Адаптация человека к климатическим условиям, к окружающей среде / Справочник

Способность приспосабливаться к условиям природной среды называется адаптацией. Она является сложным социальным и биологическим процессом. В функционале и системах человеческого организма происходят резкие изменения. В некоторых случаях необходимо менять поведение, привычки. Попадая в новые обстоятельства, человек приспосабливается, подстраивается под измененную окружающую среду. Адаптация может происходить на молекулярном или биоцентрическом уровне. На способность адаптироваться влияют различные факторы. В зависимости от сложности природных условий изменяется период приспособления организма.

Адаптация человека к окружающей среде: что относится к природным условиям

Каждая страна имеет определенные природные условия. Африканский континент кардинально отличается от европейских государств. Азия – полная противоположность странам Южной или Северной Америки. К существующим природным условиям относятся:

Особенности географического положения;
Климатические условия;
Характер внутренних вод;
Тип почвы и рельефа;
Растительность;
Представители животного мира.

Организм проходит двустороннюю адаптацию. Он приспосабливается к экологии самостоятельно, параллельно стараясь сделать новые условия комфортными для своего организма. Человек обустраивает жилище, изучает население, подбирает подходящий продукт. Он может строить привычный для себя дом или приобрести транспорт для передвижения по новой местности.

Процесс адаптации организма к погодным и климатическим условиям на новой местности называется акклиматизацией. Основное отличие акклиматизации от адаптации – отсутствие генетически закрепленных новых свойств в организме. Это временный процесс, который происходит в организме вынуждено и не отпечатывается на дальнейшей жизни. После возвращения из страны, где погодные условия отличались от природных условий дома, полученные навыки постепенно забываются. При следующей поездке на другой континент будет повторно проходить процесс акклиматизации.

Что такое сложные природные условия: адаптация человека к климатическим условиям

Сложными называют погодные условия, которые имеют резкое отличие от стандартного климата. Рассмотрим несколько примеров:

Южные страны с жарким климатом. Температура тела оказывается ниже, чем температура воздуха. Это условие сложно переносить непривыкшему организму. Теплоотдача осложняется, изменяется обмен веществ, сбивается дыхание, кровообращение. Человек становится апатичным, чувствует постоянную усталость. Чем выше влажность в воздухе, тем быстрее адаптируется организм. Самый длинный период приспособления непривыкший человек проходит, попадая в район тропического леса. Отсутствует ветер, высокий уровень влажности и жара могут спровоцировать тепловую судорогу, истощение, удар. Ускорить адаптацию помогает водный и солевой режим, подходящая одежда, охлаждение помещений.
Горный климат. Природный тип климата характеризуется рядом особенностей. Низкое атмосферное давление и температура, интенсивная солнечная радиация, высокий уровень ионизации. Горный воздух наполнен кислородом. В организме повышается гемоглобин, кроветворная система раздражается, минутный объем сердечной мышцы увеличивается. Возникает гипервентиляция легких. Вероятно развитие высотной болезни. Пожилым людям максимально тяжело переносить сложные природные условия горного климата. Для адаптации понадобится не менее недели.
Субарктический и арктический климат. Здесь может преобладать развитие светового голодания, магнитного возмущения, магнитных бурь. С медицинской точки зрения, эти природные условия являются максимально сложными. На полную акклиматизацию здорового организма может уйти не один год.

Адаптация и стресс

Основная статья: Стресс

Ганс Селье вводит в медицинскую практику термин стресс. Он писал: «я впервые „наткнулся“ на идею стресса и общего адаптационного синдрома в 1925 году» . Каждую составляющую своего определения Селье пояснил так: общий

— потому что к стрессу приводят факторы, которые, воздействуя на разные области организма, в итоге способны вызвать общую системную защиту;
адаптационный
— потому что это явление как бы закрепляется, приобретает характер привычки;
синдром
— потому что его отдельные проявления частично взаимозависимы . Позже (в 1931-1932 г.) он назвал стресс неспецифической реакцией организма на любые раздражители. Представление о стрессе касается всех людей, больных и здоровых, преуспевающих и неудачливых, и всех сторон жизни. «Удалось показать, что стресс представляет собой скорость изнашивания человеческого организма, сопровождает любую жизнедеятельность и соответствует в определённом смысле интенсивности жизни. Он увеличивается при нервном напряжении, телесных повреждениях, инфекциях, мышечной работе или любой другой напряженной деятельности и связан с неспецифическим защитным механизмом, увеличивающим сопротивляемость к стрессовым факторам, или „стрессорам“. Важной частью этого защитного механизма является повышенное выделение гипофизом так называемого адренокортикотропного гормона (АКТГ), который, в свою очередь, стимулирует выработку кортикоидов корой надпочечников.

Синдром стресса, или, иначе, общий адаптационный синдром (ОАС), проходит три стадии:

„реакция тревоги“, во время которой мобилизуются защитные силы. Её биологический смысл заключается в том, что организм в кратчайшие сроки должен получить дополнительную, „аварийную“ энергию для того, чтобы максимально обеспечить условия для быстрого спасения от грозящей беды или даже гибели. Да, для организма это, безусловно, реакция энергозатратная — что для него в перспективе, конечно, плохо, — но иного выхода в данный момент нет. Ведь речь идет о спасении в целом.
„стадия устойчивости“ отражающая полную адаптацию к стрессору. Крайне важно и то, что на этой стадии общие энергозатраты организма становятся меньше, чем на первой стадии: организм частично уже приспособился жить под давлением стрессирующего фактора — как бы отследил его. Если стрессирующий фактор действует сильно и длительно, то постепенно развивается следующая, третья стадия.
„стадия истощения“, которая неумолимо наступает, если стрессор оказывается достаточно силён и действует достаточно долгое время, поскольку „адаптационная энергия“, или приспособляемость живого вещества всегда конечна» . Результат на этой стадии — устойчивость организма к внешним воздействиям резко снижается. То есть база для возможного развития патологии на клиническом уровне уже создана.

По мере формирования устойчивой адаптации нарушения гомеостаза, составляющие стимул стресс-симптома постепенно исчезают, как и сам стресс-симптом, сыграв свою важную роль в становлении адаптации. Это состояние между стрессом (агрессией) и адаптацией служит доказательством того, что стресс сложился в процессе эволюции как необходимое неспецифическое звено более сложного целостного механизма адаптации. Полная свобода от стресса, как считал Селье, означала бы смерть. В 1982 году Селье определил стресс как совокупность стереотипных филогенетических запрограммированных реакций организма, которые вызываются любыми сильными, сверхсильными, экстремальными воздействиями и сопровождаются перестройкой адаптивных сил организма..

По признанию Г. Селье, он заимствовал у И. П. Павлова очень многое. То, что Павлов трактовал с точки зрения нервной системы, он перевел на язык и термины гуморальной системы. Павлов указывал, что организм как целое непрерывно адаптируется к окружающей среде. Эту идею целостности и адаптации Селье почерпнул у Павлова, и это было положено в основу теории стресса. То, что внешние воздействия приводят только к расходу и исчерпанию адаптационных возможностей, в течение многих лет было убеждением Г. Селье, которое он лаконично формулировал как «wear and tear». Это убеждение основывалось на том, что он использовал преимущественно сильные патогенные воздействия.

Концепции о существовании генетически предопределённого потенциала роста берут начало от А. Вейсмана, который считал, что зигота обладает способностью осуществлять определённое и ограниченное число делений клеток, после чего развивающийся организма обрекается на старение и смерть. Немецкий физиолог и гигиенист Макс Рубнер (М. Rubner) (1854—1932) в связи с представлениями Вейсмана обосновал понятие о генетически предопределённом энергетическом фонде, который у всех видов млекопитающих, за исключением человека почти одинаков. Концепцию Рубнера и вытекающее из неё представление об онтогенезе, как о раскручивании пружины в заведенных часах, и развил «Селье в учении о стрессе и о предопределённом фонде „адаптивной энергии“, сравнивая его с банковым вложением, которое можно расходовать, но нельзя увеличивать». Во всех этих теориях речь идет о постепенном исчерпании некоего исходного потенциала (жизненной субстанции), приводящих живые организмы к состоянию равновесия. Развивая эти представления Ричард Перл пришёл к мысли, что старение и смерть — „расплата за преимущества“ какие дают специализация и дифференциация клеток у многоклеточных организмов, в отличие от практически бессмертных одноклеточных этими качествами не обладающими..

«Стресс есть неспецифический ответ организма на любое предъявление ему требования. … С точки зрения стрессовой реакции не имеет значения, приятна или неприятна ситуация, с которой мы столкнулись. Имеет значение лишь интенсивность потребности в перестройке или в адаптации.»

Примеры адаптации человека к климатическим условиям

Все люди зависимы от климатических условий. В процессе жизни организм привыкает к определенной обстановке, поэтому даже в самых жарких или морозных странах население живет в обычном режиме. Несколько примеров, как адаптируются люди к резкому климату:

Народы, проживающие в странах с ярким солнцем и жарким климатом, – чернокожие или темнокожие. Жители холодного региона имеют светлую кожу;
Характерные одежды помогают защитить организм от сложных погодных условий. Многие из них становятся традиционными – национальный костюм жителей севера или наряды африканцев;
Расширенные ноздри у людей с темной кожей;
Азиатский разрез глаз.

В любом случае каждый человек проходит определенный адаптационный период, переезжая на время или на постоянное место жительства в другой регион. В зависимости от условий существуют разные способы адаптации:

В Арктике для защиты от холодов есть специальные комбинезоны из меха;
В умеренном климате люди строят дома из дерева, чтобы не ощущать холодных зим и жаркого лета;
В тропических регионах с песчаными бурями люди ходят в длинных накидках из легких тканей. Для строительства жилья кочевники используют козьи шкуры;
В районах с экваториальным климатом люди живут в хижинах, построенных из веток и листьев. Это защищает от палящего солнца.

Адаптация в кибернетике

Адаптация в кибернетике — автоматическое (без участия человека) изменение кибернетической системой характера функционирования (поведения) с целью достижения наилучшего результата при случайном, непредвиденном, изменении характеристик окружающей среды. Такие системы называют адаптивными, или системами автоматического приспособления или поиска, самоприспосабливающимися, самонастраивающимися, самообучающимися системами. Биологический организм соответствует кибернетической системе, включающей систему управления и объект управления. Эта аналогия широко используется при моделировании различных функций. Напр., бионика (см.) исследует механизмы биологических процессов с целью конструирования на их основе технических устройств и решения инженерных задач. Делаются попытки объяснить биологические явления, используя понятия теории управления (кибернетики).

Важнейшими видами адаптивных систем являются системы автоматического поиска какой-либо величины, самообучающиеся системы для распознавания образов (см.), системы, автоматически вырабатывающие модель с неизвестными параметрами и использующие эту модель для управления. Системы автоматического поиска реализуют упорядоченный или случайный (методом проб и ошибок) поиск таких параметров управляемого объекта, при которых некоторый показатель работы этого объекта достигает оптимальной величины.

Системы распознавания образов имитируют способность многих животных и человека отличать друг от друга (распознавать) сходные предметы и классифицировать их. Методы автоматического распознавания реализуются техническими системами, способными обучаться и затем уже без помощи «учителя» и «подсказок» автоматически классифицировать объекты. Эти методы применяются во многих отраслях науки и техники, в том числе и в медицине. Так была создана система адаптивной обработки информации, позволяющая дифференцировать рак желудка от язвенной болезни.

Адаптивные системы, предназначенные для определения характеристик (идентификации) объектов управления, позволяют решать задачи управления сложными системами, находящимися под воздействием случайных и неконтролируемых воздействий.

Библиография:

Бызов A. Л. Переработка зрительной информации в сетчатке позвоночных, Вестя. АН СССР, № 7, с. 55, 1969. Гранит Р. Электрофизиологическое исследование рецепции, пер. с англ., с. зі, М., 1957, библиогр.; Лазарев Л. IL Исследования по адаптации, М.— Л. 1947; Ходоров Б. И. Проблема возбудимости, Л., 1969, библиогр.; N crnst W. Zur Theorie des elektrischcn Rcizen. Pflugere Arch. ges. Physiol., Bd 122, S. 27b, 1908.

Клеточная А.

— Александров В. Я. Адаптивные изменения устойчивости клеток, Руководство по цитологии, под рея, А. С. Трошина, т. 2, с. 608, М.—Л., 1966, библиогр.;Дин А. и Хиншельвух С. Механизмы автоматического приспособления в бактериальных клетках, явления адаптации, в кн.; Регуляция клеточного обмена, пер. с англ., иод ред. С. Я. Кап-ланского, с. 366, М., 1962; Клегг П. н Клегг А. Гормоны, клетки, организм. Роль гормонов у млекопитающих, пер. с англ., М., 1971; Севаг М. Г. и де Курси С. Д. Биохимические процессы, лежащие в основе устойчивости микроорганизмов к лекарственным препаратам и биохимические пути предотвращения этой устойчивости, в кн.; Функциональн. биохим, клеточп. структур, под ред. А. И. Опарина, с. 369, М., 1970, библиогр.; Ябров А. А. К вопросу о механизме клеточного стресса. Цитология, т. 11, № 2, с. 137, 1969, библиогр.

Биофизические механизмы А.

— Бауэр Э. С. Теоретическая биология, с. 165, М.— Л., 1935;П ригожинИ. Введение в термодинамику необратимых процессов, пер. с англ., М., 1960, библиогр.; Проблемы биохимической адаптации, под ред. A. А. Покровского, М., 1966, библиогр.; Физико-химические основы авторегул яцищ в клетках, под ред. Е. Б. Бурлакова щ О. Р. Колье* с. 7 и др., М., 1968. библиогр.

А. в кибернетике

— Гублер Е. В, Вычислительные методы распознавания патологических процессов, Л., 1970, библиогр.; Чадееш B. М. Адаптивные модели в системах управления, М., 1966, библиогр.; Фицнев Л. Н. Управление координацией движения, М-, 1971, библиогр.; Цыпкин Я. а. Адаптация и обучение в автоматически* системах, М., 1968, библиогр.

А. И. Есаков; А. Г. Бутковский (киб.) В. А. Веселовский (биофиз) Ю. Е. Ершикова (биол)