Ukázka z kurzu Antropologie
Adaptace na klimatické podmínky
Když se předci člověka začali šířit během své expanze do různých klimatických pásem, kde se museli potýkat buď s velkou zimou, nebo naopak s velkým teplem, bylo nutné, aby se životním podmínkám v novém prostředí afektivně adaptovali.
Způsoby adaptace:
1. biologická:
krátkodobá (fyziologická) – habituace, aklimace, aklimatizace
dlouhodobá (genetická) – vývojová aklimatizace během růstu, adaptace
2. kulturní a technologická: nebiologická odpověď, např. otužování, oděv, obydlí
Klimatická pásma. Mapu uvidíte libovolně zvětšovatelnou online na zdrojovém odkazu.
Staženo 27.11.2013 z http://maps.howstuffworks.com/world-climate-map.htm
Průměrné roční teploty.
Staženo 26.11.2013 z http://www.egyptsearch.com/forums/ultimatebb.cgi?ubb=get_topic;f=8;t=007141
Adaptace na chlad:
Všichni lidé odpovídají na chlad svalovým chvěním nebo aktivním pohybem, čímž vytvářejí teplo. Zdá se však, že některé populace snášejí chlad lépe, než jiné. Při zkoumání vztahu mezi látkovou výměnou a teplotou kůže bylo zjištěno, že se opravdu různé skupiny vyrovnávají smírným nočním chladem rozdílně, ale v principu se jedná o dva základní typy přizpůsobení. U prvního typu se s přibývajícím chladem přímo úměrně zvyšovala látková výměna a sní i tvorba tělesného tepla (např. u Eskymáků, arktických indiánů, bělochů, Kečuů). U druhého typu se s klesající teplotou ovzduší snižovala látková výměna a s ní i tělesná teplota. Takto nezvykle, ale s ohledem ke ztrátám tělního tepla neobyčejně ekonomicky, odpovídali australští domorodci z centrální pouště, Alakalufové z Ohňové země a Kungové z Kalahari.
K arktickému chladu jsou nejlépe přizpůsobení Eskymáci, arktičtí indiáni a někteří asijští lovci. Vzhledem jsou si velmi podobní – aby ztráty tepla byly co nejmenší, jsou malé a zavalité postavy a mají dlouhý trup a krátké končetiny. Také jejich tvář je uzpůsobena chladnému podnebí – tukem vystlané tváře, zejména očnice, úzké a zešikmené oční štěrbiny vybavené mongolskou řasou (epikantem), neobyčejně složitá stavba dutiny nosní a celkově snížený nosní profil – to vše jsou znaky dobrého přizpůsobení silnému chladu.
Eskymácká rodina zachycená v roce 1929.
Staženo 27.11.2013 z http://www.old-picture.com/indians/Eskimo-Family.htm
Allenovo pravidlo říká, že teplokrevní živočichové z chladných oblastí mají kratší končetiny(a výstupky obecně) než podobní živočichové z teplých oblastí.
Bergmannovo pravidloříká, že endotermní(„teplokrevní") živočichové v chladných oblastech dosahují větších rozměrů než jejich příbuzní v oblastech s teplým podnebím.
Dnešní Něnci na Sibiři.
Staženo 27.11.2013 z http://beforethey.com/tribe/nenets
Arktické klima bylo pro člověka příliš drsné a člověk na něj nebyl schopen odpovědět zvláštními evolučními adaptacemi, spíše využil už dávno „hotových" struktur vzniklých v mírnějších klimatických pásech. Přitom zvláštní úlohu při tvorbě odpovědí na mráz hrály spíše adaptace, podepřené technologickými úpravami a kulturními prostředky. Právě Eskymáci nám mohou posloužit jako nejlepší příklad – jejich oděv dokonale chrání před prochlazením, či dokonce zmrznutím, jejich iglú mají uvnitř subtropické klima, jejich původní strava, bohatá na tuk a živočišné bílkoviny, zato chudá na cukry, jim zvyšuje hladinu metabolismu a dovoluje vytvářet více tělesného tepla a vyšší průtok krve cévami v předloktí, když bylo během lovu vystaveno mrazu či ponořeno do chladné vody.
Zdá se, že schopnost odolávat chladu je odvozena z postupného přizpůsobení (vývojové adaptace) během života jedince a jednak z dědičnosti.
Adaptace na teplo:
Adaptací na silnou intenzitu slunečního záření v rovníkových oblastech, bylo ztmavnutí kůže (ochrana před rakovinou). Glogerovo pravidlotvrdí, že živočichové v suchých oblastech mají obvykle světlejší zbarvení než jejich protějšky ve vlhkých regionech. Tato skutečnost se nevztahuje jen na barvu kůže, ale i na barvu vlasů a oční duhovky. Je zajímavé, že nejtmavší Afričané nežijí v topických pralesech kolem rovníku, ale v otevřených savanách na jih od Sahary. V severovýchodním asijském prostoru jsou obyvatelé pigmentováni místy více, než by to odpovídalo jejich zeměpisnému rozšíření.
Vlhké teplo
Vlhké teplo tropických pralesů je pro nepřizpůsobeného člověka zvlášť vyčerpávající. Pohybuje-li se venkovní teplota kolem 30 ºC a prostředí je nasyceno vodní párou, reaguje tělo tak, že se začne mocně potit, aby se snížilo vnitřní přehřátí. Je to bezděčný proces, jenž má jednu stinnou stránku – rychle totiž snižuje hladinu soli v těle, takže hrozí nebezpečí její nadměrné ztráty. Nepodaří-li se tělu odpařováním snížit přehřátí, hrozí až i smrt z oběhového kolapsu.
Množství srážek. Mapu uvidíte libovolně zvětšovatelnou online na zdrojovém odkazu.
Staženo 27.11.2013 z http://maps.howstuffworks.com/world-annual-precipitation-map.htm
Dnešní lidé kmene Huaorani v Amazonii.
Staženo 27.11.2013 z http://beforethey.com/tribe/huaorani
Potní žláza má jedinečnou vlastnost – u jednoho jedince vylučuje více potu, u druhého méně a navíc může být „trénována" jak v rychlosti odpovědi, tak v samotném výdeji. Jedinec vystavený opakovaně vlhkému a horkému podnebí se potom přizpůsobuje teplotní zátěži rychlejšíma spontánnějším pocením a výsledným snížením teploty těla. Nejlépe to vidíme u obyvatel tropických pralesů. Bez této jedinečné vlastnosti by namáhavá práce vesničanů v džungli a v bažinách byla téměř vyloučena.
Funkci potních žláz ovšem nejde studovat odděleně od jiných znaků, jako je třeba barva kůže a stavba těla. Lehké a celkově křehčí tělo obyvatel tropických oblastí dovoluje ekonomičtější pocení. Také skutečnost, že bílá kůže odráží více a absorbuje méně slunečního záření všech vlnových délek než kůže tmavá, hraje při pocení důležitou roli. Černoch se oproti bělochovi začne dříve potit, ale bude ztrácet mnohem méně solí než běloch. Přirozeně ve stinných vlhkých pralesích se tento rozdíl v barvě kůže rozplyne, avšak vystupuje do popředí další činitel - vlhkost a teplota ovzduší. Celkově se přizpůsobení k vlhkému teplu projevuje u obyvatel tropů nižší teplotou tělního jádra, avšak vyšší teplotou kůže. A třebaže se při zvýšené teplotě kůže potí dříve, ztráty vody a soli jsou úměrné teplotě a pohybu. Naproti tomu Evropané snášejí vlhké tropy jen s velkými obtížemi. Příliš se totiž potí, jejich srdce buší i v úplném klidu a žlázy s vnitřní sekrecí jsou příliš reaktivní.
Suché teplo
Je dost rozšířená představa, že poušť se svými denními teplotami kolem 30 ºC a nočními teplotami kolem bodu mrazu je pro nepřizpůsobeného člověka oblastí neobyvatelnou, ba dokonce smrtelnou. Pokusy naopak ukázaly, že Evropan se, díky svému termoregulačnímu systému a mnoha dalším fyziologickým vlastnostem s tímto systémem spojeným, dokáže přizpůsobit bez větších obtíží.
Rozloha pouští. Mapu uvidíte libovolně zvětšovatelnou online na zdrojovém odkazu.
Staženo 27.11.2013 z http://maps.howstuffworks.com/world-deserts-map.htm
Dnešní Himbové v Namíbii.
Staženo 27.11.2013 z http://beforethey.com/tribe/himba
Fyziologické přizpůsobení k suchému teplu se ustavuje zhruba ve dvou fázích. První fáze trvá asi 4 dny a má dramatický průběh. Organismus se přehřívá, povrchové cévy se roztahují, aby se usnadnil přenos tepla z vnitřku těla k jeho povrchu, velké ztráty soli vyvolávají svalové křeče. Pocení je velmi vydatné a organismus není vždy schopen pitím pokrýt celkové ztráty vody. Proto nastává odvodňování (3-5% tělesné hmotnosti), zahušťuje se moč a vznikají vylučovací potíže. Zahuštěná plazma snižuje svůj objem a stoupá viskozita krve. Vázne zásobování orgánů výživnými látkami, na což zvlášť citlivě reaguje především mozek. Odvodněný organismus ve snaze odstranit tíživý nedostatek v zásobování tkání krví zrychluje srdeční tep a tím i průtok krevním řečištěm. Překoná-li organismus první 4 dny, nastupuje druhá fáze. Objevují se první příznaky přizpůsobení k suchému teplu. Po 10 až 14 dnech se teplota těla i srdeční puls vracejí k původním hodnotám. Konečná funkční adaptace k suchému teplu se ustaví tak za 3 týdny.
Dnešní Masajové v Keni. Staženo 27.11.2013 z http://www.demotix.com/news/1467822/pictures-maasai-people-kenya#media-1467554
Beduíni v Izraeli kolem roku 1900.
Staženo 27.11.2013 z http://commons.wikimedia.org/wiki/File:B%29bedouins.jpg
U domorodého obyvatelstva pouští byly shledány vedle fyziologických adaptací i adaptace evoluční (děděné). Prozrazují je zejména některé krevní znaky. U obyvatel pouští se téměř nesetkáme se srpkovitým znakem, podmíněným přítomností abnormálního hemoglobinu HbS, ani u nich nenajdeme nositele krevní skupiny MN. To proto, že nositelé těchto znaků, nejsou schopni při větší ztrátě vody v těle zahušťovat moč, což je pro dlouhodobé přežití v poušti zvláště důležité. A pak je pro ně typická většinou vysoká postava s dlouhými končetinami a krátkým trupem (evoluční adaptace).
Adaptace na vysoké nadmořské výšky:
Téměř každý desátý člověk dnes žije v horských oblastech, které svým proměnlivým prostředím vytvářejí jedno z nejvíce nepřátelských životních prostředí. Třeskutý mráz nebo nízké teploty během celého dne, silné sluneční paprsky s vysokou intenzitou ultrafialového záření (UV), suchý vzduch se sníženým obsahem kyslíku, celkově nízký atmosférický tlak a nedostatek dostupné potravy, to vše dohromady, ale i každé zvlášť, vytvořilo v minulosti překážku, která je i dnes pro mnohé lidi z nížin téměř nepřekonatelná. Vystoupí-li obyvatel nížin příliš rychle do velkých výšek, pocítí typické příznaky nedostatku kyslíku, známé jako horská nemoc. Horská nemoc se projevuje celkovou únavou, bolestmi hlavy, rychlím srdečním tepem, vyčerpaností a dechovými obtížemi. Všechny tyto příznaky doprovází zvracení, modrání končetin a svalové křeče. Není-li postižený urychleně snesen do nižších poloh, může upadnout do hlubokého bezvědomí a zemřít. Horské nemoci se dá zabránit zvýšeným příjmem kyslíku.
Nadmořská výška. Mapu uvidíte libovolně zvětšovatelnou online na zdrojovém odkazu.
Staženo 27.11.2013 z http://maps.howstuffworks.com/world-elevation-map.htm
V nížinách činí parciální tlak kyslíku 19,9 kilopascalu. Při tomto tlaku proniká kyslík v plících do krve rychlostí, jež odpovídá normálnímu životu (obsah kyslíku v krvi 21%). Ve výšce 3 000 metrů nad mořem však parciální tlak klesá, čímž se zákonitě snižuje obsah kyslíku v krvi na 14%, ve výšce 5 500 metrů tak obsah kyslíku poklesne na 10,5% a v 10 000 metrů dokonce na pouhých 5%. Postižený vystavený nízkému tlaku kyslíku v tkáních (hypoxii) se brání zrychleným a prohloubeným dýcháním, aby zvětšil minutový objem plic. Krev postiženého nabývá alkalické povahy, objevuje se alkalóza, která je nebezpečná tím, že tělo bez odpovídajícího množství oxidu uhličitého v krvi (který klesá spolu s kyslíkem) nemůže řídit dýchání. Absence obranných mechanismů ukazuje na to, že se předci člověka vyvinuli v nížinách.
Dnešní obyvatelé And (provincie Cuzco) v Peru.
Staženo 27.11.2013 z http://victorenglebertphotography.blogspot.cz/2013_04_01_archive.html
Někteří lidé se s horskou nemocí nikdy nevyrovnají a musí se vrátit do nížin, ale většina se během 1 až 2 týdnů vysokohorským podmínkám přizpůsobí (aklimatizuje se). Během přizpůsobování se projeví změny ve složení krve, především se zmnožují červené krvinky a tím i celkové množství hemoglobinu. Ve výšce 3 400 metrů stoupne počet červených krvinek v jednom krychlovém milimetru až na 7 miliónů, obsah hemoglobinu se zvýší na 144% normy, zatímco v 5 500 metrech stoupne počet červených krvinek na 8,3 miliónu a obsah hemoglobin na 160% normy. I když se během aklimatizace zlepšuje, díky zvýšení obsahu hemoglobinu, přenos kyslíku do tkání, objem plazmy se nemění. Aby nedošlo k přetížení srdečního svalu, rozšíří se kapiláry.
I velmi dobře aklimatizovaný člověk z nížin se nikdy svou výkonností nevyrovná domorodcům z vysokých nadmořských výšek. Domorodci v horách jsou oproti lidem z nížiny malí (muži i ženy), čímž potřebují méně kyslíku, mají velmi široký a soudkovitý hrudník s objemnými plícemi a velkým srdcem (s větší pravou komorou). Mají více krve bohaté na červené krvinky, jejichž hemoglobin je citlivější na vázání kyslíku a to umožňuje rychlejší pohyb a zásobování všech konců těla i s nízkým tlakem krve.
Ve výškách nad 3 000 metrů ženy z nížin většinou ani neotěhotní. Například ve vysokohorském hornickém středisku Potosí v Bolívii trvalo 53 let, než se první ženě, jejíž předci se tam přestěhovali, podařilo donosit zdravé dítě. Okolní původní indiánské kmeny však s plodností, i přes nedostatek jídla, nikdy problém neměly.
Fyziologové rozlišují tři úrovně adaptace na vysokohorské prostředí:
1. aklimatizace – krátkodobé přizpůsobení, během něho lidé (např. horolezci, pastevci) opět dosáhli homeostáze vůči změněným podmínkám prostředí a bavili se horské nemoci
2. adaptace – dlouhodobější přizpůsobení, které si vytvořili lidé původně narození v nížinách přestavbou funkcí a struktur během růstu a vývoje ve vysokohorských podmínkách (vývojová aklimatizace)
3. evoluční adaptace – dosáhli jí domorodci, kteří v horách žijí už řadu generací. Jejich přizpůsobení se už vepsalo do jejich vnitřní genetické informace (genofondu)
Dnešní obyvatelé království Mustang v Nepálu.
Staženo 27.11.2013 z http://beforethey.com/tribe/mustang