить внимание на закономерности географического распространения вариантов цве- та кожи: у негров кожа темная в отличие от белых, у эфиопов она темнее, чем у южных европейцев, у южных европейцев смуглее, чем у северных, у южных монголоидов темнее, чем у сибирских, у австралийцев и меланезийцев темнее, чем у всех волнистоволосых групп в более северных широтах. Доказано, что пигмент сильно поглощает ультрафиолетовые лучи. При облучении ультрафиолетовым светом негра, в течение многих лет жившего в Германии, эритема (воспаление) появилась только в результате применения дозы в 10 раз большей, чем та, которая считается достаточной для белых. Имеются данные, что густой слой меланина у темнокожих рас, препятствуя проникновению в глубокие слои кожи ультрафиоле- товых лучей, тем самым создает условия, неблагоприятные при заболевании рахитом. Было высказано мнение, что это явление компенсируется у негров обилием отделений из сальных желез, значительно более крупных, чем у европейцев. Сальные железы выделяют продукт, содержащий эргостерин, который приобрета- ет после освещения ультрафиолетовыми лучами антирахитические свойства, превращаясь в витамин D. Не исключена возможность, что по этой причине в глубоких и темных чащах тропического леса возникали в разных местах карликовые формы негроидной расы. Ряд ученых, основываясь на измерении отражательной способ- ности кожи у различных популяций, доказали, что существует явно выраженная корреляция между цветом кожи и широтой местности и значительно более слабая зависимость цвета кожи от средней годовой температуры. В умеренных широтах наименьшее количество солнечного све- та получают близкие к морю западные области континентов, где много облачных дней в году. Небо Арктики летом свободно от об- лаков и пыли, в зимнее время снег и лед отражают падающий свет, интенсивность ультрафиолетового излучения здесь высока, а цвет 198 кожи у арктических народов более смуглый, чем у людей умерен- ного пояса. Таким образом, географическая связь между интенсивностью ультрафиолетовых лучей и цветом кожи определяется, вероятнее всего, защитной ролью пигментации; темнокожие народы населя- ют в основном области с более высоким уровнем ультрафиолетовой радиации. Даже в тропиках существуют заметные различия в цвете кожи: племена, живущие в джунглях, имеют более светлую кожу, народы, обитающие на открытых пространствах — более темную (пример — различие между племенами пигмеев и неграми банту). Загар, приобретаемый людьми со светлой кожей в качестве средства защиты, можно рассматривать как фенокопию генетичес- ки определенного более темного цвета кожи у людей, живущих в тропических и экваториальных областях. Вполне возможно, что темная пигментация появилась независимо в разных районах зем- ного шара у темнокожих европеоидов Южной Индии и Аравии, у негров Океании и Африки, поскольку эти народы по многим гене- тическим признакам далеки друг от друга. Один из интереснейших районов обитания человека — высоко- горье. Такие его особенности, как понижение атмосферного дав- ления, недостаток кислорода, холод, нарушение геохимического баланса, недостаток пригодных для жизни и хозяйства земель, по- зволяют назвать условия высокогорья поистине экстремальными. Исследования физиологических реакций на больших высотах у местного населения или у пришлых групп констатируют приспо- собление к основному неблагоприятному фактору высокогорья — гипоксии, т.е. пониженному содержанию кислорода в крови. По мнению многих исследователей, понижаются основной обмен и активность окислитедьно-восстановительных ферментов, функция надпочечников и щитовидной железы, замедляется ритм сердеч- ных сокращений. В то же время усиливается оксигенация крови за счет увеличения уровня гемоглобина и количества эритроцитов. Все эти особенности рассматриваются как приспособление к более экономному расходованию кислорода. Некоторые из этих функциональных сдвигов вызывают мысль об изменениях и в морфологических признаках высокогорных по- пуляций; основанием этому служит направление морфофункцио- нальных связей. Много внимания уделяется изучению ростовых процессов в высокогорье. Работы в этом направлении ведутся в Перуанских Андах, в горах Эфиопии, на Памире, на Тянь-Шане и других территориях. Можно считать установленным, что для боль- 199 шинства высокогорных популяций, независимо от их расовой и этнической принадлежности, характерно замедление ростовых процессов и сроков полового созревания. Разнообразие ландшафтных и климатических условий, генети- ческая общность групп, живущих на разных высотах, вполне со- поставимый характер их питания — все это позволило выявить основное значение геоклиматического фактора в формировании адаптивных особенностей у высокогорных популяций по сравне- нию с популяциями, обитающими на равнине. Помимо массивного телосложения в условиях высокогорья ав- торы отмечали более высокое развитие грудной клетки и скелета в целом. Последнее обстоятельство, по их мнению, можно связать с гипертрофией костного мозга, которая, в свою очередь, увязыва- ется с повышенным эритропоэзом, т.е. усиленной продукцией красных кровяных телец — эритроцитов. Крупная грудная клетка горцев, сочетающаяся с более высокой жизненной емкостью легких, также рассматривается как морфо- функциональное приспособление к пониженному барометричес- кому давлению и сопутствующему этому уменьшению парциаль- ного давления кислорода. Основным фактором, создающим стрессовую ситуацию в вы- сокогорье, является пониженное давление кислорода, и есте- ственно, что это обстоятельство оказывает наибольшее воздействие на энергетические процессы в организме. Сопоставление популя- ций индейцев кечуа и аймара, живущих на высотах 3500 и 4500 м над уровнем моря, с их равнинными сородичами, мигрировавши- ми в высокогорье, показывает, что мигранты в значительно боль- шей степени страдают от кислородной недостаточности, нежели постоянные жители больших высот. У последних выше не только максимальная кислородная емкость, но и легочная вентиляция, уровень гемоглобина, миоглобина, отмечаются большее коли- чество и большая величина капилляров. А. Хуртадо (1964) на ос- новании этих данных сделал предположение о существовании кле- точной разницы в усвоении кислорода как у жителей высокогорья, так и равнины при пониженном его напряжении в атмосфере. Спо- собность к более быстрому переходу гемоглобина в оксигемогло- бин в условиях кислородной недостаточности у аборигенов по сравнению с европеоидным населением, живущим в высокогорье, была обнаружена и в эксперименте при оценке кривых диссоциа- ции кислорода. Этот эффект обусловлен модификацией молекулы гемоглобина и может рассматриваться как феномен эволюционной 200 адаптации в популяциях, обитающих в условиях высокогорья в течение нескольких тысячелетий. В условиях высокогорья, как правило, не только повышается уровень гемоглобина, но и изме- няется морфологический состав крови. В современной антропологической литературе возникает мно- го вопросов по поводу процессов роста в условиях высокогорья. Для большинства высокогорных популяций характерно замедление ростовых процессов и сроков полового созревания. Вполне вероятно, что условия высокогорья усиливают изоля- цию, к тому же и браки там могут заключаться в более ограничен- ной по численности популяции. Однако и на равнине у таджиков круг брачных связей достаточно тесен. Поэтому помимо действия стохастических процессов допустимо возможное влияние комп- лекса высокогорных условий, по отношению к которому лица, обладающие нулевой группой крови, оказываются наиболее резис- тентными, а группой В — наименее резистентными. Это лишь предположение, возникшее по аналогии с концентрацией аномаль- ного гемоглобина в районах распространения малярии, — транс- феррина, принимающего участие в регуляции газообмена, в эква- ториальном поясе. Предположение о возможной генетической детерминации при- способительных реакций в условиях высокогорья подкрепляется отмеченной у индейцев Перу способностью к более быстрому пе- реходу гемоглобина в оксигемоглобин при пониженном кислород- ном напряжении в атмосфере по сравнению с лицами европей- ского происхождения. |