Адаптация к аридной зоне обитания

Итак, адаптивный тип - это норма реакции, независимо (конвергентно) возникающая в сходных условиях среды обитания, в популяциях, которые могут быть не связаны между собой генетически. Согласно этой гипотезе, достаточно четко выделяются несколько устойчивых комплексов биологических признаков.

     1. Арктический адаптивный тип. Арктическим аборигенам присущи такие особенности, как высокая плотность сложения (телосложение массивное, мезоморфия, особенно в верхней части туловища, туловище удлиненное, а ноги относительно короткие), крупная цилиндрическая грудная клетка, объемная костномозговая полость длинных костей, при относительно небольшой толщине компакты. Повышена частота мускульного типа телосложения и увеличение толщины жировых складок, при крайней редкости астенических форм.

     Характерен повышенный уровень  жирового и белкового обмена (вместе  с этим - холестерина крови, гамма-глобулинов  и т.п.). Все это создает высокую  теплопродукцию и низкую поверхность  теплоотдачи, что может рассматриваться  как приспособление к ведущему  фактору среды - холодовому стрессу.  Для ряда признаков получены  весьма высокие и достоверные  коэффициенты корреляции с холодовым  индексом Бодмана (до 0,6-0,8 для  таких признаков, как теплопродукция  и тотальные размеры тела).

     Для арктических популяций характерно  ускорение процессов роста, развития  и старения, но и жизненный  цикл человека несколько укорочен.

     В целом характерно снижение  вариабельности антропологических  признаков по сравнению с населением  умеренной зоны.

     2. Континентальный адаптивный тип. Для жителей континентальной зоны характерны укороченные пропорции тела, уплощенная грудная клетка, в среднем повышенное жироотложение и явное увеличение массы тела (все чаще встречаются грудной и брюшной конституциональные типы). Из физиологических признаков заметно понижение содержания минеральных веществ в скелете.

     Близкие черты присущи и жителям  таежной зоны, но они отличаются, прежде всего, миниатюрностью  и мезоморфностью сложения. Вариабельность  антропологических признаков несколько  выше, чем у представителей предыдущего  адаптивного типа.

     3. Тропический адаптивный  тип. Морфофункциональный комплекс обитателей тропических широт весьма специфичен: вытянутая форма тела, долихоморфия пропорций, большая поверхность тела. Хотя длина тела значительно варьирует (см. выше), относительная поверхность тела (а, по сути - поверхность испарения) в любом случае очень велика. Значительно увеличено количество потовых желез кожи и интенсивность потоотделения. Характерно некоторое понижение уровня обменных процессов, сокращение синтеза эндогенных жиров. Жители влажных тропических лесов отличаются небольшими размерами тела и некоторой деминерализацией скелета.

     Все эти признаки могут рассматриваться  как явные приспособления к  условиям жаркого и влажного  климата. Вместе с тем тропическая  зона весьма неоднородна (в  отдельных районах ведущее значение  приобретают, например, факторы дефицита  белка или распространения эндемичных  заболеваний).

     4. Аридный адаптивный тип. Многие черты тропического комплекса свойственны и населению тропических пустынь: отмечается тенденция к линейности телосложения (высокий процент астеноидных форм с уплощенной грудной клеткой), развитие мускульного и жирового компонента понижено. Снижены уровни основного обмена, холестерина крови, как правило, и минерализации скелета. Наряду с этим отмечается более эффективная сосудистая регуляция потери тепла в условиях резких суточных колебаний температуры окружающей среды. Население внетропических пустынь отличается несколько большей плотностью тела (крупные размеры и вес) - это уже знакомая нам реакция на более низкие температуры среды.

     5. Высокогорный адаптивный  тип. В условиях высокогорья, для которого характерен недостаток кислорода (гипоксия) и понижение температуры среды, формируются такие признаки как массивность скелета и крупные размеры длинных костей (что связано с интенсивным эритропоэзом), цилиндрическая грудная клетка с высокой жизненной емкостью легких (ЖЕЛ). Характерно высокое содержание гемоглобина крови, увеличен периферический ток крови, отмечено большее число и величина капилляров.

     Нетрудно убедиться в том, что  эти особенности представляют  собой приспособление к гипоксии, выступающей в сочетании с  пониженной температурой среды.

     В условиях высокогорья в целом  менее интенсивно идут процессы  роста и развития, позднее наступает  старость, продолжительней жизненный  цикл.

     6. Адаптивный тип  умеренной зоны. Население умеренной зоны, безусловно, не остается нейтральным по отношению к воздействию географической среды. По большинству морфологических и физиологических признаков оно занимает промежуточное положение между арктическими и тропическими группами. Но картина изменчивости весьма и весьма пестрая - оглянитесь вокруг, ведь мы с Вами как раз и живем в этой климатической области.

     Межгрупповая и внутригрупповая  изменчивость признаков здесь  очень велика, а сама умеренная  зона, по-видимому, вообще наиболее  комфортна для современного человека, и предъявляет наименее жесткие  требования к нашему организму  (табл. 9.3). 

Таблица 9.3. Географическое распределение населения  Земли по климатическим регионам (по: Хрисанфова, Перевозчиков, 1999, с.337) 
 
 
 

Таковы  характеристики основных адаптивных типов. Их перечисление можно было бы продолжить, ведь мы убедились, что, по сути, в каждой экологической нише у коренного  населения есть свои специфические  приспособительные черты. Эти особенности  формируются на протяжении жизни  многих поколений людей и представляют результат длительной истории приспособления популяций человека к различным  экологическим условиям.

     То, что мы имеем дело с адаптацией, закрепленной на генотипическом  уровне, подтверждается исследованиями  процессов роста и развития  в популяциях человека - типичные  черты, присущие тому или иному  адаптивному комплексу, начинают  проявляться уже на самых ранних  этапах онтогенеза. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

3. Адаптация человека к пустынной (аридной) зоне

     Аридная зона характеризуется сочетанием таких  факторов, как высокая температура, малая относительная влажность  воздуха, повышенные ультрафиолетовое и тепловое излучения, отсутствие воды, ветер с пылью. Подобные области  встречаются в пустынях, которые  имеют определенное климатическое  разнообразие.

     В жаркое время года в дневные часы условия пребывания в пустыне  предъявляют к организму человека повышенные требования. Основным механизмом, поддерживающим тепловой баланс человека в пустыне, является испарение, осуществляемое путем прямой транспирации кожи, отдачей  воды с дыханием и потоотделением. Эти функции определяют характер соответствующих физиологических  изменений в организме.

     Борясь  с перегревом, человек теряет значительное количество воды с потом. Это ведет  не только к обезвоживанию тканей, но и к их обессоливанию. В результате нарушается водно-солевой обмен, что  создает реальную угрозу для организма. Ухудшается деятельность сердца и кровообращение. Ослабевают защитные силы организма. Тормозится секреторная деятельность желудочно-кишечного  тракта. Нарушается углеводный и белковый обмен. Угнетаются функции центральной  и периферической нервной системы.

     «Вода, у тебя нет ни вкуса, ни цвета, ни запаха, тебя невозможно описать, тобой  наслаждаются, не ведая, что ты такое. Нельзя сказать, что ты необходима для  жизни: ты – сама жизнь. Ты наполняешь нас радостью, которую не объяснишь  нашими чувствами. С тобой возвращаются к нам силы, с которыми мы уже  простились. По твоей милости в  нас вновь начинают бурлить высохшие родники нашего сердца. Ты самое  большое богатство на свете» –  так воспел воду Антуан де Сент-Экзюпери.

     Критерием переносимости тепловой нагрузки служит температура тела. Критической температурой для организма человека считают 38,4-38,9 °C.

     Первой  ступенью экзогенного нагревания тела человека является резкое повышение  температуры кожи. Раздражение температурных  рецепторов кожи и повышение температуры  циркулирующей крови приводит к  активации центральных терморегулирующих  структур, находящихся в гипоталамусе. Гипоталамические терморегуляционные центры регулируют общее теплосодержание  несколькими путями, преимущественно  через симпатические влияния  на потовые железы, периферические артериолы и на мозговое вещество надпочечников. Влияние это оказывается  также на переднюю долю гипофиза, через  который регулируется деятельность эндокринной системы.

     При температуре воздуха +33 °C поддержание  теплового баланса у человека осуществляется фактически лишь испарением пота. Роль пота в охлаждении организма  велика, поскольку вода обладает большой  скрытой теплотой испарения. Каждый испарившийся грамм уносит 580 кал  тепла. Организм человека содержит от двух до пяти миллионов потовых желез. При возрастании тепловой нагрузки в работу включаются все новые  и новые группы желез, усиливается  их активность. Однако по мере траты  запасов жидкости в организме  потоотделение замедляется.

     Изучение  структуры дегидратации показало, что  при потере массы тела при потоотделении  от 4,0 до 4,5 % обезвоживание происходило  за счет внесосудистой, экстрацелюллярной  жидкости; при дефиците от 4,5 до 6,0 % –  сократился объем циркулирующей  плазмы. В дальнейшем при потере массы тела до 8,0-10,0 % уменьшалось  количество внутриклеточной воды. Адаптации  человека к обезвоживанию не выявлено.

     Сигналом  того, что организм нуждается в  воде, является чувство жажды. Существует несколько гипотез ее возникновения.

     • В соответствии с одной из них  датчики-осморецепторы, находящиеся  во внутренних органах, сигнализируют  о повышении осмотического давления в головной мозг, где и формируется  чувство жажды.

     • По другой гипотезе, жажда появляется при подсыхании слизистой оболочки рта и глотки.

     • Третья гипотеза предполагает, что  обезвоживание тканей вызывает выделение  гормона ангиотензина-11, раздражающего  рецепторы, расположенные в подбугорной  области головного мозга, которые  вызывают жажду.

     Тепловая  нагрузка приводит к увеличению вязкости крови, повышению содержания гемоглобина  и количества эритроцитов. Происходит дегрануляция базофильных лейкоцитов и тучных клеток. В результате в  кровь секретируются гепарин, гистамин и другие биологически активные вещества.

     Воздействие тепла вызывает расширение сосудов  кожи и подкожной клетчатки, причем с повышением температуры крови  на каждую 0,01 °C периферическое кровообращение возрастает на 15 мл/мин. При этом объем  циркулирующей крови начинает снижаться, чему способствует также некоторое  сгущение крови, вызываемое дегидратацией  организма. Эти процессы могут вызвать  замедление скорости кровотока, уменьшение ударного объема сердца.

     Чтобы удержать минутный объем крови и  артериальное давление на уровне, близком  к нормальному, сердце вынуждено  сокращаться чаще. Учащение пульса связано также с изменением функционального  состояния экстракардиальных центров  вегетативной нервной системы под  влиянием импульсов с периферических терморецепторов и в результате прямого воздействия нагретой крови  на эти центры.