Адаптация к аридной зоне обитания

ФГОУ  ВПО «Оренбургский государственный  аграрный университет» 

Кафедра физиологии и патофизиологии 
 
 
 
 

Реферат

на тему: 
 
 
 

Выполнил: студентка 42 группы

Отделения «Биоэкология»

Башаркина Т.

Проверил: доцент

Нарыжнева Е.В. 

Оренбург 2009 

Содержание 

Введение………………………………………………………………………….3

1. Понятие адаптации……………………………………………………….4
2. Физиологические механизмы приспособления к среде. Адаптивные типы и среда………………………………………………………………7
1. Происхождение адаптивных типов………………………………….7
2. Основные характеристики адаптивных типов……………………...9
3. Адаптация человека к пустынной (аридной) зоне…………………….14

Список литературы……………………………………………………………..21 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение 

Человечество, заселившее уже около 15 тыс. лет назад  все более или менее благоприятные  для жизни природно-географические зоны, встретилось с необходимостью адаптироваться к самым разнообразным  условиям существования. Адаптации  человека к среде, как уже указывалось, проявляются в основном на социальном уровне, однако человечество на ранних этапах эволюции подвергалось непосредственному  действию биотических и абиотических экологических факторов в значительно  большей степени по сравнению  с современной эрой научно-технического прогресса. Комплексы таких факторов имели разнонаправленное действие на человеческие популяции. В результате в разных климато-географических зонах  сформировались разнообразные адаптивные типы людей.

Адаптивный  тип - это норма биологической реакции на комплекс условий окружающей среды, проявляющаяся в развитии морфофункциональных, биохимических и иммунологических признаков, обеспечивающих оптимальную приспособленность к данным условиям обитания.

В комплексы  признаков адаптивных типов из разных географических зон входят общие  и специфические элементы. К первым относят, например, показатели костно-мускульной массы тела, количество иммунных белков сыворотки крови человека. Такие  элементы повышают общую сопротивляемость организма к неблагоприятным  условиям среды. Специфические элементы отличаются разнообразием и тесно  связаны с преобладающими условиями  в данном месте обитания - гипоксией, жарким или холодным климатом. Именно их сочетание служит основанием к  выделению адаптивных типов: арктического, тропического, зоны умеренного климата, высокогорного, пустынь и др. 
 
 

1. Понятие адаптации

 

     Мы  примерно поняли, что взаимодействие в системе "организм-среда", на самом деле, выстраивается во вполне последовательную схему: изменение  экзогенных факторов среды —> приспособление к новым условиям —> экологическая  изменчивость. Основным звеном взаимодействия в этой схеме является процесс  приспособления.

     К сожалению, приспособление, или адаптация (от лат. adaptatio - прилаживание, приспособление) - понятие, имеющее в науке несколько разные оттенки:

     • во-первых, под адаптацией часто подразумевается сам процесс, в ходе которого организм приспосабливается к условиям окружающей среды, изменяя свое строение и функции (адаптация = процесс приспособления);

     • второе значение термина отражает степень соответствия между организмом и средой. Здесь адаптация рассматривается как "оценка" достигнутого в данный момент результата приспособления, протекающего в конкретном местообитании (биотопе) и в соответствующем сообществе (биоценозе) (адаптация = результат приспособления).

     Об  этих терминологических значениях  важно помнить, изучая литературу или  проводя исследования. Они же могут  привести нас к ряду выводов.

     Первый  из них состоит в том, что адаптивный эффект достигается посредством  изменения целого ряда характеристик: биохимических, физиологических, морфологических  и поведенческих.

     Так, к высокой температуре среды  человек может приспособиться при  помощи следующих реакций:

     а)   уменьшения вязкости крови (биохимические  изменения);

     повышения вентиляции легких или потоотделения (изменения физиологические);

     б) увеличения относительной поверхности  тела или его частей (т.е. морфологическая  адаптация);

     Кроме того, можно постоянно находиться в тени, сидеть в воде, снизить  свою двигательную активность и т.п. (адаптация путем непосредственных поведенческих реакций). Наконец, еще  есть такая штука, как вентилятор, кондиционер и т.п.

     Все эти разнородные варианты в равной степени могут выступать как  приспособительные по отношению  к конкретному ведущему фактору  среды. Адаптация в таком случае может рассматриваться как стратегия  выживания, направленная на решение  новых "задач", которые ставит перед организмом среда (адаптация = стратегия выживания).

     Если  говорить только о сфере биологии, то возникает еще два вывода:

     1. приспособление может быть генетически детерминированным явлением, возникающим в ходе естественного отбора по данному ведущему фактору - в результате избирательной смертности одни генотипы (менее приспособленные к данному фактору) элиминируются, другие, напротив, имеют больше шансов закрепиться в популяции. В таком виде явление адаптации обусловлено генетически и представляет собой длительный исторический процесс, затрагивающий ряд поколений;

     2. приспособление может быть результатом непосредственной фенотипической или поведенческой реакцией, возникающей в ответ на тот же фактор в течение короткого времени (например, в течение жизни).

     В первом случае имеет место генотипическая адаптация, связанная с "направленным" изменением генных частот в популяции - по сути, экологическое проявление естественного отбора (адаптация " отбор).

     Во  втором случае, когда речь идет о  быстрых изменениях биологических  свойств, мы имеем дело с адаптацией на уровне фенотипа. Это индивидуальные обратимые или необратимые фенотипические изменения, никак не затрагивающие  частоту генов, связанных с развитием  данного адаптивного признака (тем не менее, к изменению общего популяционного генофонда и эта адаптация имеет самое прямое отношение).

     Все мы регулярно, что называется "на собственной шкуре", испытываем такие  быстрые или "краткосрочные" фенотипические изменения. Так, большая часть нашей  возрастной и конституциональной изменчивости под определенным углом зрения представляет собой не что иное, как пример адаптации на уровне фенотипа. Конечно, можно привести и другие случаи, например - явления акклиматизации и физиологического стресса. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2. Физиологические механизмы приспособления к среде. Адаптивные типы и среда

2.1 Происхождение адаптивных  типов 

     Человечество  возникло в тропической зоне Африки, и следует полагать, что поэтому  наиболее древним и исходным для  остальных экологических типов  человека является тропический тип. Об этом свидетельствует и наибольший полиморфизм морфофункциональных  признаков человека в рамках этого  типа на территории Центральной и  Северо-Восточной Африки. В связи  с этим уместно обратиться к учению Н.И. Вавилова о центрах происхождения  и многообразия культурных растений, в соответствии с которым именно в зонах первоначального вовлечения биологических видов в социальную среду наблюдается наиболее выраженный наследственный полиморфизм местных  популяций по большому количеству признаков.

     Об  этом свидетельствует и то, что  именно в тропической Африке в  непосредственной близости друг от друга, т.е. под действием сходных экологических  факторов, обитают наиболее низкорослые  и наиболее высокорослые племена, например пигмеи, готтентоты и бушмены, с одной  стороны, и массаи - с другой. Пределы  изменчивости африканских популяций, например, по росту и массе тела таковы, что в них укладываются все известные на Земле человеческие популяции. Основные же черты тропического типа в Африке, отмеченные выше, остаются неизменными. Они же характеризуют  монголоидные популяции Индокитая, Малайского архипелага и некоторые  группы индейских племен зоны влажных  тропических лесов Центральной  и Южной Америки.

     Это указывает на то, что тропический  адаптивный тип развивается в  результате асинхронного параллелизма в эволюции человека, причем вначале  на африканском континенте, а потом  и в других областях. Отсюда следует  и еще один вывод: адаптивный тип  формируется на фоне расогенеза и  вне зависимости от него. В процессе адаптогенеза в популяциях человека можно проследить и проявление закона гомологических рядов. Это выражается, например, в том, что в бассейне Меконга в Индокитае и на острове Суматра имеются пигмеоидные популяции, по антропометрическим признакам соответствующие африканским пигмеям.

     Экологический тип умеренного пояса сформировался  на базе исходного генетического  и фенотипического полиморфизма тропического типа при расселении популяций  человека в умеренных зонах Евразии  и позже - Северной Америки. Он оформился  в рамках двух больших рас: европеоидной и монголоидной.

     При заселении человеком арктической  зоны в Евразии и Северной Америке  произошло формирование арктического типа. Независимо от него среди индейцев Южной Патагонии и Огненной Земли  в приантарктической зоне Южной  Америки возникли популяции индейцев, по основному комплексу признаков  соответствующие арктическому типу. Это ещё одни убедительный пример параллелизма эволюции человеческих популяций  и реализации закона гомологических рядов, а также доказательство вторичности  адаптивных типов по отношению к  большим расам человечества.

     Формирование  горного адаптивного типа иллюстрирует общие закономерности адаптогенеза, отмеченные выше. Этот тип также  развился независимо от расовой и  этнической принадлежности популяций  – среди европеоидов Альп, Кавказа, Памира и Гималаев, а также в  монголоидных популяциях Тибета, Тянь-Шаня и Анд. В связи с тем, что  высокогорья заселились человеком  в последнюю очередь, горный экологический  тип является по происхождению самым  молодым. Интересно, что несмотря на особенно выраженную расовую и этническую разнородность этого типа, комплекс основных признаков его является монолитным. Однако в отличие от других типов, вероятно, именно горный проявляется в основном только на фенотипическом уровне и не имеет  наследственной природы. Об этом свидетельствует то, что количество эритроцитов в крови и объем грудной клетки людей, переселяющихся в условия высокогорья и обратно, могут меняться на протяжении жизни одного поколения.

     Следовательно, адаптивные типы человека не только отражают его прошлое, но формируются и  в настоящем, а разные типы имеют  и разную по длительности историю.

     В настоящее время пока еще на фенотипическом уровне идет формирование адаптивного  типа человека городской среды, который  характеризуется широкой лабильностью психических реакций, обеспечивающих способность переживать состояния  постоянного стресса, и рядом  морфофизиологических особенностей, оптимальных  для жизни в специфических  условиях города.

     Формирование  экологических типов человека в  значительной степени обеспечило всесветное расселение людей. Меняющаяся среда  обитания под действием антропогенных  факторов ставит перед популяциями  человека новые задачи, решаемые и  сегодня за счет не только социальных, но и биологических адаптации. 

2.2  Основные характеристики  адаптивных типов