Nauki o człowieku
Wykład nr 6
Paleodemografia
Antropologia populacyjna
Nauki o człowieku
Wykład nr 6
Paleodemografia
Antropologia populacyjna
Szczątki ludzkie
Procesy podepo-
zycyjne (po śmierci
osobnika) - tafonomia
Rekonstrukcja cech
osobnika żywego –
antropologia fizyczna
Cechy pojedynczego
osobnika – indywi-
dualna diagnostyka
Cechy populacji –
antropologia histo-
ryczna i populacyjna
Cechy ogólnogatun-
kowe – biologia
człowieka
Definicje populacji
• geograficzna: za populację uznajemy zbiór
osobników żyjących na danym obszarze;
• socjokulturowa: za populację uważamy zbiór
osobników uważających siebie za odrębnych od
innych (dotyczy tylko człowieka);
• genetyczna: populacja to zbiór osobników
zamieszkujących określony teren i mających
wspólną pulę genów, przy czym wyróżnikiem
populacji jest przede wszystkim ta druga cecha.
Antropologia populacyjna
• zajmuje się rozważaniem powstawania i
funkcjonowania grup ludzkich przy
zastosowaniu podejścia właściwego
naukom przyrodniczym;
• opisuje zależności między układem
żywym, jaki stanowi zbiorowość ludzka, a
otaczającą go rzeczywistością, opisuje
wewnętrzną strukturę tego układu i
wyjaśnia przyczyny powstania tej
zależności, tej struktury oraz
mechanizmów ich przemian.
Paleodemografia
• Badania struktury, rozwoju i wielkości grup
ludzkich w przeszłości.
najczęściej opis wymieralności i długości
życia (tablice wymieralności)
struktura wymieralności według wieku i płci
stan i dynamika biologiczna grup
pradziejowych
wielkość i rozmieszczenie przestrzenne
grupy (na podstawie źródeł
archeologicznych)
Paleodemografia
• Podstawowe pojęcia:
– umieralność: liczba zgonów ogółem do
liczby ludności
– śmiertelność: liczba zgonów z danego
powodu do liczby ludności
– płodność: natężenie urodzeń w badanej
grupie kobiet
– kohorta: grupa osób, w stosunku do której
pewne zdarzenie zaszło w tym samym
momencie (na przykład zmarli w jakimś
okresie)
Paleodemografia
dwa modele populacji: zastojowa i
ustabilizowana
zastojowa: płodność i umieralność na
tym samym poziomie, w efekcie zerowy
przyrost naturalny
ustabilizowana: stała płodność i
umieralność, przez co trwały dodatni
lub ujemny przyrost naturalny
w rzeczywistości dynamika populacji jest
bardziej złożona
Dynamika populacji
Dynamikę biologiczną warunkują trzy
czynniki: płodność, system krzyżowań
(migracje), wymieralność
wymieralność rekonstruowana w przybliżeniu
na podstawie szczątków kostnych
cmentarzyska rzadko są losowymi próbami z
populacji
diagnostyka wieku nigdy nie jest pewna
wskaźniki wymieralności, reprodukcji
potencjalnej itp.
miernik stanu biologicznego: jaka część
pokolenia uczestniczy w reprodukcji
Parametry opisujące populację
• wielkość i gęstość zaludnienia
– liczba osobników
– wielkość biomasy (jeśli przedstawiciele
porównywanych populacji różnią się
wielkością)
gęstość populacji jest zależna od sposobów
eksploatacji środowiska
• struktura wieku populacji
– liczba urodzeń i zgonów
– piramida wieku
Struktura wieku populacji żywej
struktura wieku musi być określana dla każdej płci osobno
najczęściej stosowanym sposobem przedstawiania
struktury wieku jest rysowanie piramidy wieku z
pokazanymi liczebnościami w poszczególnych kategoriach
na podstawie tak narysowanej piramidy wieku można
określić stan populacji
wzrost płodności rozszerza podstawę piramidy
wzrost wymieralności dorosłych zawęża jej górną część
drastyczny spadek płodności i wymieralności może
sprawić, że piramida się odwraca: węższa na dole,
szersza na górze
wojny, klęski żywiołowe, migracje itp. powodują zwężenia
w określonych kategoriach wiekowych
z piramidy wieku można oczytać najważniejsze parametry
demograficzne
Piramida wieku: współczesna
populacja
Piramida wieku:
interpretacja
Profil wieku na cmentarzyskach
Współczynniki demograficzne
współczynnik urodzeń to stosunek liczby urodzeń do
ogólnej liczebności populacji
współczynnik zgonów to stosunek liczby zgonów do
ogólnej liczebności populacji
współczynnik przyrostu naturalnego to różnica
między współczynnikiem urodzeń a współczynnikiem
zgonów
jeśli przyrost naturalny dodatni, populacja rozwija się,
jeśli ujemny, to jej liczebność spada
współczynniki płodności to liczba dzieci urodzonych
przez kobiety w danej klasie wiekowej do ogólnej
liczby kobiet w tej klasie
u ludzi proces rozrodu jest ciągły, nie podlega
cykliczności sezonowej
Współczynniki demograficzne
współczynniki reprodukcji ogólne lub ze względu na płeć:
liczba dzieci w stosunku do liczebności populacji
ewentualnie liczba córek w stosunku do liczby kobiet lub
liczba synów w stosunku do liczby mężczyzn
współczynnik reprodukcji brutto dla wszystkich kategorii
wiekowych lub cząstkowy dla jednej określonej kategorii
współczynnik reprodukcji netto określa, jaka jest
zastępowalność pokoleń
ilu potomków jednego rodzica wejdzie w skład populacji i
będzie uczestniczyć w tworzeniu następnego pokolenia
jest to miara pokoleniowa, określa zastępowalność pokoleń
jest to także miara dostosowania populacji do otoczenia
całkowity współczynnik płodności: liczba dzieci
potencjalnie urodzonych przez kobietę z danej populacji
przy założeniu, że ta dożyje menopauzy
Tablice wymieralności
informują o tym, jakiego wieku średnio dożyje
osobnik należący do określonej kategorii
wiekowej
założenie, że mamy do czynienia z populacją
zastojową, w której płodność i wymieralność
są sobie równe dając zerowy przyrost
naturalny
populacja zastojowa jest odmianą
szczególną populacji ustabilizowanej, czyli
takiej, w której parametry demograficzne
pozostają niezmienne w czasie
w ciągu życia ludzkiego może nastąpić
wiele zmian podstawowych parametrów
Tablice wymieralności
Stan biologiczny populacji
• wskaźnik stanu biologicznego mierzy
sposobność do działania doboru naturalnego
przez wymieralność;
• definicja Macieja Henneberga: "stan biologiczny
populacji jest wyrazem przystosowania
ujmowanego jako całość biologicznych i
kulturowych właściwości umożliwiających
sukces reprodukcyjny populacji, choć ze
względu na możliwość kontroli urodzeń
niekoniecznie sukces ten musi być w
rzeczywistości realizowany"
Stan biologiczny populacji
wskaźnik stanu biologicznego mierzący
sposobność do działania doboru
naturalnego przez wymieralność
każdemu osobnikowi można przypisać
prawdopodobieństwo posiadania potomstwa
w momencie rozpoczynania reprodukcji to
prawdopodobieństwo jest równe 1
w momencie osiągnięcia wieku, gdy
reprodukcja już jest niemożliwa,
prawdopodobieństwo równe 0
sumujemy te wartości przy określonych
wskaźnikach wymieralności
Stan biologiczny populacji
wskaźnik stanu biologicznego równy 0
oznacza całkowity brak dostosowania
populacji, żaden osobnik nie reprodukuje się i
populacja wymiera zupełnie
wskaźnik równy 1 oznacza, że każdy osobnik
urodzony ma potencjalnie możliwość wydania
maksymalnej możliwej liczby potomstwa
wskaźnik ten pokazuje prawdopodobieństwo
przekazania genotypu w danej populacji do
puli genowej następnego pokolenia
im większe to prawdopodobieństwo, tym
mniejszy nacisk selekcyjny
Krótki przegląd koncepcji
zróżnicowania wewnątrzgatunkowego
człowieka
• Koncepcja rasy geograficznej (odmiany);
• Indywidualna typologia rasowa;
• Koncepcja zmienności klinowej;
• Zmienność wewnątrz- i
międzypopulacyjna.
Tradycyjne definicje rasy
• Rasa geograficzna to zbiór grup ludzkich
podobnych do siebie pod względem
określonego zestawu cech rasowych i
zamieszkujących wspólne terytorium,
mających niekiedy wspólne pochodzenie.
• Rasa typologiczna to zbiór osobników
najbardziej podobnych do siebie pod
względem określonego zestawu cech, ale
mogących należeć do różnych grup.
Rasowa
koncepcja
zróżnico-
wania
wewnętrz-
gatunko-
wego
człowieka
Rasowa
koncepcja
zróżnico-
wania
wewnętrz-
gatunkoweg
o człowieka
Założenia Polskiej Szkoły
Antropologicznej
• składniki antropologiczne jako zespoły
cech istnieją realnie, co można wykazać
odpowiednimi metodami statystycznymi
• zespoły cech utrzymują się jako całości
genetyczne w wyniku powinowactwa
genów, a zatem elementy rasowe nie
ulegają zmianom w procesie krzyżowania
• cechy mieszańców podlegają
rozszczepieniu lub stabilizacji
Założenia Polskiej Szkoły
Antropologicznej
• Podstawowe jednostki taksonomiczne to:
– odmiana (równoważna rasom geograficznym)
– element antropologiczny (homozygotyczna
rasa czysta)
– typ antropologiczny (heterozygotyczni
mieszańcy dwóch elementów)
• Za element antropologiczny uznaje się
osobnika wzorcowego, określonego szczególną
kombinacją cech występującą częściej, niż
należałoby tego oczekiwać przy założeniu
niezależnego dziedziczenia cech.
Rozwój i upadek typologii
rasowej
Jan Czekanowski zaproponował podstawy
matematycznych analiz zmienności cech, co
było w latach 20. wielką nowością
nowością było także pojmowanie populacji
jako niejednolitej rasowo
w latach 50. następił bujny rozwój w Polsce
różnych metod określania typów rasowych
w połowie lat 60., kiedy genetyka zaczęła się
burzliwie rozwijać, okazało się, że nie ma
mowy o stabilnych zespołach cech, a zatem
runęło podstawowe założenie typologii
rasowej, która została w ten sposób
sfalsyfikowana
Antropologia populacyjna
obecnie powszechnie przyjmowana jest populacyjna
koncepcja zróżnicowania wewnarzgarunkowego
przedmiotem ewolucji są populacje, a nie osobniki,
gdyż wszystkie mechanizmy biologiczne wywołujące
ewolucję mają charakter populacyjny
populacje mogą różnić się od innych populacji
częstością występowania pewnych genów
nie ma wyraźnych granic między populacjami,
ponieważ granice są zacierane poprzez mniej lub
bardziej nasilone procesy wymiany genów
różnice między populacjami mają więc charakter ilościowy,
nie jakościowy
różnice te mogą mieć charakter adaptacyjny: na
poszczególne populacje dobór naturalny działa w inny
sposób
na zróżnicowanie mogą wpływać także czynniki kulturowe
Klinowa
koncepcja
zróżnico-
wania
wewnętrz
-gatunko-
wego
człowieka
Koncepcja zmienności klinowej
gatunku ludzkiego nie można dzielić na nieciągłe jednostki
niższego rzędu (populacje)
zróżnicowanie ma charakter ciągły i jest związane z izolacją
wynikającą z odległości geograficznej lub barier
geograficznych
jako przykład pokazywana jest zmienność częstości
występowania grup krwi, która w przypadku grupy 0
stopniowo maleje w Europie z zachodu na wschod, w
przypadku B rośnie z zachodu na wschód, w przypadku A
maleje z południa i północy ku centrum
zróżnicowanie geograficzne różnych cech jest w dużym
stopniu niezależne od siebie, wynika z różnych nacisków
selekcyjnych w różnych środowiskach
ponieważ ten nacisk działa na pojedyncze cechy, a nie
zespoły cech, nie powoduje podziału gatunku ludzkiego na
grupy
podobieństwo jest funkcją bliskości geograficznej i, co za tym
idzie, takich samych nacisków selekcyjnych
Koncepcje zróżnicowania
wewnątrzgatunkowego człowieka:
podsumowanie (wg. J. Piontka)
Społecz-
ność
lokalna lub
regionalna
Pula genów
Wykrzy-
żowana
populacja
Osobnik
Grupa
etniczna
Jednostka
taksono-
miczna
Teoria
systemów,
ekologia
populacyjn
a
Genetyka
populacyj-
na, teoria
doboru na-
turalnego
Genetyka
populacyj-
na, synte-
tyczna
teoria
ewolucji
Genetyka
klasyczna
(mendlow-
ska)
Okres
przedgene-
tyczny,
pra-wa i
reguły
empiryczne
Podstawa
teoretyczn
a
System
biokulturo-
wy
Zmienność
klinowa
Koncepcja
populacyjn
a
Rasa
typologicz-
na
Rasa
geograficz-
na
Czynniki
biokulturowe
Czynniki
regulujące
częstość
genów w
populacji
Selekcja
naturalna,
izolacyjne
bariery
Migracja,
sprzężone
dziedziczeni
e cech
rasowych
Czynniki
środowiska
przyrodni-
czego
Czynniki
istotne
Analiza
porównawcz
a struktur
systemów
Modele
czaso-
przestrzenne
go zróżni-
cowania
częstości
genów
Odległość
biologiczna
między
grupami
Różnice w
składach i
strukturach
rasowych
między
grupami
Zróżnicowa-
nie grup
etnicznych
Metody
opisu
zróżnico-
wania mię-
dzygrupowe
go
Analiza
procesualna
i
strukturalna
Gradient w
częstości
cech
Zmienność
wewnątrz-
populacyjna
cech
Skład
rasowy,
struktura
rasowa
Grupy
lokalne
(liczba,
zróżnicowa-
nie)
Metody
opisu zróż-
nicowania
Opis biolo-
giczny, eko-
logiczny sy-
stemu bio-
kulturowego
Opis zróżni-
cowania
zmienności
cech w
przestrzeni
Opis takso-
nomiczny
wykrzyżo-
wanych
populacji
Opis takso-
nomiczny
osobnika
Zróżnicowan
ie lokalnych
grup w
przestrzeni
geograficzne
j
Procedura
taksono-
miczna
System
biokulturo-
wy
Zmienność
klinowa
Koncepcja
populacyjna
Rasa
typologiczna
Rasa
geograficzna
Zróżnicowanie genetyczne
w roku 1997 zespół G. Barbujaniego opublikował wyniki
genetycznego zróżnicowania człowieka
zbadano rozkład 109 markerów genetycznych o różnym tempie
mutacji w próbach z 16 populacji różnej wielkości i
pochodzących z różnych części świata
okazało się, że około 85% zmienności to zmienność
wewnątrzpopulacyjna, nawet w bardzo małych, a więc najmniej
zróżnicowanych populacjach
jedynie około 10% zmienności to różnice między kontynentami,
choć w przypadku wielu markerów różnice okazały się istotne
a zatem podział na rasy nie odzwierciedla wielkich różnic
genetycznych
zróżnicowanie ma charakter ciągły, a nie skokowy
nasz gatunek w porównaniu z innymi jest bardzo mało
zróżnicowany
Odległości biologiczne
W badaniach zróżnicowania wewnątrz-
gatunkowego człowieka wykorzystywane są
różne miary odległości biologicznych
są to wartości liczbowe określające stopień
podobieństwa dwóch populacji w określonym i
porównywalnym zestawie cech
istnieją różne miary odległości biologicznych,
zarówno dla cech metrycznych, jak i
niemetrycznych
ostatnio najczęściej wykorzystywana
odległość Mahalanobisa dla cech metrycznych