Адаптацию человека к новым природным и производственным условиям. Природные адаптации человека Способы адаптации людей к природным условиям

УДК 911.3:504.75

АДАПТАЦИЯ ЧЕЛОВЕКА К ПРИРОДНЫМ УСЛОВИЯМ И ОЦЕНКА КОМФОРТНОСТИ ПРОЖИВАНИЯ НАСЕЛЕНИЯ

Б. И. Кочу ров,

ведущий

А. В. Антипова,

научный сотрудник, Институт географии РАН, [email protected]

С. К. Костовска,

ведущий научный сотрудник, Институт географии РАН, [email protected]

В. О. Стулышапку,

Московский педагогический государственный университет, [email protected]

В. А. Лобковский,

научный сотрудник, Институт географии РАН, [email protected]

Рассмотрены потребности человека к среде обитания, определены отдельные критерии и показатели жизнедеятельности человека как биосоциального организма и комфортности проживания.

Needs of human habitat, to determine some criteria and indicators of human activity as a biosocial organism and comfortable accommodation are consider.

Ключевые слова: экологические потребности человека, экологические условия территории, экологические критерии и показатели.

Key words: environmental requirements, environmental conditions of the territory, ecological criteria and indicators.

Современный человек практически освоил все земное пространство от полярных льдов с большой Арктики и Антарктики до жарких тропических пустынь, от таежных лесов Сибири и Канады до экваториальных южноамериканских и африканских джунглей.

Возникнув как самостоятельный биологический вид несколько миллионов лет назад и получив впоследствии название Homo sapiens - «человек разумный», этот вид прошел длительный путь биофизиологического развития, социальной эволюции, культурно-исторического и этнокультурного совершенствования, достигнув не только своей значительной численности (превышающей 6-миллиардный порог), но и высокого цивилизаци-онного уровня и большого разнообразия своих общественных образований.

В результате современный человек (и человечество), во всем своем разнообразии может рассматриваться и изучаться как достаточно сложный биосоциальный организм, обладающий весьма широким набором своих жизненных (экологических) требований к условиям окружающей среды, и одновременно сохраняющий в основе этих требований те природные качества окружающей среды, которые составляли главные особенности его исходной, первобытной экологической ниши в системе земной природы. Овладевая огромными земными пространствами, вовлекая в свой хозяйственный оборот различные виды природных ресурсов, сооружая массивы жилых и производственных зданий, сеть дорог и продуктопроводов, человек существенно изменил (антропогенизировал) природную среду, в ряде мест придав ей свойства, экологически неблагоприятные для самого себя.

Отсюда, на современном этапе развития человечества и возник огромный интерес к изучению и

определению экологических свойств различных территорий и регионов Земли, а сами термины «экология», «экологический» вышли из своего первоначального, более узкого, биологического круга употребления и заняли достаточно широкую сферу применения в общественных и научных областях, включая географию, где возникло специальное направление - экодиагностика, исследующее экологическое состояние определенных территорий с точки зрения их благоприятности соответствия жизненно важным потребностям человека .

Характерно, что при большом разнообразии критериев и показателей, используемых при определении экологической обстановки отдельных территорий, в основу такого определения положены признаки исходной, природной экологической ниши человека. Д. В. Панфилов ученый биолог и географ в своей работе об адаптивных жизненных потребностях человека назвал первичной экологической нишей человека литораль (приливно-отлив-ную зону) тропических островов и дал следующую характеристику этих территорий. Климат здесь теплый, температура воздуха и воды редко опускается ниже 22-24 °С. Береговая растительность (заросли кустарников и пальмы) дают хорошую защиту от солнца и ветра. Повторявшиеся дважды в течение суток отливы позволяют собирать пищу (морские беспозвоночные и рыба) в меру соленую и содержащую йод и микроэлементы. Открытые морские берега благоприятны для здоровья людей еще и тем, что здесь меньше различных инфекций, так как морская вода и воздух обладают бактерицидными свойствами .

Многочисленные научные исследования биоклиматологов, медико-гео-графов, физиологов определяют зону комфорта как совокупность таких внешних условий, при которых здоровый человек чувствует себя лучше всего. Параметры комфортных для человека условий определены достаточно хорошо и имеют следующие значения: температура воздуха 18-26 °С, относи-

Таблица 1

Сочетания показателей температуры, влажности воздуха, скорости ветра [по 7]

Температура воздуха, °C Относительная влажность, % Скорость ветра, м/с

тельная влажность 30-60 %, скорость движения воздуха 0,1-0,2 м/с . Сочетания данных параметров определяют теплоощущения человека и при их различных соотношениях обнаженный человек испытывает одинаковое N комфортное ощущение (табл. 1).

Человек в ходе своего исторического развития, осваивая природные ландшафты Земли, в том числе и экологически неблагоприятные (экстремальные), существенно не изменил свои изначальные, биологические требования к окружающей среде. Вместе с тем, по данным антропологических исследований, у человека наблюдается целый ряд морфофизиологических признаков, свидетельствующих об адаптации его организма к меняющимся условиям окружающей среды. В соответствии с результатами исследований Т. П. Алексеевой под воздействием условий среды изменения наблюдаются, главным образом, в строении тела, физиологических признаках, основном обмене, зависящем от температурного фактора, минеральном составе скелета, формирующемся под влиянием геохимического фактора, в роли питания и т. п. Такие адаптивные признаки наиболее четко прослеживаются у населения коренных народов тропических широт и аридных зон, жителей высокогорья и крайнего севера, т. к. в своей повседневной жизни и хозяйственной практике они наиболее тесно связаны с особенностями конкретных природных условий, в которых достаточно четко проявляется адаптивность человеческого организма как черта, присущая всему виду Homo sapiens .

Что касается основных центров современной цивилизации (главным образом крупных городских агломераций), то здесь современный человек обеспечивает выполнение своих экологических требований к окружающей среде и создает себе комфортные условия существования с помощью мощнейших технических средств (энергетические установки, жилье, транспорт и др.) и сложной социально-экономической системы управления хозяйством. При этом характер и объем применения техники в конкретных ландшафтах в значительной мере обусловлены «отклонением» природных условий осваиваемой территории от того «стандарта», каковыми являются естественные, биологические требования человека к природной среде. В силе остаются и сами изначальные экологические нормативы существования человека. Достаточно указать, что в отопительный сезон нормальным считается поддержание температуры в квартире на уровне 18-23 °C, а в летнюю жару в производственных помещениях рекомендуется не допускать повышения температуры за пределы 25-27 °C. Весьма строгим нормативам следует признать и водообеспеченность человека. Так, по мировым данным (World Watch) минимальный уровень потребления воды с учетом хозяйственной нагрузки и экологической безопасности составляет

около 3 м3 в сутки, или 1 тыс. м3 в год на одного человека.

По мере развития современной мировой цивилизации человек значительно расширил круг своих экологических потребностей, за счет включения в него, помимо естественных, биофизиологических потребностей, необходимость существования ряда условий, обеспечивающих все разнообразие его современной хозяйственно-экономической, общественно-политической и культурной жизни. Наиболее полный перечень этих потребностей приведен в работе Н. Ф. Реймерса, где автор выделяет шесть групп потребностей человека.

А. Биологические (анатомо-физио-логические, физические или естественные) потребности человека.

Б. Этолого-поведенческие (психологические) потребности человека.

В. Этнические потребности человека.

Г. Социальные и социально-психологические потребности человека.

Д. Трудовые потребности.

Е. Экономические потребности человека.

Общий список всех групп потребностей включает 56 качественных групповых разностей, так как «разнообразие человеческих нужд... практически безгранично» . В то же время «для подъема благосостояния людей необходима оптимизация всех подсистем и элементных блоков систем обеспечения потребностей людей с учетом системного целого... большего, чем сумма частных потребностей» .

В конкретных экодиагностических (эколого-географических) исследованиях перечень потребностей человека, приведенный Н. Ф. Реймерсом, используется для установления наиболее важных региональных критериев и показателей, определяющих те неблагоприятные для человека свойства окружающей среды, которые трактуются как отдельные экологические проблемы или их территориальные комплексы - экологические ситуации.

В ряде случаев при оценке экологических условий отдельных территорий и в зависимости от масштаба исследований, используется и более широкий набор показателей, характеризующих природную, экологическую и социальную комфортность жизни населения. Комфортность проживания (жизни) населения определяется как мера субъективного чувства и объективного состояния благополучия, формируемых под влиянием совокупности различных условий наиболее благоприятных для жизни и хозяйственной деятельности человека (населения), проживающего на определенной территории. При рассмотрении экологической комфортности учитывается совокупность условий и их параметров, удовлетворяющих основные физиологические потребности человека (среди них природно-климатические, геолого-геоморфологические, комплексные ландшафтные и др. усло-

Рис. 1. Природно-климатические условия жизни населения на территории России и сопредельных государств [по 12]

АНТИПОВА А.В., КОСТОВСКА С.К., КОЧУРОВ Б.И., ЛОБКОВСКИЙ В.А. - 2006 г.

СТРАТЕГИЯ СОЦИАЛЬНО-ЭКОНОМИЧЕСКОГО РАЗВИТИЯ АРКТИКИ В КОНТЕКСТЕ ГЛОБАЛЬНЫХ РЕСУРСНЫХ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ИЗМЕНЕНИЙ И ВЫЗОВОВ

КОСТОВСКА С.К., КОЧУРОВ Б.И., ЛОБКОВСКИЙ В.А., СЛИПЕНЧУК М.В. - 2015 г.

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.

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.

Жизнь человека в разных климатических условиях

Географическая и климатическая разница мест расселения, различия в питании - вот что сделало людей столь отличающимися друг от друга. Климат и питание повлияли на разницу в цвете кожи, телосложении, размерах челюстей жителей разных материков. Самым благоприятным для жизни считается жаркий пояс. Здесь расположены и “колыбель человечества - африканская саванна, и центры самых древних государств - Индии, Эфиопии, государств Междуречья, Греции; сегодня здесь много курортов и зон отдыха. Теплый влажный климат и обилие дикой растительности помогли человеку в переходе от собирательства к земледелию. В районах с двумя сезонами - сухим и влажным - урожай можно собирать дважды в год; там, где сезонных изменений не наблюдается, - еще чаще.

Но такая щедрость природы сослужила обитателям благоприятных климатических зон плохую службу - на сегодняшний день промышленность здесь не так развита, как в более далеких от экватора зонах. Население многих стран многих стран полностью зависит от урожая, и засуха способна вызвать голод.

Цвет кожи человека показывает, к жаркому или холодному климату были приспособлены его предки. У европеоидов, живущих в умеренном и холодном поясах, сохранилась светлая кожа, а негроиды - потомки обитателей жаркого пояса - имеют темный цвет кожи. Им также свойственны густые курчавые волосы - такая "шапка" не перекрывает доступ воздуха к голове и защищает от перегрева.

У негров Африки и меланезийцев Тихого океана кожа одинаково черная, однако они столь же мало расово связаны друг с другом, как и с белыми людьми. Оказывается, цвет кожи вовсе не означает принадлежности к той или иной расе. Просто черная кожа хороша для "большого солнца", а белая - для "малого". Белый человек на солнце покроется волдырями, а черный в прохладных туманных странах будет испытывать трудности с выработкой витамина D, способствующего росту костей.

Так что отличие по цвету кожи - результат разных климатических условий жизни одного и того же подвида живых существ, людей, потомков одной матери. Понадобились тысячелетия, чтобы так нас всех "раскрасить".

Итак, у негра большая поверхность тела, по сравнению с его объемом (высокий рост, худые, длинные конечности). Зато в жаркую погоду у него хороший теплообмен. Эскимос, наоборот, небольшого роста, плотного сложения - у него меньшая поверхность тела при большем объеме, зато и меньше потери тепла через поверхность. Этому же способствует жировая подкожная прослойка. В холодном климате человеческому организму необходимо больше мясной пищи. Эта необходимость совпадает с возможностями арктических земель. Вырастить здесь съедобные растения практически невозможно, с древности обитатели Арктики питаются олениной, тюлениной и рыбой, изредка их рацион пополняют ягоды. Зато проблем с хранением пищи проблем нет - мясо, положенное в яму в снегу или льду, не испортится.

Жителей Крайнего Севера одежда и дома защищают от холода. Там строят дома-полуземлянки, выложенные камнем, досками или шкурами; вход в такой дом обычно расположен ниже уровня пола, чтобы нагретый воздух не уходил наружу. Жители полярных побережий используют в строительстве кости китов. Эскимосы в арктическом поясе строят дома-иглу из снега. Иглу небольшие, около 2 метров в высоту и 3-4 метра - в ширину; там живут 1-2 семьи - в тесноте легче сохранить тепло. Мебель тоже может быть изо льда, ее покрывают шкурами. Меховая одежда народов Арктики послужила "прототипом" для снаряжения полярных экспедиций, а куртка с капюшоном пришла к нам из гардероба эскимосов.

Жизнь в том или ином климате влияет даже на внешность человека. Когда ученые и путешественники приезжают в Арктику или Антарктиду, они должны носить очки с темными стеклами - лучи солнца отражаются от снега и ослепляют. А коренные народы Севера за многие тысячелетия приспособились к этому - у них узкий разрез глаз. Обитатели засушливых равнин в теплом и умеренном поясах приспособлены к пыльным бурям и постоянной ветреной погоде - их глаза защищает особая складка верхнего века.

В племенах, которые жили вдоль экватора и питались плодами, собранными с земли, постоянно не хватало еды. Это привело к выживанию только людей маленького роста! Так образовались племена пигмеев в Африке и в штате Керала в Индии, на Цейлоне, на Андаманских островах и Малайзии, на островах Палаван, Лусон, Минданао, Сумбава, Тимор. Строительными материалами в жарком поясе служат тростник, бамбук, пальмовые листья, глина. Здесь всегда преобладали наземные сооружения, которые защищают прежде всего от ветра, палящего солнца и зноя. Точно так же и одежда - путешественники должны закутываться с головой в длинные балахоны или плащи из верблюжьей шерсти, чтобы избежать солнечного удара, перегрева, ожогов, обветривания, защититься от пыли и песка.

Далее. Севернее, в полосе от Египта и Европы до Китая из-за длительной перенаселенности и недостатка пищи жили люди среднего роста, но хрупкого телосложения. Как только улучшались условия жизни, изменялись размеры тела. (В 60-х годах в Америке исследовали детей иммигрантов-итальянцев, родившихся в США. Оказалось, дети в большинстве случаев выше ростом, чем их родители. Это результат улучшения условий жизни - он проявился уже в следующем поколении) Там, где влажность была слишком высокой для жизни человека, люди строили дома на сваях или поднимались в горы и устраивали поселения там. Чтобы уберечь вещи от сырости, их не кладут на пол, а подвешивают.

Размер зубов также зависит от питания. Большие зубы у народов, привыкших питаться грубой сырой пищей (аборигены Австралии, жители юго-востока Индии, запада Африки). Долгое потребление вареной пищи вело к уменьшению тех лицевых структур, которые связаны с жеванием. Самые маленькие зубы у населения Европы, Ближнего Востока, Китая. Нижняя челюсть имела тенденцию к уменьшению до тех пор, пока зубы верхней челюсти не стали перекрывать нижних.

Жизнь в разных условиях повлияла и на "носатость" разных народов. В высокогорьях меньше кислорода в воздухе; на севере силен мороз. Чукча с орлиным носом быстренько простудится и умрет, кавказца с маленькими ноздрями замучит нехватка воздуха.

Применение орудий уменьшило потребность в мощных мышцах и прочных костях. В результате повсеместно скелеты становятся менее прочными, а общее строение хрупким.

Несомненно, из всего вышеперечисленного, что климатические условия жизни человека и связанные с ними способы питания определили особенности как внешнего строения человека - рост, масса тела, нос, волосы, так и особенности его внутреннего строения (например, разные размеры челюсти). Изменение места проживания соответственно приведёт к изменению этих особенностей.

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—

Возможно, будет полезно почитать: