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