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人类面对环境的适应性
2001-08-12 09:02:18

     人类在面对环境压力时，通过行为反应、生理反应和基因频率改变等形式对付这种压力，继续生存的能力，称为对环境的适应性。

     1.人类适应性的形式

     人类应付环境压力的形式包括适应(adaptation)和调节(adjustment)。

     适应是群体通过基因频率的改变对环境的选择压力作出的反应。适应通常需要多代时间才能完成。

     调节是群体通过行为反应和生理反应对付环境压力的过程。调节是非遗传形式的短暂的适应性。调节可分为三种型式：行为调节(behavioraladjustment)、气候调节(acclimatoryadjustment)和发育调节(developmentadjustment)。

     2.人类的调节

     (1)行为调节

     行为调节又称为文化调节(culturaladjustment),是人类对环境压力的文化反应。

     人类的行为调节可表现为如下几个方面。

     A.住房：已知最古老的人类居住建筑物是在奥杜威峡谷发现的。这是东非发现重要古人类化石的考古遗址。这种在大约2百万年前出现的建筑物由一圈石块围成，半径约为360～420厘米。这些石块很可能支撑着一种灌丛建筑物。

     住房的结构取决于社会文化因素和环境因素。社会文化因素包括宗教信仰、家庭与氏族结构、社会组织、谋生方式和个人之间的社会关系。对住房有影响的特殊环境因素包括温度、湿度、风、雨和光。

     在恶劣的环境中使用住房的一个典型例子是爱斯基摩人的圆顶小屋。这种圆顶小屋由一个圆顶的结构和通到外面的隧道组成。建筑材料为雪。雪是很好的绝缘体，因为空气被吸附在雪里面。建筑物内的热由一盏海豹油灯提供。油灯产生的热在白天使雪稍稍溶化，晚上又重新凝固，在里面形成一个冰反射层，将热反射到整个小屋。圆顶结构使得热辐射表面积降到最小，使热损失减少。长隧道有助于对进入建筑物的空气进行加温，并起挡风作用（见下图）。

     B.用火：考古学证据表明，人类用火已有50万年的历史。用火可以抵御严寒，驱除野兽，实行熟食，对人类的进化有促进作用。

     C.衣服：人类在正式穿衣之前，可能已将未经裁缝的兽皮披在身上。骨针的发现表明，人类穿衣的历史至少有35000年。

     D.文化习俗：人类还利用文化习俗对自身的社会组织进行调节，以应付极度恶劣的环境压力。例如，爱斯基摩人有杀女婴的习俗。人类学家KnudRasmussen在金威廉岛上发现，在18对夫妇生下的96个女婴中，有38个被弄死。这种杀女婴的习俗是Netsilingmuit爱斯基摩人和其他民族用来提高男女比率的一种策略。他们这样做是因为男性是狩猎者。在严寒的北极环境中，女性对于生存的贡献没有男性大。生活在严酷居住地的居民在危急的情况下，可能也有自杀、杀病弱者和杀老人的习俗。

     (2)气候调节

     气候调节是人类群体对付环境压力的可逆的生理反应。人类通过气候调节能够在严寒、酷热和氧气稀薄的严酷环境中生存下来。

     (3)发育调节

     发育调节是人类群体通过生长发育模式的变异对付环境压力的反应型式。

     在高山环境中生活的小孩，会发育出较大的胸围，肺容量较大。这些小孩肺内的肺泡数目较多。

     不同群体的女孩的月经初潮的平均年龄也存在变异。一般来说，经济发达，营养水平高的群体有早熟的倾向。

     3.人类对不同环境压力的适应和调节

     (1)太阳辐射与肤色

     人类的肤色由胡萝卜素、血红蛋白和黑色素决定。而黑色素是决定肤色深浅的主要因素。

     黑色素有抵御太阳辐射的有害效应的功能，能吸收紫外线。人体过度晒太阳会增加导致皮肤癌的危险。人体对太阳辐射的反应是晒黑，皮肤黑色素增加。皮肤癌发病率与紫外线强度有关。例如，美国德州的皮肤癌发病率比麻省高5倍。

     人类黑色素的产生是为了抵御皮肤癌的进化结果。因为人类是热带起源的，紫外线辐射较强；早期人类大部分时间呆在户外，不穿衣或很少穿衣。因此，黑色素的产生是自然选择的结果。

     太阳光对人类的另一种作用是促进维生素D的合成。维生素D促进钙的吸收，对骨的生长起促进作用。因此，在太阳弱的地区，深肤色对人体有害。维生素D缺乏会导致佝偻病。人们发现，在朝鲜战争中，美国黑人士兵的冻伤率较高。在北纬度较高的地区，肤色较浅，有利于吸收紫外线，促进维生素D的吸收，并防止冻伤。

     人体对太阳辐射的反应表现在两个方面。(1).太阳辐射是一种潜在有害的环境压力。人体如果过度吸收太阳辐射，会增加导致皮肤癌的危险；如果吸收紫外线不足会导致维生素D缺乏和冻伤。(2).人体以晒黑对抗太阳紫外线的增强。

     自然选择的结果使得赤道附近的群体肤色较深，远离赤道的群体肤色较浅。

     (2)环境温度

     人类居住地的气温差异很大，有酷热的沙漠，如非洲的撒哈拉沙漠，也有严寒的北极冻原。西伯利亚东部一月份平均气温为－17°C。

     A.严寒

     人类主要通过生理调节来对抗严寒。研究人类对寒冷的生理反应主要有两种方法。一是实验室的实验，包括测量浸泡在冷水中的肢体的皮肤温度；用睡袋在寒冷的室外睡觉，将实验对象与当地居民进行对比，测量他们睡着的时间长度。二是田野观察，主要观察体质特征（如身高和鼻形等）与环境因素的关系以及在地域上的分布。

     根据研究，人类对寒冷的生理调节的机制主要有三种形式：(1).热量在四肢重新分布（斯堪的那维亚的拉普人）；(2).总体代谢率增高（爱斯基摩人以高蛋白、高脂肪食物维持高代谢率）；(3).皮肤表面温度下降，但内脏温度恒定（澳大利亚中部土著）。

     生理变化缓冲了严寒的效应。例如，澳大利亚土著可以裸体在接近冰点的野外不盖东西睡觉。这是一种适应。在斯堪的那维亚做的睡袋实验中，挪威的学生逐渐对严寒产生生理调节，可以在睡袋中睡着，虽然一直在发抖。这是一种生理调节。

     在文化方面，住房、用火和穿衣服对抵御寒冷起着调节作用。

     B.酷热和湿度

     人类以生理调节和文化调节来对付酷热气候的环境压力。

     人类对酷热气候的生理调节机制包括：(1).皮肤黑色素增加，抵御太阳辐射；(2).体表毛细血管扩张，有利于热量散发；(3).尿量减少，有利于保存水份；(4).汗腺分泌增加，通过汗液蒸发促进散热；(5).脉搏减慢，心输出量减低。

     人类对酷热气候的行为调节包括：(1).在炎热的白天减少体力活动，降低身体产热量。(2).放松身体，提高身体表面积，有利于汗液蒸发；(3).穿宽松的衣服，有利于汗液的蒸发，并利用衣服与身体之间的空间隔热；(4).呆在阴凉的室内；(5).生活在炎热而潮湿的热带雨林中，汗液蒸发较慢，人们穿较少的衣服。

     鼻形与气候有密切的关系。在寒冷而相对湿度较小的地区，人们的鼻子较窄。窄鼻子可能有利于湿润空气。

     C.体型与气温

     伯格曼（Bergmann）规则：在赤道附近生活的动物群体的体型较小，远离赤道的动物群体体型较大。

     此规则与表面积有关，体型较大的动物，其表面积相对较小，体热不容易散发；体型较小的动物，其表面积相对较大，体热容易散发。人类体型的分布基本符合此规则。例如，生活在北极地带的爱斯基摩人有矮胖的身材。

     阿伦（Allen）规则：在寒冷的地区，动物的四肢较短，在炎热的地区，动物的四肢较长。

     此规则也与身体表面积有关。四肢较短则身体表面积相对较小，身体热量不容易散发；四肢较长则身体表面积相对较大，身体热量容易散发。例如，生活在炎热东非的Masai人四肢很长。

     (3)高原

     初次到高原生活的人，会患“高山病”，出现呼吸短促、呼吸不畅、体力和精神疲倦、脉搏加快、中断性睡眠、活动时剧烈头痛、轻度的消化功能失调、体重显著降低等反应。有些人会觉得呼吸困难，恶心和呕吐。

     世界人口不到1％的人生活在高原地带。高原环境对人类群体造成巨大的压力。这些压力包括：氧含量低、太阳辐射量高、寒冷、风大、经常缺乏潮气、地体崎岖不平、动植物资源相对有限。

     在严寒和酷热环境中，文化调节发挥着重要作用。但是，在高原环境中，人类主要依靠生理调节来适应气候。生活在高原最主要的环境压力是氧气稀薄，氧分压低。例如，在珠穆朗玛峰，氧分压只有海平面的1/3。

     人类对高原环境的生理调节机制主要包括：(1).呼吸频率加快，可达海平面时的两倍，将较多的氧带入肺泡。(2).血液中二氧化碳浓度提高，改变血液的PH值，使血液携带氧的总量提高；(3).毛细血管数目增加，缩短了氧从血液到达组织的路径；(4).红细胞数量增加，增强血液携带氧的能力。

     高原环境对人类的健康有着消极的影响。在高原环境中出生的婴儿，出生时体重较轻。婴儿的死亡率较高。儿童的生长发育较缓慢。

     (4)其他环境压力

     人类要面对的其他环境压力还包括营养、疾病、现代生活的公害等。

     在农业革命以来，人类主要依靠几种有限的谷物为生，使人类的营养受到很大限制，世界上有数以百万计的人处于营养不良和饥饿当中。儿童营养不良会导致夸希奥科病和消瘦，使儿童的智力和身体发育受到很大影响。由于生产方式不同，使得非牧牛群体的乳糖酶缺乏的概率提高。这使得一部分缺乏乳糖酶的个体不能喝牛奶，营养受到一定程度的限制。

     许多疾病是由病毒、细菌、霉菌、原生动物、寄生虫等病原体引起的，人体依赖自身的免疫系统来对抗病原体的入侵。如果人体的免疫系统功能低下，病原体就会乘虚而入使人体生病。病原体的传播与人类的生产方式和生活方式等有密切关系。例如，畜牧业的发展，使人类与家畜关系密切，有些病原体便由家畜传给人类。

     现代生活的公害包括：人工辐射、化学品、拥挤和噪音等。人工辐射的威胁主要来源于核武器、医用放射源与核电站等。化学品对人类健康的威胁主要表现在有些药品和食物添加剂可能有致癌、致突变和致畸形的潜在危险。拥挤会对人类的健康产生有害的作用。居住空间太小，人体分泌的肾上腺激素会增加，使人脾气暴躁，容易发怒。工厂和城市噪音会损害人的听觉器官，因此，城市人的听力往往比乡下人差。

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