Как человек приспособился к природным условиям. Адаптация и акклиматизация человека к экстремальным условиям крайнего

Современный человек - Homo Sapiens («человек разумный») как новый биологический вид появился на поверхности сравнительно недавно (см. статью « «). Антропологи продолжают спорить, произошло ли это в одном месте (и в каком?), или в нескольких местах; но очевидно, что таких мест было очень немного, и все они располагались в районах с теплым климатом (об этом говорят названия мест находок останков древнейших людей: остров Ява, Юго-Восточный Китай, Восточная Африка, Средиземноморье и другие). Понятно, что, например, на узкой полоске земли между морем и ледником в Гренландии человек появиться не мог - он мог лишь позже переселиться туда, приспособившись к этим, совершенно иным, местным условиям.

Вот как описывает медико-географ Б.Б. Прохоров воздействие природных условий на заселение территории: Характер расселения людей по поверхности Земли с первых шагов становления человеческого общества лимитировался факторами окружающей природной среды. Территория, где селились люди (род или община), должна была обладать достаточными запасами пищевых продуктов, иметь удобное стратегическое положение, характеризоваться мягким климатом, располагать подходящими условиями для сооружения жилищ и подобными. По мере таких свободных мест оставалось все меньше и меньше, из-за них вспыхивали жестокие столкновения, побежденные вынуждены были расселяться в менее благоприятных для привычного образа жизни районах.

В некоторые периоды массовые миграции населения были связаны с резкими колебаниями климата. Под влиянием исторических и природных катаклизмов были освоены просторы тундры, северная тайга, высокогорья, и ряд других экологических ниш, за адаптацию в которых люди «заплатили» здоровьем и жизнью многих своих сородичей, умиравших из поколения в поколение, прежде чем пришлые контингента полностью «вписались» в новые для себя условия жизни и достигли удивительного совершенства адаптации к экстремальным условиям.

Адаптация человека

Адаптация (от латинского «adaptare» — приспособлять) человека к природной среде может происходить двумя путями: биологическая и внебиологическая.

Биологическая адаптация проявляется в изменении самого, организма человека: строения тела, цвета кожи, волосяного покрова и так далее.

Но гораздо большую роль играет внебиологическая адаптация - то, что часто называют культурой в широком смысле этого с лова. Культура - это в данном случае понимается как все то, что создано человечеством: техника, жилище, наука, государство, семья, искусство, религия и многое другое. Одни из творений человека помогают изолировать себя, защититься от окружающей среды: это прежде всего жилище и одежда. Другие помогают изменить среду, например, создать оросительные системы и заниматься земледелием в зоне пустынь или осушить часть моря (как в Нидерландах) и так далее.

Но на самом деле процесс адаптации сложнее: человек не только меняет среду обитания, но при этом меняется и сам; свое поведение он приспосабливает к требованиям этой (уже измененной им!) среды. Например, для кочевника-скотовода его кибитка и лошадь - это части его культуры, способы адаптации к среде, а ежегодные сезонные миграции (с летних пастбищ на зимние) - часть традиционного образа жизни (и также

Для каждой среды обитания, в которой живет человек, характерен свой климатический режим. Распределение и смена в течение года жары и холода, ясных и облачных дней, ветра и безветрия, дождей и засухи зависит от большого числа различных факторов – географической широты, удаленности от моря, защищенности от ветров, рельефа поверхности и высоты над уровнем моря. Главный фактор, который обусловливает существование больших климатических зон, – это широта местности. В конкретных условиях он проявляется в сложной форме вследствие взаимодействия остальных перечисленных факторов в любом данном месте или в любое время года. Самое древнее и наиболее простое разделение земного шара на климатические пояса – жаркий, теплый, умеренный и холодный – связано с астрономическими наблюдениями за движением солнца в разных широтах. Эти пояса простираются от 0 до 30° широты (жаркий), от 30 до 45° (теплый), от 45 до 60° (умеренный), от 60 до 90° (холодный).

Каждый большой пояс включает множество подпоясов, или климатических провинций, так как влияние широты на климат может быть различным в зависимости от высоты над уровнем моря, близости к морю, защищенности от ветров. Эти дальнейшие подразделения, вводимые климатологами, основаны на вариациях масштабов и времени наступления температурных изменений и количества осадков; они соответствуют, следовательно, особенностям рельефа провинции внутри каждого пояса, определяются различными комбинациями величин, характеризующих температуру воздуха, влажность, интенсивность солнечной радиации, скорость движения воздушных масс. Эти комбинации изменяются в зависимости от времени суток и времени года, они определяют собой комплекс физиологических воздействий, характерных для данного климатического пояса. Для каждого пояса можно установить приближенную среднюю годовую эффективную температуру: для жаркого климата – 27–21°С, для теплого – 21–16°С, умеренного – 15–5°С, холодного – ниже 5°С.

Климат, в котором живет человек, в действительности состоит из ряда климатических «оболочек» – микроклимата его одежды, микроклимата его жилых и производственных помещений и географического макроклимата. Среди всех географических факторов первостепенную физиологическую роль играют те, которые оказывают прямое влияние на интенсивность теплового обмена между поверхностью тела и окружающей средой.

Эффективность адаптации организма зависит от степени нарушения гомойотермии. Адаптивные температурные приспособления человека бывают трех типов:

1) общие физиологические приспособления, которые связаны с функциями терморегуляторной, метаболической и циркуляторной систем и обеспечивают возможность жить и работать в самых разнообразных условиях температурной среды. Способность к таким приспособлениям – это свойство, получившее наибольшее развитие у человека как вида. Приспособления могут быть как кратковременными, так и длительными;

Эффективная адаптация человеческого организма к климату необходима для: а) обеспечения состояния комфорта; б) выполнения физической работы без повышенной утомляемости; в) выполнения различных видов квалифицированной работы, требующей внимания и сноровки, с минимумом ошибок; г) обеспечения нормальных условий для роста и развития.

Человеческие сообщества успешно выживают в различных областях с летней температурой от – 17 до +38°С и зимней температурой от – 36 до +28°С.

Несмотря на столь резкие изменения внешней температуры, внутренняя температура тела изменяется в относительно небольших пределах. Суточные колебания температуры тела не превышают 2°С. Она имеет максимальное значение вечером и минимальное около 4 ч утра. В тропических странах этот цикл сдвинут вверх примерно на 0,2°С у всех рас: у европейцев, находящихся в Индии или Сингапуре, температура такая же, как у коренных жителей.

Организм не может перенести значительных отклонений от средней суточной температуры, и существование столь узкого интервала колебаний для различных условий (суточных, сезонных и географических) подразумевает наличие весьма чувствительной системы внутренней регуляции. Регуляция осуществляется в первую очередь термостатическим механизмом мозга (гипоталамусом), который чувствителен к повышению или понижению температуры тела в тех случаях, когда тело отдает или получает тепло в большом количестве. Пределы климатических изменений, к которым может приспособиться организм, определяются взаимоотношением двух биологических факторов – поддержания необходимого комфорта и сохранения теплового баланса.

Немедленная физиологическая реакция на перегревание – увеличение теплоотдачи организмом, которое осуществляется, во‑первых, через систему кровообращения и, во‑вторых, путем потоотделения. Роль системы кровообращения состоит в усилении тока крови через кожу, которое становится возможным благодаря расширению кожных сосудов, а также увеличению минутного объема сердца, сопровождающегося увеличением пульса. Тепло, поступающее в избытке к поверхности тела, рассеивается за счет увеличения конвекции и излучения; рассеяние тепла возрастает вследствие увеличения температуры кожи. Интенсивность конвекционной отдачи тепла на единицу поверхности пропорциональна разности температур кожи и окружающего воздуха (и квадратному корню из скорости движения воздуха). Интенсивность излучения на единицу излучающей поверхности приблизительно пропорциональна разности средних температур кожи и окружающей среды. Человеческая кожа, независимо от цвета, действует как абсолютно черное тело, излучающее тепло. Если указанные процессы недостаточны для сохранения теплового баланса и температура тела возрастает, начинается усиленное потоотделение. Интенсивность теплоотдачи при испарении пота зависит от разности давления паров воды на поверхности кожи и давления воздуха, от размеров увлажненной поверхности и от движения воздуха. Теплоотдача за счет скрытой теплоты парообразования может значительно возрасти вследствие как увеличения числа функционирующих потовых желез, так и прогрессирующего увеличения активности каждой железы. Максимально возможная потеря воды, равная примерно 1 л/ч, эквивалентна отдаче 2500 кДж тепла в час. Хотя общее число потовых желез у разных людей неодинаково, нет данных о сколько‑нибудь существенных различиях между расовыми группами. Число потовых желез на одних и тех же участках тела у представителей разных групп примерно одинаково и на различных участках тела располагается в порядке убывания: на верхней конечности – тыльная сторона кисти, предплечье, плечо; на нижней конечности – ступня, голень, бедро; на туловище – живот, грудь (табл. 3.1).

Таблица 3.1

Число потовых желез на 1 см 2 поверхности тела мужчины

Примечание: 1 – живот; 2 – рука, кисть; 3– предплечье; 4 – плечо; 5 – тыльная сторона стопы; 6 – стопа; 7 – бедро.

Однако в дальнейшем было обнаружено, что при комнатной температуре +37,8°С после ряда определенных движений представители негроидной расы теряли несколько меньше пота и показывали более низкую ректальную температуру, чем европейцы. В других экспериментах было установлено, что после 15 мин воздействия высокой температуры (+76,5°С) у человека с белым цветом кожи выделялось 107 см 3 , а у темнокожих – 170 см 3 пота. Имеются сведения, что потовые железы у африканских негров крупнее, чем у европейцев, поэтому и выделение пота при одинаковом количестве желез выше.

Кожа представителей негроидной расы в большей степени приспособлена к жаркому климату, чем кожа европейской расы, причем пигментация играет большую, но далеко не единственную роль. Было показано, что в коже представителей негроидной расы содержится больше меди, чем в коже европейцев; это связано с участием меди в процессах образования меланина.

Курчавые волосы, возможно, образуют вокруг головы весьма пористую оболочку; при сильном нагревании солнечными лучами наружной поверхности волосяной шапки тепло вследствие малой теплопроводности воздуха плохо передается коже и сосудам головы. Таким образом, курчавая шапка волос играет роль изолирующей воздушной подушки. Имеются сведения, что в волосе представителей негроидной расы находится большее количество пузырьков воздуха, чем, например, в волосе монгола, что и придает волосам более тусклый отблеск по сравнению с монгольскими.

В жарких областях температура воздуха в среднем не намного ниже, чем температура внутренних органов человека. Поэтому можно предположить, что для тропических рас было бы целесообразным увеличение испаряющей поверхности ротовой полости для охлаждения. Большая ширина ротовой щели (по отношению к размерам лица и головы) и большая протяженность слизистых поверхностей губ представителей негроидной расы усиливают потерю влаги и тем самым охлаждают вдыхаемый воздух. Характерная для рас тропического пояса узко‑высокая форма черепа более благоприятна в условиях сильной инсоляции, чем плоско‑широкая.

Кроме анатомо‑антропологических адаптивных признаков существует физиологическая акклиматизация к высоким температурам. Так, при постоянном или многократном воздействии тепловой нагрузки приспособляемость организма на эту нагрузку поразительно возрастает. Особенно заметно улучшается способность выполнять физическую работу. Испытуемые, подвергавшиеся действию тепла, в первый день прекращали работу менее чем через час после начала эксперимента, тогда как на 5‑й день могли выполнять ту же работу в течение 4 ч. Заметно улучшалось состояние системы кровообращения – снижались частота пульса и минутный объем. Более эффективной становилась терморегуляция. В первые дни эксперимента температура тела быстро и значительно повышалась, достигая довольно высоких значений, а в последующие дни повышалась медленнее и достигала «плато», несмотря на продолжавшееся воздействие тепла. При акклиматизации уменьшалась также и температура кожи.

Было показано, что все эти изменения, наблюдавшиеся в искусственных условиях, происходят и в естественной среде – в странах с жарким экваториальным или засушливым климатом. Главная причина улучшения системы регуляции состоит в том, что потовые железы становятся более чувствительными к тепловому раздражению, их реакция ускоряется и потоотделение усиливается. Это означает, что площадь, с которой происходит испарение, увлажняется гораздо быстрее и равномернее, а теплоотдача за счет испарения возрастает, как это и должно быть в случае, если необходимо свести к минимуму увеличение температуры тела и накопление тепла.

Весь комплекс изменений, который обеспечивает физиологическую акклиматизацию к высоким температурам, был подтвержден наблюдениями над людьми различных рас, живущими в странах с жарким климатом.

Непосредственные реакции организма на охлаждение направлены на уменьшение теплоотдачи и увеличение количества вырабатываемого организмом тепла, т.е. на сохранение гомойотермии. У человека, не защищенного одеждой, в состоянии покоя при температуре воздуха – 31°С происходит повышение интенсивности обмена веществ, чтобы предотвратить падение внутренней температуры тела; это и есть критическая температура. Этот уровень критической температуры характерен для тропических животных. Теплоотдача снижается за счет повышения изолирующих свойств поверхности тела. Теплопроводность кожи заметно уменьшается из‑за сужения сосудов, однако максимальный эффект достигается довольно быстро, так что ниже критической точки температура кожи непрерывно снижается с понижением температуры воздуха. Человек, живущий в холодном климате, должен обладать добавочной теплоизоляцией, что позволяет снизить критическую температуру. Известно, что у арктических животных высокоэффективная изоляция обеспечивается толстым слоем жира и мехом. Такой степени изоляции человек может достичь, используя для защиты от холода шкуры животных или другой материал.

На холоде количество вырабатываемого организмом тепла увеличивается; это может происходить непроизвольно (мышечная дрожь) или произвольно (человек намеренно много работает, двигается). При возникновении мышечной дрожи вырабатывается почти втрое больше тепла, чем в состоянии покоя; дрожь возникает вследствие уменьшения температуры кожи и последующей рефлекторной стимуляции особого центра, находящегося в гипоталамусе. Большое количество тепла вырабатывается при физической нагрузке; это количество лимитируется только функциональной приспособленностью организма и наличием пищи. Если температура окружающего воздуха соответствует точке замерзания, то для поддержания постоянной температуры тела, даже в теплой одежде, толщина которой втрое превосходит обычную, затрачивается вдвое больше энергии, чем на основной обмен. Известно, что эскимосы могут долгое время бежать за санями достаточно быстро, чтобы согреться, но не выбиваются из сил; их функциональная приспособленность, измеренная обычными тестами, выше, чем у канадцев европейского происхождения.

Важное значение имеет реакция рук на действие холода. Сначала происходит интенсивное сужение сосудов, затем, примерно через 5 мин, они расширяются; в дальнейшем эти вазомоторные реакции периодически повторяются. Такое местное расширение сосудов препятствует понижению температуры ткани и отморожениям.

Имеются четкие данные, свидетельствующие о том, что акклиматизация к холоду развивается постепенно. Было замечено, что у тех участников северных экспедиций, которые проводили большую часть времени в помещениях, отморожения появлялись при низких температурах в первые 1,5 мин., а те, кто преимущественно находился на воздухе, выдерживали высокие температуры воздуха до 10 мин. Привычные к холоду люди способны к более точной оценке температуры лица и ног и вовремя принимают необходимые меры, чтобы предотвратить появление отморожений. Имеются также данные, указывающие на стимуляцию процессов, связанных с поддержанием теплового равновесия. Основной обмен несколько возрастает по сравнению с его величиной в тропических условиях. У эскимосов наблюдается более заметное повышение интенсивности основного обмена (на 7–30%), чем у европейцев (на 8%), живущих в аналогичных условиях.

Анатомические признаки. Размеры и форма тела в какой‑то степени влияют на интенсивность теплообмена. Теплоотдача за счет конвекции и испарения оказывается тем больше, чем больше поверхность кожи. Теплообмен за счет излучения происходит тем быстрее, чем больше площадь излучающей поверхности. Если главную роль в теплоотдаче играет потоотделение (при температуре воздуха, близкой к температуре кожи или несколько большей), то общая теплоотдача должна коррелироваться с площадью поверхности. Однако действительная величина корреляции составляет + 0,8, что указывает на значительную индивидуальную изменчивость способности к потоотделению; следовательно, телосложение – это не единственный фактор, влияющий на теплообмен.

Количество тепла, выделяемого человеком в процессе мышечной работы, тесно связано с его весом. Количество тепла, производимого на 1 кг веса тела, приблизительно одинаково у лиц с большим и малым весом. Это количество, однако, не будет постоянным, 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 данном 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 производимого телом количества тепла относительно большей площадью, участвующей в рассеянии этого тепла; отдача тепла на единицу поверхности у них меньше, что подтверждается данными прямых наблюдений.

Форма тела влияет на теплоотдачу и другим путем. И коэффициент 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 малых размеров. У человека с большим весом образуется больше пота на единицу поверхности тела; потовые железы должны в этом случае быть более активными, так как количество этих желез не зависит 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 жирового слоя. При высокой температуре большая часть тепла переносится на периферию усиленным током крови. Но жировой слой сравнительно беден кровеносными сосудами; толщина слоя оказывает большое влияние на общую теплопроводность.

Все рассмотренные факты, которые в жарких странах благоприятствуют установлению теплового баланса, оказывают прямо противоположное действие на теплообмен в районах с холодным климатом. 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 животных и человека. Согласно правилу Бергмана в пределах одного политипического 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 стран на всех континентах средний вес тела ниже, чем в популяциях, 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 относительно длиннее. То же можно сказать и о верхних конечностях: 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 жаркому климату отношение веса тела к площади его поверхности уменьшается. Следует заметить, что корреляция между размерами или формой тела и средней температурой тела объясняет до 50–60% межпопуляционной изменчивости. Конечно, вариации телосложения зависят и от других факторов, и в первую очередь от подвижности популяций.

Исследователи располагают весьма скудными данными о толщине подкожного жирового слоя у представителей различных народов. 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 проявляться 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 скелета 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 уменьшенные надбровные дуги и лобные пазухи, более плоские и широкие глазничные и молярные области, уменьшенный носовой выступ; особые признаки глаз (узость щели, складка века, эпикантус) возникли как защитный аппарат, охраняющий орган зрения от ветров, пыли и вредоносного действия отраженной солнечной радиации на заснеженных пространствах континентальных областей Центральной Азии.

Возникновение эпикантуса могло быть вызвано другими причинами. Так, доказана внутригрупповая связь между выраженностью 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 жироотложением на лице эпикантус отмечен значительно чаще, чем у лиц со слабой степенью жироотложения. Известно, что усиленное жироотложение на лице характерно для детей монголоидной расы, обладающих, 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 разреженность воздуха требует большой площади носового отверстия, а низкая 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 изменчивость формы и размеров тела, отложения жира, характер роста, развитие скелета и физиологическое созревание в гораздо большей степени определяются генетической конституцией, нежели действием факторов внешней среды. Несомненно, что некоторые 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 изменении 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 европейцев, 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 высокой температуры в период роста может привести к морфологическим и физиологическим изменениям, которые в последующем обеспечат большую сопротивляемость организма к действию высоких температур. Благодаря способности к непосредственным и быстрым реакциям эти изменения могли, по‑видимому, накапливаться путем сравнительно быстрого естественного отбора, поэтому в некоторых популяциях соответствующие типы роста закрепляются генетически. Неудивительно в таком случае, что на всех континентах связь телосложения с климатическими условиями, устанавливаемая соотношениями Бергмана и Аллена, существует 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 различных климатических условиях, обусловлен физиологической акклиматизацией, различием в размерах тела, расовыми различиями.

На организм человека большое влияние оказывают ультрафиолетовые лучи солнечного спектра, а также ионизирующее излучение – космическое и исходящее от радиоактивных элементов, содержащихся в воздухе и земной коре. Хотя человек, проживший на Земле целую геологическую эпоху, имел возможность выработать необходимые приспособления к ультрафиолетовому излучению и естественному радиоактивному фону, в настоящее время он столкнулся с новой большой экологической опасностью, обусловленной освобождением и накоплением искусственных радиоактивных веществ.

Ультрафиолетовые лучи (длина волны короче 0,32 мкм) вызывают загар и ожоги. С уменьшением длины волны эритематозное действие ультрафиолетовых лучей усиливается, достигая максимума при 0,28 мкм.

Под действием ультрафиолетовых лучей кожный покров человека приобретает темный цвет. Основу загара составляет ряд довольно сложных изменений; по‑видимому, главное из них – повреждение клеток эпидермиса, при котором выделяются вещества, расширяющие мелкие кровеносные сосуды; в результате возникают отечность и другие признаки воспаления. Роль адаптации состоит 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 защитного эффекта лежат два процесса – утолщение рогового слоя и накопление меланина. Об ограничении проникновения ультрафиолетовых лучей через эпидермис при утолщении рогового слоя свидетельствует то, что, например, у альбиносов в области витилиго загар не возникает, но порог эритемной дозы выше. Для обычной кожи существенную роль должны играть также накопление пигмента меланина и миграция его из базальных клеток к поверхности. Было показано, что присутствие пигмента в роговом слое влияет на степень поглощения ультрафиолетовых лучей.

Повреждение кожи при солнечном ожоге, по‑видимому, затрагивает и потовые железы. В связи с этим в эритемный период часто нарушается теплорегуляция; в пигментированной коже подобного повреждения не происходит. Следует обратить внимание на закономерности географического распространения вариантов цвета 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 ультрафиолетовых 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 приобретает 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 способности 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 света получают близкие к морю западные области континентов, где много облачных дней в году. Небо Арктики летом свободно от облаков и пыли, в зимнее время снег и лед отражают падающий свет, интенсивность ультрафиолетового излучения здесь высока, а цвет кожи у арктических народов более смуглый, чем у людей умеренного пояса.

Таким образом, географическая связь между интенсивностью ультрафиолетовых лучей и цветом кожи определяется, вероятнее всего, защитной ролью пигментации; темнокожие народы населяют 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 генетически определенного более темного цвета кожи у людей, живущих в тропических и экваториальных областях. Вполне возможно, что темная пигментация появилась независимо в разных районах земного шара у темнокожих европеоидов Южной Индии и Аравии, у негров Океании и Африки, поскольку эти народы по многим генетическим признакам далеки друг от друга.

Один из интереснейших районов обитания человека – высокогорье. Такие его особенности, как понижение атмосферного давления, недостаток кислорода, холод, нарушение геохимического баланса, недостаток пригодных для жизни и хозяйства земель, позволяют назвать условия высокогорья поистине экстремальными. Исследования физиологических реакций на больших высотах у местного населения или у пришлых групп констатируют приспособление 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 сердечных 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 популяций; основанием этому служит направление морфофункциональных 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 большинства высокогорных популяций, независимо от их расовой и этнической принадлежности, характерно замедление ростовых процессов и сроков полового созревания.

Разнообразие ландшафтных и климатических условий, генетическая общность групп, живущих на разных высотах, вполне сопоставимый характер их питания – все это позволило выявить основное значение геоклиматического фактора в формировании адаптивных особенностей у высокогорных популяций по сравнению с популяциями, обитающими на равнине.

Помимо массивного телосложения в условиях высокогорья авторы 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, увязывается 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 барометрическому давлению и сопутствующему этому уменьшению парциального давления кислорода.

Основным фактором, создающим стрессовую ситуацию в высокогорье, является пониженное давление кислорода, и естественно, что это обстоятельство оказывает наибольшее воздействие на энергетические процессы в организме. Сопоставление популяций индейцев кечуа и аймара, живущих на высотах 3500 и 4500 м над уровнем моря, с их равнинными сородичами, мигрировавшими в высокогорье, показывает, что мигранты в значительно большей 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 количество и большая величина капилляров. А. Хуртадо (1964) на основании этих данных сделал предположение о существовании клеточной разницы в усвоении кислорода как у жителей высокогорья, так и равнины при пониженном его напряжении в атмосфере. Способность к более быстрому переходу гемоглобина в оксигемоглобин в условиях кислородной недостаточности у аборигенов по сравнению с европеоидным населением, живущим в высокогорье, была обнаружена и в эксперименте при оценке кривых диссоциации кислорода. Этот эффект обусловлен модификацией молекулы гемоглобина и может рассматриваться как феномен эволюционной адаптации в популяциях, обитающих в условиях высокогорья в течение нескольких тысячелетий. В условиях высокогорья, как правило, не только повышается уровень гемоглобина, но и изменяется морфологический состав крови.

В современной антропологической литературе возникает много 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 изоляцию, к тому же и браки там могут заключаться в более ограниченной по численности популяции. Однако и на равнине у таджиков круг брачных связей достаточно тесен. Поэтому помимо действия стохастических процессов допустимо возможное влияние комплекса высокогорных условий, по отношению к которому лица, обладающие нулевой группой крови, оказываются наиболее резистентными, а группой В – наименее резистентными. Это лишь предположение, возникшее по аналогии с концентрацией аномального гемоглобина в районах распространения малярии, – трансферрина, принимающего участие в регуляции газообмена, в экваториальном поясе.

Предположение о возможной генетической детерминации приспособительных реакций в условиях высокогорья подкрепляется отмеченной у индейцев Перу способностью к более быстрому переходу гемоглобина в оксигемоглобин при пониженном кислородном напряжении в атмосфере по сравнению с лицами европейского происхождения.

Коротко о главном

Адаптивные температурные приспособления человека бывают трех типов:

1) общие физиологические приспособления, связанные с функцией терморегуляторной, метаболической и циркуляторной систем;

2) специализированные физиологические, анатомические и антропологические адаптивные реакции, основу которых составляют особенности генотипа;

3) культурные и социальные приспособления, связанные с обеспечением человека жильем, одеждой, теплом, системой вентиляции.

На организм человека большое влияние оказывают ультрафиолетовые лучи солнечного спектра, а также ионизирующее излучение – космическое и испускаемое радиоактивными элементами, содержащимися в воздухе и земной коре. Хотя человек, проживший на Земле целую геологическую эпоху, имел возможность выработать необходимые приспособления к ультрафиолетовому излучению и естественному радиоактивному фону, в настоящее время он столкнулся с новой большой экологической опасностью, обусловленной освобождением и накоплением искусственных радиоактивных веществ.

Морфологические характеристики населения высокогорья отличаются увеличением длины и массы тела, а также повышением основного обмена.

Гаврилова Алина

Среда человека это то, что окружает его и дает ему возможность существовать. Она одновременно и постоянна, и изменчива, и в этой среде нужно жить. Поэтому человек, должен адаптироваться к своей среде. Целью данной работы было изучить адаптацию народов России к условиям окружающей среды

Скачать:

Предварительный просмотр:

Муниципальное автономное образовательное учреждение

средняя общеобразовательная школа № 5

имени Ю.А. Гагарина.

Адаптация народов России к условиям окружающей
среды

Конкурс «Моя многоликая Россия»

Выполнила

Ученица 10 класса

Гаврилова А.В.

Руководитель:

Учитель биологии

Брагина Галина Сергеевна

Тамбов

2013

Введение……………………………………………………………………3
Культура народов России………………….…………………………….3
Взаимосвязь адаптации к условиям окружающей среды и культуры народов………………………………………………….……..4
Народы России и их адаптационные физиологические показатели.4
Заключение………………………………………………………………...5
Литература………………………………………………………………....7

Введение

«Окружающая среда» - обобщённое понятие, характеризующее природные условия в конкретно избранном месте и экологическое состояние данной местности. Как правило, применение термина относится к описанию природных условий на поверхности Земли, состоянию её локальных и глобальных экосистем и их взаимодействие с человеком. В таком значении термин используется в международных соглашениях.

Среда человека это то, что окружает его и дает ему возможность существовать. Она одновременно и постоянна, и изменчива, и в этой среде нужно жить. Поэтому человек, должен адаптироваться к своей среде. Целью моей работы было изучить адаптацию народов России к условиям окружающей среды.

В соответствии с поставленной целью были определены следующие задачи:

Познакомиться с народами, проживающими на территории Российской Федерации;
Проследить связь культуры народов с окружающей средой;
Познать физиологические механизмы адаптации организма человека к различным условиям окружающей среды.

Культура народов России

Всего на территории страны проживает около 180 различных этнических групп, и у каждой из них есть свое культурное наследие – свои традиции, обычаи и жизненный уклад.

Наиболее ярко талант народов России проявился в промыслах и ремеслах. Взять, к примеру, Центральный регион, сколько здесь уникальных народных промыслов. Это - федоскинская лаковая миниатюра, жостовская роспись, абрамцево-кудринская резьба по дереву и хотьковская резьба по кости, богородский игрушечный и павлово-посадский платочный промыслы, гжельский фарфор и майолика, загорская роспись по дереву. Столь же уникальные народные промыслы и ремесла существуют на бескрайних просторах Сибири и Дальнего Востока. Они продолжают древние традиции заготовки и обработки сырья, изготовления и украшения изделий из меха, шерсти, дерева, бересты, корня кедра и других материалов. Сохранилось оригинальное искусство обработки бересты у народов Приамурья – нанайцев, ульчей, орочей, удэгейцев, нивхов; изготовление из нее различных вещей для своего хозяйства, в частности, посуды. Широко в мире известно искусство обработки металлов у народов Северного Кавказа. Можно назвать село Кубачи в Дагестане - один из крупных центров производства кованных и чеканных изделий из меди и латуни, который славится литыми бронзовыми котлами, латунными чеканными кувшинами, ритуальными сосудами, декоративными подносами, различными чашами, кубками .

Народы Севера славятся своими изделиями из меха, кожи и кости, татары – кулинарным искусством, удмурты – различными видами рукоделия (вышивка, узорное вязание, плетение). У каждого из народов есть повод для гордости!.

Взаимосвязь адаптации к условиям окружающей среды и культуры народов

Адаптация - это процесс установления такого способа взаимодействия между народом и окружающей средой, который позволяет народу выживать в этой среде.

Культура - основной механизм, посредством которого человеческие коллективы адаптируются к окружающей среде. В культуре содержаться такие модели поведения, следование которым дает возможность добывать себе пропитание, строить жилища, изготавливать одежду наиболее рациональным для имеющихся географических и климатических условий образом.

Народы России и их адаптационные физиологические показатели

В Российской Федерации проживает 40 коренных малочисленных народов Севера, Сибири и Дальнего Востока, общая численность которых составляет около 244 тысячи человек. К ним относятся алеуты, долганы, коряки, манси, нанайцы, ненцы, саамы, селькупы, ханты, чукчи, эвенки, эскимосы и другие. Также на Севере проживают коренные народности, не относящиеся к малочисленным - это коми и якуты, численность которых превышает 400 тысяч человек .

Физиологические показатели жителей Севера:

Коренастое телосложение с хорошо развитой костно-мышечной массой, цилиндрическая форма грудной клетки. Лицо у них имеет овальную форму, широкий уплощенный нос, узкий разрез глаз. Эти особенности способствуют уменьшению теплоотдачи в условиях переохлаждения.
Энергетические процессы более интенсивны. Чувствительность холодовых рецепторов снижена. Перераспределение кровотока между поверхностными и глубокими кровеносными сосудами тела и, особенно, конечностей, ограничивает теплопотери через кожные покровы и способствует стабилизации температурного режима «ядра» туловища. Основной обмен у них повышен.
Повышенная гамма-глобулиновая фракция сыворотки обусловливает улучшение иммунных свойств организма.
Задерживается период полового созревания. Велик процент бесплодия женщин и преждевременных родов. Часто встречаются патологии .

Жители горных районов РФ: алтайцы, осетины, кабардинцы, балкарцы, адыгейцы, карачаевцы, чеченцы, ингуши .

Физиологические показатели жителей высокогорья:

Массивное телосложение. Крупная грудная клетка сочетается с более высокой жизненной емкостью легких. Относительное увеличение длинных костей скелета связывают с гипертрофией костного мозга, которая соотносится с повышенным эритропоэзом.
Замедление ростовых процессов и сроков полового созревания.
Равномерность альвеолярной вентиляции всех долей легкого, оптимальные режимы вентиляционно-перфузионных отношений и высокие диффузионные способности альвеол позволяют аборигену гор менее интенсивно вентилировать легкие. Большая кислородная емкость крови и высокое сродство гемоглобина к кислороду создают условия для умеренной активности сердечно-сосудистой системы. Необходимый запрос организма по кислороду удовлетворяется за счет лучшей утилизации О 2 в тканях благодаря более эффективной организации биофизических механизмов клеточного метаболизма.

Коренное население приморья: удэгейцы, нанайцы, тазы .

Физиологические показатели жителей Приморского края:

В зимний муссон у человека увеличен обмен веществ, немного повышены температура тела и потребление О 2 . Усилен тонус симпатической нервной системы и кровеносных сосудов. Увеличено артериальное давление.
В летний муссон снижены основной обмен, температура тела, потребление О 2 , тонус кровеносных сосудов и артериальное давление. Повышен тонус парасимпатической системы.

Заключение

Моя работа показала, что существует взаимосвязь между культурой народов и адаптацией к условиям окружающей среды. Эта связь не может не существовать, так как посредством своей культуры люди адаптируются в окружающем их мире.

Так как люди населяют разные климатогеографические регионы, то и адаптационные физиологические показатели у них разные.

Не только по своему филогенезу от обезьяноподобных предков, но и по физиологическим особенностям терморегуляции человек как гомойотермный организм должен быть отнесен к тропическим видам. Относительно слабое развитие химической терморегуляции, яркая и охватывающая большие области тела сосудистая реакция и хорошо развитое потоотделение с большим количеством эккринных потовых желез, характеризуют терморегуляцию у человека. Температура тела человека подвержена суточным колебаниям в пределах ГС и не является стабильной в разных частях тела.

Физиологические изменения в организме человека под длительным влиянием холода близки к тем, которые наступают в организме экспериментальных животных. Наблюдается общее повышение газообмена, уменьшение электрической активности скелетной мускулатуры при охлаждении, возрастание реакции газообмена в мускулатуре при введении норадреналина, возрастание устойчивости температуры тела при охлаждении (Davis a . oth ., 1965; Leblanc , 1966; Кандрор, 1968). Однако особое место занимают изменения чувствительности конечностей к холоду и изменения кожной вазоконстрикции. Как показали детальные исследования у рыбаков, руки которых подвергаются длительному систематическому охлаждению, наблюдается общая пониженная реакция к холоду в результате изменения общей чувствительности к нему (Leblanc , 1960, 1962). В этих же исследованиях обнаружено, что явления адаптации у рыбаков могут сохраняться в течение 15 лет после прекращения работы. Следует заметить, что экспериментальные адаптации у крыс, о которых речь была выше, быстро исчезают после прекращения холодового воздействия. Все это позволяет заключить, что у человека холодовая адаптация, связанная с характером его деятельности, представляет своеобразную «память», отраженную в центральной нервной системе; тут играют важную роль кортикальные механизмы терморегуляции и их своеобразная динамика.

В то же время адаптация к условиям Субарктики и Арктики не аналогична адаптации человека к холоду даже в условиях его повседневного воздействия на организм, например при холодовом закаливании или производственной работе, хотя контакты с природой имеют большое значение. Например, в условиях Арктики многие исследователи наблюдали у местных жителей повышение уровня основного обмена. Однако это повышение скорее было связано с ношением тяжелой одежды, чем с непосредственным воздействием холода на терморецепторы. Тем не менее у человека основной обмен может повышаться под влиянием длительного охлаждения (Кандрор, 1968) в условиях Арктики у лиц, постоянно работающих на открытом воздухе. У людей, не работавших на открытом воздухе, основной обмен в таких суровых климатических условиях не изменялся.

В зимнее время основной обмен эскимосов повышается на 25%, объем плазмы крови - на 25-45% и объем эритроцитов - на 15-20%. Летом все эти сдвиги исчезают, что происходит, как полагают авторы, в результате дезакклиматизации (Brown , Bird , Boug , Delahaye , Green , Hatcher a . Page , 1954). С другой стороны, не обнаружено никаких отличий критической точки обмена веществ у лопарей (27° С), по сравнению с обитателями умеренного пояса (Scholander , 1957). Автор считает, что все явления приспособления лопарей к низким температурам среды происходят за счет использования теплой одежды. Вопрос о собственно холодовой акклиматизации у народов Севера остается, таким образом, открытым.

По-видимому, в условиях Арктики большое значение имеет и своеобразная диета, включающая значительное количество белков и жиров. Исключительное значение, кроме того, имеет, по-видимому, для человека и режим мышечной деятельности. При ограничении движений и пребывания на открытом воздухе основной обмен в условиях Заполярья у человека по сравнению с условиями средних широт понижен (Слоним, Ольнянская и Руттен-бург, 1949). Однако процесс адаптации у человека усиливается при сочетании собственно климатических воздействий с умеренной мышечной деятельностью. Так, в санаториях под влиянием таежного климата основной обмен повышается при одновременном снижении частоты дыхания и пульса. Увеличивается и скорость восстановления температуры кожи после местного охлаждения.

При акклиматизации человека к условиям Севера различают три фазы, последовательно наступающие одна за другой (Данишевский, 1955): а) начальная фаза акклиматизации, когда ярче всего проявляются реакции организма на новые для него климатические условия; б) фаза уравновешивания и перестройки механизмов уравновешивания организма с внешней средой. При этой фазе наблюдаются случаи «полома» механизмов уравновешивания и явления дезадаптации и в) фаза устойчивой акклиматизации.

В первый период акклиматизации в условиях Арктики у человека наблюдается тенденция к понижению кровяного давления. Причины этого явления неясны.

Одним из критериев акклиматизации к условиям Севера можно считать скорость восстановления кожной температуры после стандартного охлаждения. Эта скорость особенно велика у коренного населения Севера - чукчей, эскимосов, якутов (Кандрор, Солтысский, 1959). У приезжих из умеренного климата - при условии выполнения работы на открытом воздухе - картина восстановления кожной температуры после охлаждения приближается к картине аборигенов только после трех лет такой акклиматизации. В зимнее время сосудистая реакция более выражена, чем в летнее.

Однако акклиматизация к условиям полярных областей не ограничивается непосредственными изменениями терморегуляции под влиянием только пониженных температур среды. Не меньшее значение имеют и особенности светового и ультрафиолетового режима в условиях как полярного дня, так и полярной ночи. Полярная ночь оказывает значительное и притом отрицательное воздействие на организм человека. Световое голодание приводит к увеличению случаев заболевания детей рахитом. Наблюдается снижение содержания в крови лейкоцитов и гемоглобина. Изменяются иммунобиологические реакции как детей, так и взрослых, что выражается в увеличении заболеваниями скарлатиной, корью в зимние месяцы. Наблюдается снижение неспецифического иммунитета, особенно у тех, кто недавно прибыл в Заполярье.

Вопрос об акклиматизации человека в условиях Заполярья решается, по-видимому, исключительно в плане современных гигиенических мероприятий, позволяющих не только создать для человека достаточный тепловой комфорт, но и компенсировать световое и ультрафиолетовое голодание. Такие же вопросы, как физиология размножения и развития, требуют еще значительных физиолого-гигиенических исследований для создания нормальных физиологических отношений в организме человека при этих своеобразных условиях внешней среды.

Большое место в рассматриваемой проблеме занимают исследования терморегуляции у человека в условиях жаркого климата. По вопросу приспособления человека к существованию в условиях тропиков имеется значительная литература. Большинство исследователей приходит к выводу, что в процессах приспособления к тропикам у людей различных рас нет существенных различий (Stigler , 1920; Morrison , 1956; Ladell , 1964 и др.). Обычно принимают, что тропический климат с его строго постоянной температурой среды (с колебаниями в году до 1°С и отсутствием суточных колебаний) может обеспечить нормальный теплообмен человека без всякой одежды в тени и в полном покое. Всякая деятельность в этих условиях связана с дополнительной продукцией тепла и требует увеличения теплоотдачи путем потоотделения. Имеется довольно большое количество фактов, свидетельствующих о том, что потоотделение в условиях жаркого климата увеличено, и способность к потоотделению в процессе акклиматизации возрастает. Этим и объясняется то, что ходьба в условиях тропиков по горизонтали с 20 кг нагрузки у хорошо потеющего человека перегревания не вызывает.

Значительные изменения в условиях тропиков претерпевает у человека кровообращение. Большинство исследователей обнаруживает стойкое снижение кровяного давления и возрастание минутного и ударного объема сердца. Однако и у человека дыхательному аппарату принадлежит в теплоотдаче значительная роль. Исследования температуры выдыхаемого воздуха показали, что последняя зависит не только от температуры внешней среды, но и от одежды исследуемого, т. е. от величины общей теплоотдачи организма.

Таким образом, несмотря на отсутствие у человека собственно механизма полипноэ, теплоотдача дыханием занимает даже в условиях жаркого климата (особенно сухого) значительное место.

Температура тела в условиях тропиков часто бывает повышенной, причем наблюдается обратная зависимость между интенсивностью потоотделения и температурой тела (Ladell , 1964).

Собственно процессы адаптации человека к жаркому климату сводятся в основном к снижению температуры тела, возрастанию периферического кровообращения. Увеличенное кровоснабжение кожи обеспечивает не только большую теплоотдачу с поверхности тела, но и усиленную работу потовых желез (Lewis , 1942; Юнусов, 1950). Наиболее ярко воздействие тропического климата проявляется в увеличении минутного объема сердца, сопровождающегося учащением сердечной деятельности. Часто увеличение кровообращения коррелируется с повышением температуры тела.

Важное место при адаптации в тропиках занимают изменения в крови. Большинство исследователей отмечает увеличение содержания воды в плазме, особенно ярко выраженное в первый период воздействия высокой температуры (Юнусов, 1961). Активная реакция крови не изменяется, хотя есть некоторая тенденция к ее сдвигу в щелочную сторону.

Наиболее неясным представляется изменение общего обмена веществ. Как правило, большинство исследователей находит в условиях тропиков лишь незначительное снижение основного обмена, что отчасти связывается с особенностями питания в условиях высокой температуры. Тем не менее ряд исследователей в строгих условиях изучения основного обмена наблюдали его снижение в тропиках как у местного населения, так и у хорошо адаптированных приезжих (Ozorio de Almeida , 1919; Knipping , 1923). Имеются указания на то, что интенсивность химической терморегуляции у человека, адаптированного к высокой температуре, снижена. Значительно возрастает в условиях тропиков энергетический расход на мышечную работу. Это связывается, однако, с включением в активность большого количества систем (кровообращение, дыхание, потоотделение), обеспечивающих поддержание температуры тела.

Таким образом, несмотря на то, что человек, по мнению ряда исследователей (Слоним, 1952; Scholander , 1958 и др.), является тропическим организмом, интенсивная работа его в тропических условиях крайне затруднена и требует специальных искусственных мер охлаждения. Можно сделать и более общий вывод, что существование человека в условиях различных климатических поясов от Арктики и Антарктики до экватора обеспечивается отнюдь не физиологическими особенностями его терморегуляции, а создаваемым человеком микроклиматом - одеждой и жилищем (Бартон и Эдхолм, 1957). Тем не менее факт адаптации человека к различным температурным условиям несомненен и обеспечивается физиологическими механизмами, близкими к таковым у высших млекопитающих.

— Источник—

Грандиозные изобретения человеческого разума не перестают удивлять, фантазии нет предела. Но то, что много веков создавала природа, превосходит самые креативные идеи и замыслы. Природа создала более чем полтора миллиона видов живых особей, каждая из которых индивидуальна и неповторима в своих формах, физиологии, приспособленности к жизни. Примеры адаптации организмов к постоянно меняющимся условиям проживания на планете - это примеры мудрости создателя и постоянный источник задач для разгадывания биологам.

Адаптация означает приспособленность или привыкание. Это процесс постепенного перерождения физиологических, морфологических или психологических функций существа в условиях изменившейся среды обитания. Изменениям подвергаются как отдельные особи, так и целые популяции.

Яркий пример адаптации непосредственной и косвенной - выживание растительного и животного мира в зоне повышенной радиации вокруг Чернобыльской АЭС. Непосредственная приспособляемость свойственна тем особям, которые сумели выжить, привыкнуть и начать размножаться, некоторые не выдержали испытания и погибли (косвенная адаптация).

Так как условия существования на Земле меняются постоянно, процессы эволюции и приспособленности в живой природе также являются процессом непрерывным.

Свежий пример адаптации - изменение среды обитания колонии зеленых мексиканских попугаев аратингов. С недавних пор они изменили привычное место обитания и поселились в самом жерле вулкана Масая, в среде, постоянно пропитанной серным газом высокой концентрации. Ученые еще не дали объяснение этому феномену.

Виды адаптации

Изменение всей формы существования организма представляет собой функциональную адаптацию. Пример адаптации, когда изменение условий приводит к обоюдному приспосабливанию живых организмов друг к другу, представляет собой коррелятивное приспособление или коадаптацию.

Приспособление может быть пассивным, когда функции или строение субъекта происходят без его участия, или активным, когда он сознательно изменяет свои привычки под стать окружающей среде (примеры адаптации людей к природным условиям или социуму). Бывают случаи, когда субъект приспосабливает окружающую среду под свои потребности - это объективная адаптация.

Биологи разделяют виды адаптации по трем признакам:

Морфологические.
Физиологические.
Поведенческие или психологические.

Примеры адаптации животных или растения в чистом виде редки, большинство случаев привыкания к новым условиям происходит в смешанных видах.

Морфологические адаптации: примеры

Морфологические изменения - это произошедшие в процессе эволюции изменения формы тела, отдельных органов или всего строения живого организма.

Ниже приведены морфологические адаптации, примеры из животного и растительного мира, которые мы рассматриваем как само собой разумеющееся явление:

Перерождение листьев в колючки у кактусов и других растений засушливых регионов.
Панцирь черепахи.
Обтекаемые формы тела жителей водоемов.

Физиологические адаптации: примеры

Приспособление физиологическое - это изменение ряда химических процессов, происходящих внутри организма.

Выделение цветами сильного запаха для привлечения насекомых способствует запылению.
Состояние анабиоза, в которое способны входить простейшие организмы, позволяет им сохранять жизнедеятельность через многие годы. Старейшая способная к размножению бактерия имеет возраст 250 лет.
Накопление подкожного жира, который преобразуется в воду, у верблюдов.

Поведенческие (психологические) адаптации

С психологическим фактором больше связаны примеры адаптации человека. Поведенческие характеристики свойственны флоре и фауне. Так, в процессе эволюции изменение температурного режима заставляет некоторых животных впадать в спячку, птиц - улетать на юг, чтобы возвратиться весной, деревья - сбрасывать листву и замедлять движение соков. Инстинкт выбора наиболее подходящего партнера для продолжения рода движет поведением животных в брачный период. Некоторые северные лягушки и черепахи полностью замерзают на зиму и оттаивают, оживают с наступлением тепла.

Факторы, вызывающие потребность в переменах

Любые процессы адаптации - это ответная реакция на факторы экологии, которые ведут к изменению окружающей среды. Такие факторы подразделяются на биотические, абиотические и антропогенные.

Биотические факторы - это влияние живых организмов друг на друга, когда, к примеру, исчезает один вид, который служит пищей другому.

Абиотические факторы - это изменения в окружающей неживой природе, когда меняется климат, состав почвы, обеспеченность водой, циклы солнечной активности. Физиологические адаптации, примеры влияния абиотических факторов - экваториальные рыбы, которые могут дышать и в воде, и на суше. Они хорошо приспособились к условиям, когда пересыхание рек - частое явление.

Антропогенные факторы - влияние человеческой деятельности, которое изменяет окружающую среду.

Приспособления к среде обитания

Освещенность . У растений - это отдельные группы, которые отличаются потребностью в солнечном освещении. На открытых пространствах хорошо живут светолюбивые гелиофиты. В противоположность им - сциофиты: растения лесных чащ, хорошо себя чувствуют в затененных местах. Среди животных также есть особи, чья рассчитана на активный образ жизни в ночное время или под землей.
Температура воздуха. В среднем для всего живого, в том числе и человека, оптимальной температурной средой считается диапазон от 0 до 50 о С. Однако жизнь есть практически во всех климатических регионах Земли.

Противоположные примеры адаптации к аномальным температурам описаны ниже.

Арктические рыбы не замерзают благодаря выработке в крови уникального антифризного белка, который не дает крови заледенеть.

Простейшие микроорганизмы обнаружены в гидротермальных источниках, температура воды в которых превышает градус кипения.

Растения-гидрофиты, то есть те, что живут в воде или около нее, погибают даже при незначительной потере влаги. Ксерофиты, наоборот, приспособлены жить в засушливых регионах, и погибают при большой влажности. Среди животных природа также поработала над адаптацией к водному и безводному окружению.

Адаптация человека

Способности человека к приспособлению поистине грандиозны. Секреты человеческого мышления раскрыты далеко не полностью, и тайны адаптивной способности людей еще долго будут загадочной темой для ученых. Превосходство Гомо сапиенса перед другими живыми существами - в способности сознательно менять свое поведение под требование окружающей среды или, наоборот, окружающий мир под свои потребности.

Гибкость поведения человека проявляется ежедневно. Если дать задание: «приведите примеры адаптации людей», большинство начинает вспоминать исключительные случаи выживания в Это редкие случаи, а в новых для себя обстоятельствах свойственна человеку ежедневно. Мы примеряем на себя новую обстановку в момент рождения на свет, в детском саду, школе, в коллективе, при переезде в другую страну. Именно это состояние принятия новых ощущений организмом называют стрессом. Стресс является психологическим фактором, но тем не менее под его воздействием меняются многие физиологические функции. В случае, когда человек принимает новую среду как положительную для себя, новое состояние становится привычным, а иначе стресс грозит стать затяжным и привести к ряду серьезных заболеваний.

Механизмы приспособления человека

Существуют три типа адаптации человека:

Физиологическая . Самые простые примеры - акклиматизации и приспособленность к смене часовых поясов или суточного режима работы. В процессе эволюции сформировались различные типы людей, в зависимости от территориального места проживания. Арктический, высокогорный, континентальный, пустынный, экваториальный типы значительно разнятся физиологическими показателями.
Психологическая адаптация. Это способность человека находить моменты понимания с людьми разных психотипов, в стране с иным уровнем менталитета. Человеку разумному свойственно менять свои устоявшиеся стереотипы под влиянием новой информации, особых случаев, стресса.
Социальная адаптация. Тип привыкания, который свойственен только человеку.

Все адаптивные типы тесно связаны между собой, как привило, любая смена привычного существования вызывает в человеке потребность в социальной и психологической адаптации. Под их воздействием приходят в действие механизмы физиологических изменений, которые тоже подстраиваются под новые условия.

Такая мобилизация всех реакция организма названа адаптационным синдромом. Новые реакции организма появляются в ответ на резкие изменения обстановки. На первой стадии - тревоги - наблюдается изменение физиологических функций, изменения в работе обмена веществ и систем. Далее подключаются защитные функции и органы (в том числе мозг), начинают включать свои защитные функции и скрытые возможности. Третья стадия адаптации зависит от индивидуальных особенностей: человек или включается в новую жизнь и входит в обычное русло (в медицине в этот период наступает выздоровление), или же организм не принимает стресса, и последствия принимают уже негативную форму.

Феномены человеческого организма

В человеке заложен природой огромный запас прочности, который используется в повседневной жизни только в незначительном объеме. Проявляется он в экстремальных ситуациях и воспринимается как чудо. На самом же деле чудо заложено в нас самих. Пример адаптации: способность людей адаптироваться к нормальной жизни после удаления значительной части внутренних органов.

Природный врожденный иммунитет на протяжении жизни может укрепляться рядом факторов или же, наоборот, ослабевать при неправильном образе жизни. К сожалению, увлечение вредными привычками - это тоже отличие человека от других живых организмов.