WYKŁAD I:
Biologia człowieka, a filogeneza
Biologia człowieka - zajmuje się zjawiskami rozwoju filogenetycznego, ontogenetycznego człowieka, funkcjonowania organizmu ludzkiego ze szczególnym uwzględnieniem różnorodności form i funkcji, obejmuje filogenezę, ontogenezę, antropogenezę.
Filogeneza - droga rozwoju rodowego i zmiany ewolucyjne grupy org.
Antropogeneza - nauka o powstaniu i historii rodowej człowieka
Ontogeneza - rozwój osobniczy
Ciało człowieka jest swojego rodzaju świadectwem ewolucyjnym przeszłości człowieka. Badanie genetyczne wskazują na nasze pokrewieństwo z małpami człekokształtnymi (szczególnie szympansem) 1,2 % różnicy w genach
Najbardziej inteligentny jest szympans karłowaty - bonobo (manipuluje myślami, potrafi kłamać)
KLASYFIKACJA
Królestwo: Animalia
Typ: Chordata
Podtyp: Vertebrata
Gromada: Mammalia
Rząd: Primates
Podrząd: Anthropoidea (małpy)
Zespół: Catarrhini (wąskonose)
Nadrodzina: Hominoidea (człekokształtne - hominidy, apes)
Rodzina: Hylobatidae (rodzaj: Hylobates, Symphalangus)
Rodzina: Hominidae (hominidy)
Podrodzina: Ponginae (Pongo, DNA 2,4% różnicy z człowiekiem)
Podrodzina: Homininae (szczepy: Panini - Pan, DNA1,2% różnicy z człowiekiem)
Podrodzina: Gorillnae (Gorilla, DNA 1,4% różnicy z człowiekiem)
Najstarszy hominid:
Sahelanthropus tchadensis - TOUMAI - nadzieja życia - 2002 - stanowisko Toros - Menella 266, pustynia Djurab, północny Czad
Okres: trzeciorzęd
Najstarsze hipotetycznie homininy pochodzą z późnego miocenu.
Kryterium dwóch podstawowych cech przynależności do homidów:
dwunożność
„ludzka” budowa kła - brak kompleksu tnącego
Orrorin tugenesis:
2000 - „człowiek milenijny”
odkrycie na wzgórzach Tugen
Orrin - pierwszy człowiek
brak czaszki
V - kształtny kieł → bardziej szympansi
anatomia kości udowych wskazuje na dwunożność
paliczki - przystosowane do nadrzewnego trybu życia
analiza fauny - pogranicze lasu z zadzewioną sawanną
szczątki kostne około 5 osobników
Ardipithecus ramidus: (ramid - korzeń)
istota dwunożna, przykład obecnie najlepiej zachowanego hominina (samicy)
znaleziony w Etiopii
wykazuje mieszankę cech ludzkich z cechami dawnych wspólnych przodków lineażu ludzkiego i szympansiego. Na wydobycie szczątków kostnych poświęcono wiele lat.
4, 4 mld lat temu
lepiej zachowane niż słynna Lucy (1974r.)
wartość stosunku długości kości promieniowej do piszczelowej - zbliżona do charakterystyczej dla czworonożnych małp wąskonosych
wysokość ciała około 120cm - ciężar do 50kg.
Mózg - 300 -500 cm3
zamieszkiwał lasy, a nie sawanny!
Tryb życia drzewno - ziemny → wykorzystuje wszystkie kończyny do poruszania się w koronach drzew
wielkość i kształt korony zębów - typ diety, struktura społeczna (znaczenie doboru płciowego)
„system tnący” - cp3 - u szympansa, u Ardi BRAK!
Kły samic i samców wykazują podobną wielkość
w przypadku Ardi nie ma dużego dymorfizmu płciowego (szczególnie zęby)
w przypadku najstarszych hominidów od 6 - 4,4 mln lat temu obserwujemy redukcję wielkości kłów, korony trzonowców. U Ardi wykazują mniejsze rozmiary niż korony trzonowców australopiteków (redukcja wielkości kłów)
grubość szkliwa, skład izotopowy szkliwa zębów - typ diety. Jeżeli na trzonowcach jest cienkie szkliwo to osobnik spożywał miękkie jedzenie (np. owoce) → szympansem
Australopiteki:
australo - południowy, pitekus - człowiek
pierwsze odkrycie w jaskini Taung („Dziecko z Taung”
nie polowały, były raczej ofiarami
postacie małych rozmiarów
nie wytwarzały narzędzi kamiennych (nie ma dowodów, że wytwarzały)
afryka wschodnia i południowa
Australopithecus afarensis:
pierwsze szczątki - połowa lat 70, region
nisko wysklepiona czaszka, wydłużona
puszka mózgowa 380 - 450 cm3
wydatny grzbiet karkowy
osobniki męskie - grzebień strzałkowy
brak filarów przednich twarzy
silny pragmatyzm zębodołowy
górna część twarzy niewielka
centralnie położony otwór potyliczny
Australopithecus africanus:
brak grzebienia strzałkowego (rzadko obecny)
przednie filary twarzy, płaski stok nosowo - zębodołowy, trójkąt nosowo zębodołowy
bruzda szczękowa, wyniosłość jarzmowa, silny pragmatyzm zębodołowy
WYKŁAD II:
Wyjątkowość ludzkiego mózgu.
3krotnie większy od mózgu człekokształtnej małpy
bardziej pofałdowany
mały płat potyliczny, duży ciemieniowy, płat czołowy bardzo pofałdowany
badania odlewów ENDOKRANIALNYCH licznych gatunków australopiteków → znaczenie położenia bruzdy półksięzycowatej
silnie rozbudowana kora nowa - siedlisko procesów poznawczych, świadomości i rozumowania
KORA NOWA - istotny element związany z ekspansją wielkości mózgu u naczelnych → jest większa od rdzenia przedłużonego → u małpiatek 10 razy, u małp człekokształtnych 20-50 razy, a u człowieka 105 razy
Pojemność puszki mózgowej kopalnych form ludzkich:
Australopitek - ok. 400cm3 (od ok. 4mln - 1mln)
H. Habilis sensulato - od 650cm3 do 800 (2,5 mln do 1,8mln)
H. Ergaster/ H. Erectus - 850 - 1000cm3 (2mln - 50tys)
H. Neanderthalensis - 1100 - 1400cm3 (230 - 29tys)
H. Sapiens (w tym współczesny) - średnio 1400cm3 (od 200 tys)
Alometria - różnice w rozmiarach ciała
współczynnik encefalizacji : miara wielkości mózgu w stosunku do wielkości ciała „obiektywna ocena wzrostu wielkości mózgu” (wielkość ciała jako cecha plastyczna np. duży wpływ warunków środowiska)
HIPOTEZY POWSTANIA DUŻEGO MÓZGU U CZŁOWIEKA I INNYCH NACZELNYCH:
zmiany strategii odżywiania się jako swoistego rodzaju impuls wywołujący wzrost mózgu
etap pierwszy - przejście z liściożerności do owocożernosci u naszego odległego przodka, wniosek oparty na obserwacji współczesnych naczelnych
owocożerność stawia większe wymagania intelektualne (poznawcze) niż liściożerność np. znajomość lokalizacji owocujących drzew (zapamiętywanie czasu owocowania), umiejętność wydobywania jadalnych części owocujących
etap drugi - zmiana diety wczesnych reprezentantów naszego rodzaju (H. Erectus sensulato, H. Ergaster) na bardziej kaloryczną i łatwostrawną, bogatą w mięso oraz pieczone rośliny, bulwy (wniosek oparty na świadectwach kopalnych)
spożywanie lekkostrawnego i bogatego w kalorie pokarmu umożliwia utrzymanie i rozwój kosztownego organu jakim jest duży mózg (mózg człowieka stanowi tylko 2%, a zużywa 20% energii przeznaczonej na funkcjonowanie całego organizmu)
nasze jelito uległo skróceniu (nasz przewód pokarmowy w porównaniu uległ zmniejszeniu w stosunku do wielkości ciała, 2x mniejszy niż u szympansa czy australopiteka
UZASADNIENIE: wnioskowanie o wystąpieniu dietetycznej rewolucji H. Erectus sensulato na podstawie analizy zmian ciała kopalnych form ludzkich, stwierdzenie istotnego powiększenia pojemności puszki mózgowej u tego gatunku hominina
oznaki zmniejszenia się długości układu pokarmowego są widoczne u H. Erectus sensulato - chłopca z Nariokotome
u tego osobnika po raz pierwszy pojawia się beczkowato uformowana klatka piersiowa (bardziej podobna do naszej) co wiąże się z redukcją długości przewodu pokarmowego
u małp człekokształtnych i australopiteków („wegetarian”) klatka piersiowa ma kształt piramidy, rozszerza się ku dołowi tworząc przestrzeń dla żołądka i długich zwojów jelit
wszystkożerność stała się powodem do powiększenia rozmiarów mózgu kopalnych form ludzkich
HIPOTEZA „SPOŁECZNEGO MÓZGU”
dawniej nazywana hipotezą „inteligencji makiawelicznej”
złożony system interakcji między osobnikami żyjącymi w grupie mógł stymulować wzrost wielkości mózgu (wniosek oparty na wynikach badań nad behawiorem współczesnych naczelnych)
w naszej ewolucyjnej przeszłości musiała występować wyjątkowo silna presja selekcyjna na posiadanie dużego mózgu ze względu ma duże koszty jego utrzymania - np. utrata energii w formie ciepła przez głowę (szczególnie silna u ludzkiego noworodka) wydłużenie okresu „dziecięcej” bezradności”
noworodki ludzkie są około 2 razy większe i mają 2x większe mózgi od noworodków małpich. Wzrost masy ciała częściowo równoważy koszt utraty ciepła
codzienne warunki życia małp człekokształtnych nie stawiają im szczególnych wymagań np. pod względem umiejętności zdobywania pokarmu
względna wielkość kory nowej naczelnych koreluje z wielkością tworzonych przez nie grup (szczególnie liczbą osobników iskających się czyli tworzących koalicję - im bardziej złożone interakcje społeczne tym większa kora nowa (iskanie się jest w celu „utrzymania” kontaktu))
Adaptacje do dwunożności:
czaszka (cranium)
przemieszczenie otworu potylicznego wielkiego (rdzeń kręgowy) ku środkowi podstawy czaszki
przemieszczenie i zredukowanie pola przyczepów mięśni karkowych
BIPEDIA - chód dwunożny
ORTOSKELIA - wyprostowana postawa ciała
kościec osiowy (skeleton axiale)
kręgosłup (columna vertebralis) 33-34 kręgi
u osobnika dorosłego obecne dwa rodzaje skrzywień fizjologicznych kręgosłupa
kifozy (kręgosłup wygięty do tyłu):
piersiowa - kształtuje się około 6 miesiąca życia na skutek siadania
krzyżowa - kształtuje się w życiu płodowym
lordoza (do przodu):
szyjna - kształtuje się po 6 tygodniu, gdy dziecko unosi główkę)
lędźwiowa - kształtuje się gdy dziecko zaczyna chodzić ok. 1-2 roku życia
rola kręgosłupa:
amortyzuje wstrząsy
jest narzędziem ruchu
osłania rdzeń kręgowy
WALGIZACJA - naturalna koślawość dolnych kończyn
zbieżność ud w kierunku kolan związana z reorganizacją mięśni
zbieżność osi trzonu kości udowej w kierunku kolan umożliwia stawianie stopy pod środkiem ciężkości
inna wartość kąta (mniejsza) między osią trzonu kości udowej, a styczną do kłykci kolanowych u małp człekokształtnych = brak koślawości powoduje kołysanie się podczas chodu dwunożnego
zbliżona do ludzkiej wartość tego kąta występuje i A. Afarensis (3 mln lat temu)
masywna głowa kości udowej wydłużone kończyny dolne
większe powierzchnie stawowe
stopa:
organ marszowo - podporowy (u małp chwytno - podporowy)
przywiedzenie palucha (u małp paluch przeciwstawny)
silniejszy rozwój paliczków (nie są tak silnie wygięte jak u małp)
podwójne sklepienie stopy (łuk podłużny i poprzeczny)
opuszczenie do podłoża guza piętowego (u małp człekokształtnych położony poziomo, natomiast u zwierzokształtnych → guz piętowy uniesiony ku górze)
poszerzenie kości skokowej (talus) i piętowej (calcarnes)
trzy elementy podporowe stopy: głowa pierwszej i piątej kości śródstopia, guz piętowy, ciężar ciała przenoszony z pięty na część przyśrodkową stopy stąd rozrost palucha (małpy człekokształtne chód na bocznych krawędziach)
kość biodrowa:
wyjątkowa cecha dla H. Sapiens - zredukowana wysokość kości biodrowej i jej duża szerokość (k. biodrowa musi być szersza, bo musi unieść wszystko co powyżej)
funkcjonalna konsekwencja takiej budowy k. biodrowej - bliższe położenie względem siebie połączenia k. krzyżowej z k. biodrową i stawu biodrowego, co redukuje naprężenia powstające podczas chodu dwunożnego działające na k. biodrową
u H. Sapiens wypukła powierzchnia pośladkowa i silnie zaznaczony dół biodrowy
kość miednicowa
miednica rozłożysta u H. Sapiens, talerze kości miednicznej są większe, krótsze
u szympansa chód knykciowy
Dowody występowania dwunożności u wczesnych hominiów:
ślady stóp z Laetoli (3,6 mln lat A. Afarensis), Tanzania
paluch nie jest odwiedziony
Biomechanika dwunożności:
H. Sapiens:
chód marszowy,
płynne następstwo ruchów,
faza przeniesienia (odpychanie), faza podparcia,
wykorzystywanie siły palucha
przeniesienie zgiętej kończyny pod tułowiem, wyprostowanie, gdy pięta dotyka podłoża
szympans:
w fazie przeniesienia nie następuje wybicie z palucha ani uderzenie piętą o podłoże
w czasie fazy przeniesienia środek ciężkości przesuwa się ku nodze podpierającej
mięśnie pośladkowe: średni mały kończyny będącej w fazie podparcia zapobiegają upadkowi na stronę będącą w fazie przeniesienia
BUDOWA KOŚCI MIEDNICZEJ:
(górna część kości miednicy Ar. Ramidus) - cechy wskazujące na dwunożność:
dolna część wykazuje podobieństwo do miednicy szympansa
zdolność do wspinania się na drzewa, położenie guzowatości kulszowej względem pozostałych elementów kości miednicznej
typ ludzki u A. Afarensis, małpi u Ar. Ramidus
cechy wskazujące na dwunożność:
kształt i wielkość talerza k. biodrowej (szeroki i krótki)
obecność wcięcia kulszowego większego, kolca przedniego dolnej kości biodrowej
Jedna z najstarszych najlepiej zachowanych miednic homininów znana do tej pory należała do A. Afarensis (A.L. 288 - 1) wykazywała podstawowe adaptacje związane z chodem dwunożnym, oraz miednica Ar. Ramidus:
bardziej prymitywna niż u australopiteków, odpowiednie położenie mięśni pośladkowych i Ar. Ramidusa umożliwiało poruszanie się na dwóch kończynach bez konieczności przenoszenia środka ciężkości ciała z jednej strony na drugą.
Branchiacja - poruszanie się między drzewami
Jak powstała dwunożność?
Ewolucja dwunożności nie była związana z egzystencją wczesnych homininów na sawannie lecz w gęstym lesie.
Wczesne homininy wykazywały morfologiczne przystosowania do wspinania się na drzewa jak i do chodu dwunożnego.
Po raz pierwszy obligatoryjna dwunożność pojawia się u H. Erectus
Proponowane hipotezy:
przenoszenie przedmiotów, grożenie, zwiększenie pola widzenia, spożywanie nasion
stacjonarny sposób żerowania, lepsza termoregulacja
Koniec końców nie wiemy jak doszło do dwunożności.
Auksologia - nauka zajmująca się rozwojem ( wpływem różnych czynników na rozwój dzieci)
Rozwój osobniczy ( ontogenetyczny) - szereg kolejnych, nieodwracalnych zmian kierunkowych w kształtowaniu się organizmu od chwili powstania zygoty.
Ontogeneza - kierowana przez genotyp i realizowana w konkretnym środowisku.
Zmiany rozwojowe uwarunkowane są dwoma procesami:
Proces wzrastania - powiekszanie się wymiarów ciała, wzrost masy
Proces różnicowania się postawowych elementów w budowie organizmu jakim są komórki - rozwój tkanek etc.
Periodyzacja rozwoju osobniczego uwzględnia własności morfologiczne i funkcjonalne organizmu zmienne w czasie i specyficzne dla poszczególnych okresów jest klasyfikacją sztuczną.
OKRES ZYCIA PRENATALNEGO - 266 dni od czasu wystąpienia ostatniej miesiączki
Podokres jaja płodowego - 8-12 dni
Podokres zarodkowy - do pojawienia się szpiku w kości ramiennej
Podokres płodowy - fetalny
OKRES ŻYCIA POSTNATALNEGO
Okres noworodka
Okres niemowlęcia
Okres wczesnego dzieciństwa ( 1-7)
Okres starszego dzieciństwa
Faza prepubertalna
Faza pubertalna (dojrzewanie)
Faza pospubertalna
Okres młodzieńczy ( 18-20 lat u kobiet, u mężczyzn do 23)
Okres wieku dorosłego - równowaga ( 30, 35 lat)
Okres wieku dojrzałego ( do 50-60)
Okres starości
Łożysko jest wytwarzane około 2 miesiąca ciązy.
Płód - zarodek ssaków od momentu, w którym zaczyna przypominac małego ssaka, u człowieka około 8 tygodnia ciązy.
CIĄŻA
3 miesiąc - można określić płeć dziecka, ogroooomna głowa, rosną paznokcie
4 miesiąc - pierwsze ruchy, ssie palec, ma linie papilarne, w ciągu minuty w mózgu tworzy się 250 tys. Komórek nerwowych
5 miesiąc - matka zaczyna czuć ruchy dziecka, lanugo, włosy na głowie, skóra grubieje
6 miesiąc - brwi i rzęsy, zaczyna odkładać się tkanka tłuszczowa
7 miesiąc - intensywny rozwój mózgu, dziecko układa się głową w dół
8 miesiąc - zanika lanugo, pozycja do porodu, tk. Tłuszczowa ma już ostateczną grubość, jądra zstępują do moszny
9 miesiąc - ok. 3.5kg, 55 cm
OKRES PERINATALNY ( porodowy)
Wstepne skurcze macicy aż do ustalenia się główki
Przejście główki i całego ciała przez kanał rodny
Urodzenie łożyska
Poród po 22 tyg.ciązy, pow. 500g - poród przedwczesny wcześniaka o skrajnie niskiej masie urodzeniowej - SUPERWCZEŚNIAK
OKRES NOWORODKA
Ustalenie prawidłowego oddychania, wydalania, krążenia, odcięcie pępowiny
Fizjologiczny spadek masy ciała - wyrównania urodzeniowego ciężaru ciała
Odruchy bezwarunkowe - ssania, połykania, pełzania, odruch chwytny dłoni, odruch Maro - obejmownia
Małpi chwyt - cecha atawistyczna, do 4 miesiąca życia
OKRES NIEMOWLĘCTWA
Duże tempo rozwoju ( maleje z każdym miesiącem)
Sprawność mięśni i ich wzrastanie w kolejności od głowy przez kończyny górne po dolne
Podnoszenie głowy - 1-3 mca.
Obrót wokół osi - 3-5 mca
Siadanie - 6-9 mca
Chodzenie i wstawanie - 10-13 mca
W pierwszy miesiącu zarastają ciemiączka boczne, duże przednie - 1.5 roku, tylne 3-4 (?)
Wydłuża się sen nocny - z wielofazowego przechodzi w dwu-twójfazowy
6 ciemiączek
212- wzór zębowy mleczny
Dentes lactei - zęby mleczne; dentes permamentes - zęby stałe
→ TKANKA KOSTNA
Z mezodermy
8 tydzień - pierwsze centra kostnienia
4, 5 miesiąc (płód) - wapnienie i intensywny rozwój kości
Szybki rozwój kości czaszki - noworodek - 270 kosci
Po urodzeniu powstają nowe, przynasadowe centra - najpierw 370 kości, potem 206
8,9 miesiąc - zrastania połówek żuchwy, szew czołowy zrasta się pod koniec 2 roku życia
U dziewcząt procesy kostnienia zachodzą szybciej nawet w życiu płodowym
OKRES WCZESNEGO DZIECIŃSTWA
Spadek tempa rozwoju - pozorne szczuplenie
Zmieniają się proporcje ciała
Wysklepienie stopy
B.silnie zaznaczona lordowa lędźwiona, wypukły brzuch
Od 3 roku życia świadome oddawanie moczu
Polepszenie kordynacji mięsni
Do 2.5 roku wszystkie zęby mleczne
Ok. 3.5 roku zanika oburęczność
Poziom hemoglobiny niższy niż u dorosłych, wyższe tętno i ciepłota ciała
Wiek przedszkolny - 6,7 lat - dalsze smuklenie, lepsza koordynacja ruchowa, rozpoczęcie wymiany uzębienia
OKRES STARSZEGO DZIECIŃSTWA
Faza prepubertalna - stan przedpokwitani owy, obejmuje uwrażliwienie jąder i jajników na obecne we krwi hormony gonadotropowe przysadki ( u dziewczat do ok. 8 lat, u chłopców - 9-11)
Adrenache - początek nasilonego wydzielania hormonów kory nadnerczy, jest związany z wystąpieniem tkz.skoku okołopokwitaniowego pod wpływem tych hormonów wzrasta tempo rozwoju kośca, odkładanie tk.tłuszczowej
Intensywność przemian zależy od typu budowy ciała, słabiej zaznacza się u osób o budowie ektomorficznej.
Skok pokwitaniowy - nagłe przyspieszenie tempa wzrastania całego ciała związane z dojrzewaniem ( podwojenie tempa przyrostów ciała z 5-6 cm rocznie; efekt przyspieszonego wzrastania kości)
Wzrastanie kończyny dolnej - stopa, podudzie, udo
Wzrastanie kończyny górnej - ramię, przedramię, ręka
Faza pubertalna ( 12-16 rok życia)
Gonadarche - uzyskanie dojrzałości gonad do rozpoczęcia aktywności hormonalnej; chłopcy - srednio 14, dziewczynki -12.
Pubertas praecox - dojrzewanie przedwczesne ( dla dziewczynek 8, chłopców 10-12)
Pubertas tarda - dojrzewanie opóźniona ( dla dziewczynek 14-16, dla chłopców 16-18)
Najszybciej dojrzewają dziewczęta endomorficzne ale ich ostateczna wysokość ciała jest niższa niż ektomorficznych.
Menarche - pierwsza miesiączna uwarunkowana odpowiednim ciężarem ciała
Omdlenia - skutek dysharmonii rozwojowej - wolniejszego wzrastania serca i wielkości płuc niż całego organizmu, u dziewcząt przejściowe zabudzenia wydzielania gruczołów płuc i tarczycy
Faza postpubertalna ( 16-18 rok życia)
Zakończona ostatecznym rozwojem szkieletu i mięśni, nasilenie drugorzędowych cech płciowych - owłosienie łonowe, pachowe, twarzy
OKRES MŁODZIEŃCZY
Dorastanie organizmu, całkowite zespolenie się nasad z trzonami kości długich, kształtowanie się ostatecznych wymiarów narządów wewnętrznych, kośnienie chrząstkozrostu klinowo-potylicznego
OKRES WIEKU DOROSŁEGO
Największa zdolność biologiczna ustroju
Objawy procesu inwolucyjnego - zmiany wsteczne w stawach
Zrastanie (obliteracja) szwów czaszkowych
Starcie powierzchni żujących koron zębów
OKRES WIEKU DOJRZAŁEGO
Widoczne zmiany inwolucyjne ( silne zarastanie szwów, ścieranie koron zębów, siwienie, osłabienie zdolności akomodacyjnych oka)
Klimakterium - okres przed i po ostatniej miesiączce
Premenopauza - poprzedza wystąpienie ostatniej miesiączki
Niewydolność ciałka żółtego
Niedobór progesteronu
Względny wzrost estrogenów
Zaburzenia cyklu
Brak fazy owulacyjnej
Postmenopauza
Obniżony poziom estrogenów
Wzrost gonadotropin przysadkowych
Brak ciałka żółtego
Zaburzenia neurowegetatywne
Zawroty i bóle głowy, kołatania serca
OKRES STAROŚCI
Podokres 1 - do 65-70 roku życia, nasilenie zmian starczych
Podokres 2- do 80 roku życia, zwiotczała skóra, więzadła, mięśnie, uwstecznienie zmysłów
Podokres 3 - po 80 roku życia - zanikanie różnic płciowych, konstytucyjnych, wychudzenie ciała
Postępująca osteoporoza, przemieszczanie tkanki tłuszczowej z policzków na podbródek i szyją, wzrasta otłuszczenie brzucha i bioder lecz w 2 i 3 podokresie utrata tk.tłuszczowej, zmniejszenie wysokości ciała, pogłębianie krzywizn kręgosłupa
CZYNNIKI ŻYCIA CZŁOWIEKA - główne źródła zmienności
Determinanty
Stymulatory
Modyfikatory
Epigeneza - realizacja fenotypu na podłożu określonego genotypu
Fenotyp - wynik interakcji genów z czynnikami środowiska
Zróżnicowanie międzyosobnicze- różnice w tempie rozwoju, wartościach ostatecznych cech, warunkowane generycznie i ekologicznie
CZYNNIKI ENDOGENNE GENETYCZNE
Posiadanie chromosomów płciowych XX jako czynnik odpowiadający za większość procesów rozwoju ( większą rezystencję), mniejszy wpływ czynników środowiskowych ( mniejszą ekosensytywność ) w porównaniu z XY
Rezystencja - opór stawiany przez rozwijający się organizm w stosunku do czynników środowiska
Zespół Klinefeltera - XXY
Genetyczni zdeterminowanie płci warunkuje różnice w tempie rozwoju dziewcząt i chłopców
Odmienne tempo wzrastania, wcześniejsze kostnienie nasad kości u dziewcząt
Różnice w ostatecznych wymiarach i proporcjach ciała kształtujące się w okresie dojrzewania
Mniejsza odporność biologiczna chłopców ( wyższa śmiertelność okołoporodowa, łatwiejsze odchylanie się szlaków rozwojowych, większa wrażliwość na czynniki chorobotwórcze, na działanie niekorzystnych warunków bytowych)
Dziewczęta odchylone od prawidłowego szlaku rozwoju trudniej na niego wracają
Homozygotyczność małżeństw - krzyżowanie wsobne, większa szansa na ujawnienie się wad, gorszy rozwój
Heretozygotyczność małżeństw - efekt heterozji ( zwiększenie wrażliwości na czynniki zewn.)
Narząd lemieszowo-nosowy - u nasady przegrody nosowej, wrażliwy na feromony, kobiety preferują mężczyzn o bardziej odmiennym głównym układzie zdolności tkankowej
CZYNNIKI ENDOGENNE PARAGENETYCZNE (stymulatory rozwoju)
Silniejszy związek między cechami dziecka i matki
Cechy kośca (wzrost, kształt głowy)
Rozwój mięśni, kształt nosa, uczu, warg
Kolor, oczu, włosów
Właściwości fizjologiczne
Matka wpływa na rozwijający się organizm przez właściwości jej genotypu, oddziałuje na potomstwo za pośrednictwem właściwości metabolicznych jej organizmu także po urodzeniu - karmienie piersią. Optymalny wiek na urodzenie dziecka - 25-32 lata w mieście, na wsi 2-25. Gorszy rozwoj dziecka gdy ojciec młodszy o 3 lata lub więcej
Kolejność urodzeń - zamian elastyczności macicy, ścian brzucha wraz z kolejnymi ciązami
Szybkie zajście w ciążę ( przerwy mniejsze niż 2 lata) - ujemny wpływ na rozwój płodu
Najlepszy rozwój dzieci z ciąż 2-5, potem obniżenie poziomu rozwoju, wraz z wiekiem matki rośnie szansa na ciążę mnogą
Fakomegalia - bezpośrednie połączenie stopy lub dłoni z tłowiem
Amelia - brak kończyny
CZYNNIKI EGZOGENNE - modyfikatory
Biogeograficzne
Klimat ( temperatura) - najlepszy dla rozwoju klimat umiarkowany ciepły, najdłuższy okres płodności kobiet, najszybciej dojrzewają
Ukształtowanie terenu - rozrost klatki piersiowej, zwolniona praca serca
Społeczno - kulturowe
W środowiskach inteligenckich szybsze dojrzewanie, dziewczyny wyższe i smuklejsze
Charakter i wielkość środowiska
Wyższe wykształcenie rodziców - najszybciej dojrzewają i osiągają najwyższe wartości cech somatycznych
Stres
Tryb życia np. aktywność fizyczna wpływa na rozwój układu kostnego
Wiek menarche
Hipoteza Belsky et.al. 1991- dziewczęta, które dorastały w warunkach tkz. Stesu rodzinnego czyli w rodzinach dysfunkcyjnych wcześniej dojrzewają płciowo niż te z normalnych rodzin
Rodzina dysfunkcyjna - określana w oparciu o odpowiednie kryteria, np. śmierć jednego z rodziców, rozwód lub separacja, alkoholizm
Zgodnie z wynikami badań czynnik stresu psychicznego związany z dorastaniem w dysfunkcyjnej rodzinie jest tak silny, że przyspiesza dojrzewanie.
TREND SEKULARNY
Trend sekularny to ciąg zmian fenotypowych zachodzących stopniowo z pokolenia na pokolenie i postępujących w stałym kierunku pomimo możliwych krótkotrwałych fluktuacji.
Np. tendencja do zwiększania się wysokości ciała i przyspieszenie procesów dojrzewania młodzieży, dzieci na ogół przerastają swoich rodziców pod względem ostatecznej wysokości ciała i osiągają ją w młodszym wieku
Akceleracja - przyspieszenie rozwoju dzieci przejawia się we wszystkich fazach rozwoju dziecka lecz nie w jednakowym stopniu np. przyspieszenie dojrzewania płciowego dziewcząt.
Obserwuje się słabnięcie trendu w krajach wysokorozwiniętych wśród dzieci mających optymalne warunki rozwoju ( pełna realizacja genetycznych predyspozycji)
Norma Rozwojowa:
wiek kalendarzowy (inaczej - metrykalny, chronologiczny) czas mierzony od chwili urodzenia do chwili badania
wiek biologiczny ( inaczej rozwojowy ) - miara biologicznej dojrzałości organizmu wyraża stopień zaawansowania osobnika
jak mierniki wieku biologicznego stosuje się np : wiek morfologiczny( sylwetki), wiek drugorzędowych cech płciowych, wiek szkieletowy(kostny), wiek zębowy, określane na podstawi norm rozwojowych
ocena wieku biologicznego osobnika pozwala na stwierdzenie czy jego rozwój jest w nomie dla danego wieku, czy teżjest przyspieszony, czy też opóźniony
Norma to biologiczny układ odniesienia
Normy rozwojowe- wartości cech uznawane w danej populacji za prawidłowe dla osobnika określonej płci i wieku.
Norma populacyjna - oparna na wieku, płci dziecka i wartości danej cechy
Normy grupowe - np. Normy wykości ciała dla dzieci podzielonych na grupy według wysokości ciała ich rodziców np. Wysokich, średnich, niskich
Norma docelowa - ustalona dla populacji rozwijającej się w bardzo dobrych warunkach
Zjawisko akceleracji wymaga aktualizacji norm co 10 lat
Odrębności odmianowe, socjoekonomiczne sprawiają, że normy powinny być opracowywane da poszczególnych populacji
W Polsce obecnie stosowane są różne normy - np dla dzieci miejskich i wiejskich z Polski centralnej, dla dzieci warszawskich, poznańskich, szczecińskich, regionu śląskiego
Najbardziej reprezentatywne cechy rozwoju somatycznego to ciężar ciała i wysokość ciała
Ocena rozwoju somatycznego dziecka - metoda najprostsza, porównanie danych pomiarów ze średnią artmetyczną i odchyleniem standardowym - korzystanie z tablic Piqueta ( w Polsce jako norma docelowa opracowano takie tabele dla dzieci warszawskich)
Metoda siatek centylowych: Metoda ta opiera się na obserwacji częstości występowania poszczególnych wielkości cech we wzorcowej populacji na podstawie czego można sądzić jak dalece pod względem badanej cechy dane dziecko odbiega od wielkości przeciętnych dla jego wieku, płci i środowiska.
Siatki centylowe to wykresy, na których wyrysowane są linie oznaczające centyle danych parametrów dla danego wieku, tworzących, tzw. Kanały rozwojowe obrazujące odległości ( odchylenia od średniej)
Krzywe oznaczone jako 3 i 97 centyl stanowią granice normy - dwa odchylenia standardowe ( 95, 46 % populacji)
Linia 97 centyla oznacza, że u 97 % dzieci oceniany parametr ma niższą wartość
Dany centyl oznacza jaki procent dzieci w poszczególnych klasach wieku znajduje się poniżej danej linii
Utrzymywanie się w jednym kanale rozwój dziecka przebiega w sposób prawidłowy(potencjał genetyczny decyduje w którym kanale biegnie krzywa)
Krzywa rozwoju dziewczynki badanej w wieku od 3 - 16 lat wyrysowana na siatkę centylową wykości i ciężaru ciała dla dziewcząt po 3 roku życia, rozwój przebiega w zasadzie w jednym kanałem wąskiej normy, jednynie w okresie skoku pokwitaniowego następuje przejście do kanału wyższego a następnie powrót
Jeżeli krzywa wzrastania wykracza ponad dwa pasma (kanały) centylowa poza swój przeciętny centyl, wokół którego dotychczas oscylowała(tzn, obniża się lub podwyższa) świadczy to o zaburzeniu harmonijności rozwoju - jest to sygnał do przeprowadzania badań klinicznych.
25 - 75 - wąska norma rozwojowa(jedno odchylenie standardowe)
W praktyce przyjmuje się zasadę : rozwój prawidłowy 10 - 97, obserwacja 3010: 97 - 100: rozwój nieprawidłowy poniżej 3 centyla.
Na siatce zaznacza się wyniki pomiarów dokonywanych systematycznie w regularnych odstępach czasu(dla badanego dziecka) połączenie tych punktów tworzy linię - krzywą rozwojową danego dziecka - badania długofalowe (longitudinalne)
Na podstawie badań dużej populacji dzieci opracowano metody obietywnej oceny prawidłowego rozwoju fizycznego, Do najczęściej stosowanych, należa ocena prawidłowego wzrastania i przyboru masy ciała dziecka w poszczególnych przedziałach wiekowych i z rozróżnieniem na obie płci
Linia środkowa jest oznaczeniem 50 centyla i oznacza, że 50 % dzieci w tym wieku ma wiekszą masę ciała(lub wysokość ciała) a 50 % mniejszą
Za normę przymuje się rozpiętość pomiędzy 3 a 97 centylem. Jest wskazane aby odznaczać na siatce wagę i wysokość ciała dziecka w poszczególnych miesiącach, Pozwoli to na ocenę prawidłowego rozwoju fizycznego.
WIEK SZKIELETOWY
wiek szkieletowy( inaczej kostny) określa stan zaawansowania rozwojowego kośćca na podstawie obrazu radiologicznego. Każda kość - określone stadia od pierwotnego jądra kostnienia aż do osiągnięcia ostatecznego rozmiaru i kształtu, U poszczególnych osobników różnice czasu pojawienia się określonego jądra kostnienia, tempa osiągania poszczególnych stadiów rozwojowych, wieku, w którym kość osiąga formę dojrzałą
Dwie metody oceny rozwoju kośćca : jednosegmentowa(jeden odcinek ciała)
a) metoda Todda - porównanie rentgenogramu ręki dziecka z odpowiednimi wzorcami dla danego wieku, wzorzec najbardziej podobny - wybór, Dziecko ma taki wiek szkieletowy, do jakiego wzorca jest najbardziej zbliżony rengenogram.
Ocena całościowa obrazu radiologicznego( porównanie ciałego zdjęcia) - atlasy opracowane dla danej populacji - atlas radiologiczny Kopczyńskiej - Sikorskiej 1969.
Wada metody - radiogram dziecka nie odpowiada żadnemu z wzorców, gdyż rozwój określonych kości ręki u tego samego osobnika jest nieco szybszy, a u innych nieco wolniejszy.
b) Metoda Achesona - nowsza , sumaryczna ocena poszczególnych kości badanych oddzielnie. Metoda rozwinięta i przedstawiona w atlasie Tannera; odpowiednia liczba punktów przypisana do odpowieniego etapu rozwoju danej kości, oceny można dokonywać na podstawie 20 kości ręki i nasad dalszych kości przedramienia albo tylko kości nadgarstka
Każdemu stadium rozwoju danej kości (wzorcowi) przyporządkowana jest okręślona punktacja. Suma punktów dla danego rentgenogramu jest następnie porównywana z przeciętną sumą punktów u dzieci z odpowiedniej klasy wiekowej.
Metody wielosegmentowe (kilka wybranych elementów) - zdjęcie ręki, kolana i stopy ( autor metody Garn lata 60 Xxw)
Niebezpieczeństwo = zbytnie napromieniowanie - lepsze metody jednosegmentowe. Dojrzewanie kośćca na podstawie rentgenograficznych obrazów stopy, ręki, kolana i łokcia. Najlepsze wyniki dla rentgenogramów ręki ( dłoni i nadgarstka) - duża liczba kości długich jak i wielokształtnych. Tempo dojrzewania kości - w dużej mierze determinowane genetycznie, choć opóźniający wpływ - złe warunki środowiskowe, szczególnie niedożywienie.
W rozwoju kośćca podobnie jak uzębienia ma miejsce pewna stała kolejność pojawiania się poszczególnych punktów kostnienia bez względu na to, czy rozwój jest przyspieszony czy opóźniony
Kości długie - etapy rozwoju, pojawienie się pierwotnego punktu kostnienia, stadium wzrostu, kształtowania się nasad, osiąganie właściwego dla danej kości kształtu, zespolenie się nasad z trzonem kości
ZRÓŻNICOWANIE SIĘ WENĄTRZ GATUNKOWE CZŁOWIEKA
przystosowanie się do klimatu - kszatł ciała
- Reguła Bergmana ( 1847) - populacje z rejonów zimniejszych mają większe rozmiaty ciała od występujących w rejonach cieplejszych
- Reguła Allena( 1877) - populacje żyjące w cieplejszych regionach mają dłuższe kończyny niż populacje żyjące w regionach zimnych
- Lata 50 60 XX - badania wpływu klimatu na człowieka : budowa ciała - jako odpowiednia stragia wytwarzania i wytrącania ciepła na różych szer. Geograficznych
A) geometryczne podstawy reg. 1 wzrost rozmiatów powoduje zmniejszenie się stosunku powierchni do masy(znaczenie szer, tułowia - model walca) Ch. Ruff ( lata 90 XX w. 71 populacji)
B) geometryczne podstawy reg. 2 wydłużony kształt ciała powoduje wzrost stosunku powierchni do masy ciała ( dlaczenie długości kończyn)
Reguła Bergmana - u ludzi żyjących na wysokich szerokościach geograficznych stosunek powierchni do masy ciała przyjmuje niższą wartość
Cylindryczny model kształtu ciała. Zwiększenie wysokości tułowia nie wpływa na stosunek powierchni ciała do jego masy. Ludzie żyjący na wysokich szerokościach geograficznych mają szerokie ciała( pomiar szerokościowy miednicy) a na tych samych szerokościa mają podobną szerokość ciała
Przystosowania do klimatu - kolor skóry
Ochrona przed wpływem promieni ultrafioletowych, zgodnośc natężenia pigmentacji z natężeniem promieniowania słonecznego: związek z migracjami ludzi od ok 100 tys. - 60 tyś lat temu, populacja wyjśćiowa ok 20 tys osobników) im dalej na północ skóra bardziej jasna - bardziej wrażliwa na światło - potrzebne do powstawania witaminy D.
Typy kształtu włosów:
odmiana biała : gładki, słabo faliste, miernie faliste, silnie faliste, kędzierzawe
odmiana żółta : proste
odmiana czarna : kędzierzawe lekko skręcone, kędzierzawe miernie skręcone, kędzierzawe silnie skręcone, spiralne, fil - fil
Oczy :
Mongolska fałda - ukształtowanie oprawy oka- przebiegający pionowo fałd skórny przykrywający wewn. Kąt oka - hipoteza - ochrona przed blaskiem słońca odbitego od śniegów
Buszmeni - pradawna linia rodowa - wyodrębniona ok 70. tys lat temu;
Byli jedną z najwcześniejszych odrębnych populacj jakie pojawiły się po wyewoluowaniu czł. Współczesnego, mają najstarsze na świecie haplotypy mitochondrialnego DNA (Olson 2003)
Różnice odmianowe w budowie twarzy :
twarz prognatyczna : odmiana czarna
płaska - grupy mongolskie
płaska z prognatyzmem szczękowym - niektóre grupy azjatyckie
silnie wyrzeźbiona twarz - odmiana biała
Metys : Indianin i Europejczyk
Zamboo - odmiana żółta z czarną
RYS HISTORYCZNY :
Francois Bernier ( XVII) - pierwszy podział na rasy : białych europejczyków, Murzynów, Azjatów i Lapończyków
C Cuvier (1812) - zastosował kryterium barwy skóry i podzielił gatunek ludzki na trzy wielkie rasy (odmiany) : białą, żółtą i czarną. Ten zasadniczny podział utrzymał się aż do dziś
Klasyfikacje geograficzne ( Koniec XIX w 1 połowie XX w):
nie brały pod uwagę czynników genetycznych i metod statystycznych
zakładano, żę zamieszkiwane wspólne terytorium jest najbardziej istotne, a podstawową jednostką taksonomiczną w tym podziale jest grupa etniczna
np. :
Renato Biasutti ( 1959) - przedstawił obszerną klasyfikację grupującą rady w odgałęzienia, a te z kolei w kręgi, Wyróżnił 16 odgałęzień, które dzieliły się na 53 rasy, wsród których wyróżnił dodatkowo 38 podras
Klasyfikacje typologiczne ( np. Polska Szkoła Antropologiczna - okres miedzywojenny i powojenny)
opierały się na założeniu, że realnie występują statyczne ( nie zmienne w czasie) typy antropologiczne( rasy) i na zasadzie realizmu taksonomicznego zgodnie z która jednostki taksonomiczne istnieją w naturze niezależnie od przyjętych konwencji klasyfikacyjnych:
stosowały pojęcie osobnik wzorcowy = szczególna kombinacja cech ( jednostka taksonomiczna = osobnik)
interpretowały populacje jako niejednolite rasowo( stanowiące wynik krzyżowania się ras)
Koncepcje te powstały w czasie gdy wnioskowanie o dziedziczeniu nie uwzględniało tego, jak rzeczywiście owo dziedziczenie przebiega - zakładano, że 1 gen decyduje o powstaniu kilku cech ( dziedziczenia całych zespółów cech)
np. Jan Czekanowski (1882- 1965) za Cuvierem - przyjął istnienie trzech odmian ( jako typy odmianowe) jednak w ich ramach wyróżnił typy elementarne ( elementy rasowe= rasy) i pośrednie (mieszane)
inny przykład klasyfikacji typologicznej - opracowana przez amerykańskiego antropologa Carletona Coona(1939) - odmiany dzielą się na główne rady a wśród nich można wyróżnić typy i podtypy: np. Odmiana australoidalna dzieli się na 2 główne rasy : Aborygenów czyli tubylców Australii Papuasów i Melanezyczyków
KLASYFIKACJE POPULACYJNE:
pojawiły się pod wpływem zwrotu w kierunku ewolucjonizmu, który miał miejsce w połowie XX wieku
odrzuciły realizm taksonomiczny
zakładały, że rasa to pojęcie umowne, uznały populację za podstawową jednostkę taksonomiczną, a nie osobnika( dana populacja reprezentuje rasę a nie człowiek)
przyjęto, żę za powstawanie i utrzymywanie zróżnicowania radowego odpowiada dobór naturalny i izolacja rozrodcza
Koncepcja ta zakładała tutaj, także wpływ ewolucji kulturowej na zróżnicowanie biologiczne populacj, w szczególności poprzez wpływ na adaptację do warunków naturalnych środowiska.
Rasa - populacja osobników jednogo gatunku zasiedlająca wspólne terytorium, różniąca się od innych populacji tego gatunku częstością występowania pewnego genu lub większej ilość genów
Pomimo, że zakładano rozmycie pojęcia rasy( rasy gatunku ludzkiego, nie mogą być wyraźnie odgraniczone - bo rasa to jednostka systematycznie otwarta) to jednak także przedstawiciele tego nurtu antropologicznego tworzyli klasyfikację ras. Carleton Coon wraz ze Stanleyem Garnem oraz Josephem Birsellem zaproponowali podział na dziewięć ras głównych, wśród których wyróżnił 33 rasy lokalne.
KONCEPCJA ZMIENNOŚCI KLINOWEJ
opiera się na pojęciach: zmienność klinowa, klina. Prekursorami tej koncepcji byli Ashley Montagu oraz Fran Livingstone, którzy zakładali, że rasy nie istnieją - jeżeli gatunek można podzielić na rady biorąc pod uwagę jedną cechę, to przy kilku cechach już tego zrobić nie można
Lata 40 XX w. Huxley proponuje pojęcie kliny, jest to gradnient spadku lub wzrostu pewnej cechy.
Mayr - termin klina odnosi do cechy stąd populacja może być przypisana do różnych klin
Zmienność klinowa - to zmienność w przestrzeni geograficznej cechująca się tym, że w określonych obszarach napotyka na populację o coraz wyższej częstości danego genu.
Rasa jako klina : jednostka taksonomiczna - pula genów ( nie populacja)
CZY RASY JAKO PODJEDNOSTKI ISTNIEJĄ ?
XVIII w. Antropologia fizyczna akceptuje termin - "rasa" z praktyki hodowlanej : skutek : isnienie rad nie staje się hipotezą badawczą lecz zostaje uznane za paradygmat.
XIX w. - rozwój klasyfikacji zmienności człowieka w oparciu o przesłanki typologiczne(rasa była kategorią systematyczną a o randze podgatunkowej.
Darwin -anty-typologiczne postrzeganie gatunku, rasa to raczej gatunek w trakcie powstawania : nie jest trwała podjednostką gatunku
Paradygmat istnienia ras ludzkich - obowiązuje do połowy XX w.
1 połowa XX w. Upadek koncepcji typologicznej rasy - typologiczne koncepcje ras zaczęto zastępować "populacyjnymi" ( stosowano termin rasy geograficzne - jako nieciągłe taksonomiczne jednostki zmienności)
Livingstone (1962 - 1964) Przedstawia opinię, " nie ma ras są tylko kliny) co nie przeczy zmienności wenątrzgatunkowa człowieka istnieje ( brak możliwości wskazania granic podgatunku)
podstawa jego poglądu to stwierdzenie ciągłości rozkładów cech - klinarne zmiany częstości przeszczególnych genów w przestrzeni geograficznej
Dobzhansky (1962) rasy to układy otwarte genetycznie ( układ genetycznie zamknięty to gatunek) - czyli nie są nieciągłymi jednostkami, rasy różnią się częstością genów, - rasa została pozbawiona przez niego waloru taksonomicznego
Inny pogląd - rasy rozumiane teraz jako populacje to skupienia zmienności = zmieność pomiędzy nimi jest większa niż zmienność wewnątrzpopulacyjna - co oznacza pewien rodzaj nieciągłości międzyrasowej
Lawontin(1972) - zmienność genetyczna naszego gatunku realizuje się w 85 % wenątrz populacji, a jedynie 15 % jest zmiennością międzygrupową - z czego tylko 6 % to zmnienność międzyrasowa. Wniosek : klasyfikacje rasowe nie mają podstawe genetycznych ( nie ma potrzeb i możliwości wyodrębniania ras w oparciu o kryteria genetyczne.)
Inny Pogląd - "odrębnośc filogenetyczna" może jednak stanowić wyznacznik rasy - np, w tym sensie filogenetycznym rasami mogą być - populacje poszczególnych kontynentów
Templeton (1998, 2002) - w oparciu o dane z genetyki molekularnej stwierdza, że koncepcja ras nie jest uzasadniona nawet w wersji zmodyfikowanej obejmującej kryterium odrębności filogenetycznej; argumenty - analiza haplotypów ludzkiego DNA wykazała, że przeływ genów w obrębie całego ekspandującego na wszystkie kontynenty gatunku ludzkiego był ciągły i wielokierunkowy, w tym powrotny od grup migrantów do gru wyjściowych. Wniosek - żadna z populacji kontynentalnych( np, Azjaci, Europejczycy) nie może być uznana za rasę w tym znaczeniu
Współczesna biologia molekularna - H. Sapiens towyjątko jednolity genetycznie gatunek, łatwo dostrzegalne różnice dotyczące wyglądu ciała stanowią wąski margines zmienności genetycznej naszego gatunku, badania genetyczne genomu dowiodły, że wiekszość zmienności genetycznej to zmienność między osobnikami a nie ich grupami. Różnice między rasami typu kontynentalnego stanowią od 3 - 6 % ogólnej zmienności ( Rosenber 2002). U człowieka spośród 3 miliardów par zasad tylko kilkaset warunkuje intensywność pigmentacji skóry i morfologię twarzy, co jest liczbą nieznaczną ( rasy ludzi wyodrębnia się głównie na podstawie kilku anatomicznych szczegółów budowy zewnętrznej ludzkiego ciała). Rosenberg 2002 - 377 mikrosatelitarnych loci osobników z 52 populacji :
- na zbadanym zbiorze można wyróżnić bez korzystania z danych o regionalnym pochodzeniu osobników kilka genetycznych zgrupowań odpowiadających regionom genetycznym - jest to argument na istnienie różnic międzypopulacyjncyh a nie na istnienie ras. WNIOSEK : termin rasa stracił w antropologii przydatność. Powstanie obserowanych różnic w wyglądzie ludzi kojarzonych z rasą szacuje się na około 50 tys lat temu ( podkreślane jest znaczenie głównie doboru płciowego w utrwalaniu tych cech.)
Człowiek a środowisko, Charakterystyka zmian przystosowawczych
Człowiek a środowisko
Człowiek jako część ekosystemu
Organizm łączą ze środowiskiem jego potrzeby życiowe, potrzeby te są zaspokajane przez funkcje organizmu, a ta sieć połączeń w danych warunkach środowiskowych zwana jest niszą ekologiczną organizmu.
Nisza- nie jest więc jedynie miejscem geograficznym lecz sposobem funkcjonowania organizmu w ekosystemie o danych warunkach i czasie
Kultura jest częścią niszy ekologicznej człowieka- jest ona sposobem, którego używa człowiek aby móc żyć w danym środowisku nie zmieniając się biologicznie. Populacja ludzka jest więc ważną częścią ekosystemu ze względu na charakter jej energetycznych i informacyjnych więzi ze środowiskiem.
Organizm jest systemem otwartym informacja genetyczna dotyczy także mechanizmów przystosowania do środowiska, w którym dany organizm żyje, każdy organizm ma swoją własną drogę rozwoju zdeterminowaną przez odziedziczone geny, geny te określają jego reaktywność względem środowiska. Organizm przechodzi swój indywidualny szlak rozwojowy w związku z warunkami w jakich żyje. One bowiem są źródłem substancji i bodźców koniecznych do budowy i działania organizmu, W skutek interakcji genotypu z warunkami życia formatuje się fenotyp.
Ekologia człowieka: nauka, której istotą jest kompleksowe badanie współzależności między człowiekiem i jego środowiskiem: traktuje populacje ludzkie i społeczności jako część ekosystemu; przedmiotem badań ekologii człowieka są warunki środowiska i ich oddziaływanie jako czynników na organizm i populacje ludzkie, także reaktywność organizmu na te bodźce, zmiany przystosowawcze zachodzące w organizmie i populacji.
Centralnym obszarem ekologii człowieka jako nauki trans dyscyplinarnej: są środowiskowe (ekologiczne) problemy biologii człowieka. Dotyczą one mechanizmów dostosowywania się organizmów do środowiska do jego aktualnych warunków (adjustacji), genetycznych przystosowań populacji ludzkich do warunków danych ekosystemów (adaptacji)- często znacznie zmodyfikowanych przez cywilizację miejsko- przemysłową.
Typy zmian przystosowawczych:
Poziom organizmalny - zmiany fenotypowe In. Adjustacje; dostosowania organizmu (budowy i funkcji) do nowych warunków środowiska i trybu życia, zwiększające szansę przeżycia osobnika; które nie powodują zmian puli genowej populacji czyli nie są dziedziczone przez następne pokolenia.
Zmiany fizjologiczne i psychiczne są zwykle odwracalne, zmiany morfologiczne zachodzące podczas ontogenezy nie są odwracalne
Adjustacje
Krótkotrwały jednorazowy bodziec- odpowiedź= adjustacja regulacyjna(cel- przywrócenie homeostazy organizmu).
Organizm- obrona stabilności środowiska wewnętrznego (homeostazy- stabilności płynów pozakomórkowych i substancji szczególnie pozakomórkowych).
Etap I- „wygaszanie bodźca zaburzającego równowagę organizmu”- próba powrotu do stanu wyjściowego przez minimalizację koniecznych dostosowawczych zmian fizjologicznych (sposób oszczędny energetycznie).
Krótkotrwałe reakcje biochemiczne lub fizjologiczne- zapobiegają zmianom bardziej rozległym i trwałym.
Adjustacja regulacyjna
Np.:
zmiana częstości oddechu i przyspieszenie krążenia krwi wraz ze zmianą natężenia wysiłku (także pod wpływem emocji)
Cofnięcie ciała przed uderzeniem lub ogniem,
Histeria (reakcja psychiczna)
Termoregulacja (drżenie mięśni po wychłodzeniu- podniesienie ciepłoty ciała, stałość temperatury zapewnia samorzutna termoregulacja- działa w granicach 36-42C, udar cieplny powyżej 41C a 45C górna granica przeżycia, upośledzenie mechanizmów termoregulacji, poniżej 36C, ustanie poniżej 30C.
Pocenie się (po przegraniu)- wyparowanie potu- obniżenie temperatury o 25%
Niemowlę- brak drżenia mm w przechłodzeniu, brunatna tk. Tłuszczowa (rozmieszczona wzdłuż kręgosłupa i w okolicy mostka- obecna do około roku po urodzeniu, także u dorosłych- u mieszkańców terenów arktycznych)- rola w utrzymaniu ciepła org.
Adjustacje (dostosowania) aklimatyzacyjne
Długotrwały silniejszy bodziec (lub wielokrotnie powtarzany- odpowiedź= adjustacja aklimatyzacyjna (cel- umożliwienie życia w zmienionych warunkach= przetrwanie okresu działania bodźca). Etap II- sposób bardziej kosztowny energetycznie.
Zmiany dłużej trwające (kilka dni, tygodni, lat) ale odwracalne;
Wymagają większych nakładów energetycznych
Opóźnione w czasie co do pojawienia się i ustąpienia zaistniałych zmian
Przykłady:
Roboczy przyrost mięśnia na skutek jego pracy, zanik mięsni w bezruchu
Zmiany zasobu tk. Tłuszczowej w zależności od diety i aktywności fiz,
Zmiana stęż. Hemoglobiny po kilku dniach pobytu na dużych wysokościach n.p.m;
Zmiany krążeniowo- oddechowe w różnych warunkach klimatycznych i bytowych np. ludność uprzemysłowionych, zapylonych obszarów (Katowice)
Problem dostarczenia odpowiedniej ilości tlenu do tkanek- odpowiedź: zmiana częstości oddechów (regulacja dopływu tlenu- mieszkaniec Warszawy- 8l powietrza na minutę a Śląska- 12l na minutę; Łodzi- nawet do 16 l na minutę
(Ryc.3- wykresy) Czynniki klimatyczne a właściwości oddechowo- krążeniowe ludności różnych terenów Polski
Obszar górski (Pieniny- zwiększona pojemność życiowa płuc (VC), większe stężenie hemoglobiny (Hb)- odwrotne zmiany ludności obszarów nadmorskich (Półwysep Helski);
Ludności uprzemysłowionych obszarów- większe wielkości wymienionych właściwości (Wolański 2006)
Adjustacje rozwojowe
Dostosowana nieodwracalne, długotrwałe zachodzące w ontogenezie 9nie są dziedziczne). Wnioskowanie o ich występowaniu- obserwacje populacji żyjących w różnych warunkach klimatycznych, miejscowościach o różnym charakterze, członków warstw społecznych, grup zróżnicowanych co do statusu społeczno- ekonomicznego.
Fenotypowy efekt rozwoju- proces dostosowania w trakcie rozwoju do środowiska (warunki życia modyfikują, czasami ograniczają rozwój osobniczy)
Wpływa czynników środowiskowych na rozwój- zależność od poziomu życia danego społeczeństwa (np. zjawisko intensywnego trendu sekularnego, pozytywne zmiany warunków bytowych- pokolenia potomnych szybciej rosną i dojrzewają).
Znaczenie wpływu niekorzystnych warunków na dany okres rozwoju osobniczego np. niedobory żywieniowe w okresie dojrzewania płciowego (zwiększonego wzrastania)= trwałe zaburzenia w rozwoju
Osoby dojrzewające w okresie okupacji były niższe od tych które przeżyły okupacje przez okresem dojrzewania lub po nim.
Zmiany przystosowawcze typ drugi
Poziom populacyjny
Adaptacje-genetyczne przystosowania organizmu do środowiska powstające między kolejnymi pokoleniami na drodze zróżnicowanej płodności i umieralności (powodują zmiany puli genowej populacji) płodność- potencjalna zdolność do rozrodu wyrażana przez wskaźnik płodności- określa liczbę dzieci urodzonych przez kobiety w wieku rozrodczym 15-44, ogólny wskaźnik płodności: l. urodzeń żywych na 1000 kobiet w wieku 155-44, umieralność- zgony na 1000 osób w populacji, ogólny wskaźnik umieralności- l. zgonów na 1000 mieszkańców, śmiertelność (zgony z powodu konkretnej choroby, podawane w odsetkach).
Poziom populacyjny (zmiany puli genowej)
Zróżnicowana płodność (selekcja pozytywna)
Zróżnicowana umieralność (selekcja negatywna)
Mutacje i „ucieczka genów” (dryf genetyczny) - losowa fluktuacja częstości alleli w puli genowej populacji działająca w małych, izolowanych populacjach- im mniejsza próba osobników tym większe prawdopodobieństwo, że częstość danego gnu odchyli się przypadkowo od częstości tego genu w pokoleniu rodzicielskim.
Zmiany przystosowawcze -typ trzeci
Kulturowe zachowania przystosowawcze obejmują zachowania społeczno- kulturowe jako mechanizmy przystosowawcze, osłabiające nieodzowność zmian biologicznych organizmu człowieka i struktury populacji ludzkich:
-migracje (przepływ genów)
-zachowania społeczno- kulturowe
-przekształcenie środowiska
Przystosowania do życia w warunkach, do których nie jest człowiek przystosowany na drodze ewolucji- kulturowe zmiany przystosowawcze.
Zachowania społeczno- kulturowe:
Przekroczenie barier zabezpieczeń kulturowych przez bodziec środowiskowy- reakcja właściwa dla świata zwierzęcego
Niezmienne- reguły termoregulacji i procesów metabolicznych
Biomy: obszary o specyficznych warunkach klimatycznych i geograficznych determinujących występowanie charakterystycznego zespołu roślin i zwierząt np. wilgotny las tropikalny, step, sawanna
Obszary arktyczne- przetrwanie głównie dzięki dostosowaniu społeczno- kulturowemu:
-wyrób odpowiedniej odzieży (skóra, konstrukcja komina)
-budowa schronień zabezpieczających przed utratą ciepła (igloo- lampy z oleju fok, temperatura na wysokości 120cm do 36C
-dieta (niedostatek witaminy C- pozyskiwana z żołądków karibu, brak enzymu laktazy, brak hodowli bydła)
-tradycja życia w grupie (zapobieganie histerii arktycznej podczas ciągłej nocy- skutek małej zawartości wapnia i Wit D)
Problem niedoboru wody- woda pozbawiona związków mineralnych
Wytwarzanie ciepła wew. Ciała- wysoki metabolizm, obfitsze spożywanie pokarmu, fizjologiczna reakcja obwodowych naczyń krwionośnych- skurcz naczyń najsilniejszy w obrębie kończyn- spadek szybkości przepływu krwi (2 razy mniejsza u Eskimosów po schłodzeni ciała w porównaniu z mieszkańcami terenów umiarkowanych, spadek T ciała poniżej 25C- śmierć, mechanizmy termoregulacji zawodzą poniżej 33C, wyjątek- aborygeni w Australii (w nocy spadek T skóry do 12-13C, we ciała d0 35C.)
Wilgotne lasy tropikalne- obfite opady, silne nasłonecznienie (np. dorzecza Amazonki i Konga) Dostosowania kulturowe:
Specjalna odzież (luźne warstwy- izolująca rola powietrza, turbany chroniące głowę (maksymalne pocenie się osoby nagiej -w 43C, ubranej:53C
Łowiectwo, zbieractwo, rolnictwo leśne (np. maniok)
Przewiewne chaty na dzień, na noc- zamknięte
Osady mało liczne 9zapobieganie nadmiernej eksploatacji zasobów)
U tubylców nieznaczne wyparowywanie potu, wolniejsza praca serca, małe rozmiary ciała
Wysokie góry (ponad 3000m.n.p.m.) np. Andy (Peru), Himalaje (Azja)- 5000m.n.p.m.
Silne nasłonecznienie w dzień, zimno nocą
Niskie ciśnienie parcjalne tlenu w pow.- pogorszenie zaopatrzenia tk. w tlen
Hodowla krów, owiec, koni, osłów (niższe partie gór), lamy- wyższe partie
Okresowe migracje na tereny niżej położone
Nie ma możliwości kulturowego przystosowania się H. sapiens do stałych warunków hipoksji (niedoboru tlenu)
Żucie liści koki lub pisie z nich wywaru przyspiesza akcje serca
Większa podstawowa przemiana materii, powolniejsze wzrastanie, powiększenie sieci naczyń krwionośnych, większa poj. płuc, mała rozrodczość- problem z donoszeniem płodu- słabe zaopatrzenie krwi w tlen- rozwija się większe łożysko w porównaniu z mieszkańcami nizin.
PSYCHOLOGIA EWOLUCYJNA
„Ewolucyjne podłoże ludzkich zachowań”- zachowanie jako adaptacja do danych warunków środowiskowych ( w tym także relacje między przedstawicielami naszego gat.)
Nasze paleolityczne mózgi:
Np.: -widok kontaktu- widok węża
-reakcja na zaskoczenie- przestraszenie (podniesienie ramion)
-reakcja na hałas (duża odległość)