VARIABILITA UMANA IN RELAZIONE ALL AMBIENTE

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1 VARIABILITA UMANA IN RELAZIONE ALL AMBIENTE

2 Ora sappiamo che: Come gran parte delle specie, anche quella umana è polimorfica e politipica. Polimorfica in quanto, a parte i gemelli monozigoti, gli uomini sono genotipicamente diversi tra loro. Politipica in quanto al suo interno si possono individuare gruppi caratterizzati da "pool genetici" più o meno differenziati. Le differenze tra le popolazioni dipendono sia dall'ereditarietà sia dall'ambiente, e il più delle volte da entrambi i fattori. Inoltre, il genere Homo è riuscito a colonizzare quasi tutte le regioni della terra grazie alla sua plasticità (capacità di adattarsi) e alla sua variabilità genetica.

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4 Adattamento: modificazioni morfologiche, fisiologiche e culturali, transitorie o permanenti, che permettono al singolo individuo o alla popolazione di aumentare la propria fitness. ADATTAMENTO ALL AMBIENTE

5 Adattamento fisiologico o fenotipico: riguardano il singolo individuo, non ereditabili Adattamento genotipico: migliorano la fitness della popolazione. Ereditabili Adattamento culturale: riguarda la società. Modelli di comportamento adottati

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7 Adattamento fisiologico o fenotipico Abbronzatura in risposta ai raggi UV Pressione arteriosa in risposta alla temperatura Metabolismo basale in risposta alla temperatura Numero e dimensione globuli rossi in risposta alla pressione di ossigeno statura

8 Termoregolazione sudorazione Diminuzione metabolismo basale piloerezione Aumento metabolismo basale anoressia Ambienti caldi Pressione arteriosa Diminuzione attività fisica Vasodilatazione cutanea Aumento frequenza respiratoria Stimolo della fame Ambienti freddi Pressione arteriosa brividi Vasocostrizione cutanea aumento attività fisica

9 Adattamento genetico Interessa la popolazione, non l individuo E alla base dei fenomeni evolutivi

10 Colore della pelle Effetti dei raggi UV

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12 In base alla pigmentazione della cute le popolazioni si suddividono in: Leucoderme (melanina solo negli strati basali dell epidermide) Xantoderme (melanina anche sopra lo strato basale, carotene) Melanodermi (melanina in tutta l epidermide e nel derma)

13 Effetti dei raggi ultravioletti UVA UVB UVC Penetrano nei vasi sanguigni del derma dove distruggono i folati Trasformano il colesterolo in provitamina D Stimolano i melanociti a produrre melanina Sono bloccati dallo strato atmosferico di ozono

14 La vitamina D è sintetizzata per circa 80-90% nella pelle e nei reni, il restante 20-10% proviene dagli alimenti.

15 Eccezioni Inuit dell Alaska e del Canada hanno pelle scura. Motivo: la colonizzazione è stata recente e non si sono attuati i meccanismi adattativi La loro dieta è ricca di alimenti contenenti Vitamina D (pesce) Le migrazioni espone gli individui all irradiazione di raggi UV inadeguati alla loro pelle (carcinoma, rachitismo)

16 Effetti della temperatura L uomo deve mantenere l omeotermia grazie a fenomeni di termogenesi e termolisi Vasodilatazione/vasocostrizione Dimensioni e proporzioni corporee

17 Regola di Bergman/Allen Poiché il volume e la massa del corpo crescono in ragione del cubo delle dimensioni lineari del corpo, mentre la superficie cresce solo in ragione del quadrato, ne deriva che il rapporto peso/superficie di un corpo è direttamente proporzionale alle dimensioni di un individuo Come esempio, si considerino 8 cubi di lato 2 cm. Una catasta di forma cubica avrà volume uguale a 64 cm³ e superficie pari a 96 cm², mentre una catasta a base rettangolare avrà lo stesso volume, ma una superficie di ben 112 cm².

18 L elevato rapporto superficie/volume può essere conseguito sia con degli arti inferiori relativamente lunghi (macroschelia delle popolazioni africane delle savane) o con una relativa bassa statura con corpo sottile come i Pigmei delle foreste equatoriali

19 Effetti dell umidità Correlazione tra l indice nasale e l umidità Indice nasale = (larghezza x 100)/altezza Altezza del naso: nasion-subnasale; la larghezza del naso massima distanza tra i due punti alari.

20 Categorie Valore Tipologia del dell Indice naso Leptorrinia 69,9 Nasi stretti Mesorrinia 70,0-84,9 Nasi medi Platirrinia 85,0 Nasi larghi Classe Valori Iperleptorrinia valore inferiore a 54,9 Leptorrinia valore compreso tra 55 e 69,9 Mesorrinia valore compreso tra 70 e 84,9 Camerrinia valore compreso tra 85 e 99,9 Ipercamerrinia valore superiore a 99,9

21 Funzioni del naso: - la parte superiore è completamente olfattiva; - la regione inferiore esplica una duplice funzione: 1) dapprima riscalda ed umidifica l'aria inspirata prima che giunga ai polmoni; 2) successivamente durante l'espirazione elimina acqua con un meccanismo di termolisi analogo alla traspirazione. Un naso alto e stretto umidifica l'aria inspirata in un clima secco, la riscalda in un clima freddo. Un naso largo e basso facilita la termolisi nelle zone calde.

22 Effetti dell altitudine Caratteristiche: temperatura fredda, forte irradiazione solare e soprattutto dalla riduzione della pressione parziale di Ossigeno (rarefazione dell'aria livello del mare: pressione 760 mm di Hg (21% di Ossigeno) 3000 m, 523 mm di Hg (14% di Ossigeno), carenza di Ossigeno nel sangue (ipossemia o ipossia). Reazioni fisiologiche di compensazione: respirazione accelerata (polipnea), aumento del battito cardiaco (tachicardia), aumento del numero dei globuli rossi che da 5 milioni per millimetro cubo al livello del mare passano a 6-8 milioni a circa 4000 m s.l.m. Questo determina un aumento del tasso di emoglobina e quindi un miglioramento nel trasporto dell'ossigeno. Tuttavia il plasma sanguigno non aumenta di volume e ciò crea una maggiore viscosità del sangue e di conseguenza aumenta il lavoro del cuore, per facilitare la circolazione del sangue è necessaria una dilatazione dei vasi capillari.

23 Adattamento culturale Con lo sviluppo della tecnologia l uomo ha sviluppato il suo rapporto con l ambiente. Non lo subisce. L ambiente non modifica più l uomo, ma è l uomo che modifica l ambiente

24 Relazioni bio-culturali L uomo trova soluzioni biologiche a problemi di natura culturale Es. Sfruttamento risorse energetiche, pratiche agricole, produzione alimentare. Cambiamento abitudini alimentari. Lattasi*, amilasi Organizzazione sociale Conseguenze negative: il disboscamento, la costruzione di bacini idrici a ridosso delle città, ha generato la proliferazione di organismi quali la zanzara anofele

25 Regioni Circumpolari Tra i 60 e i 70 di latitudine Vegetazione rada e bassa Temperatura invernale sempre sotto lo 0 Temp. Media mese più caldo 10 Bassa umidità Lapponi, Eschimesi, Siberiani

26 Origini: Lapponi: alpina, Siberiani: mongolici, Eschimesi: Siberiani Caratteristiche anatomiche tipiche degli ambienti freddi: Bassa statura, riduzione degli arti Torace ampio Naso leptorrino Pannicolo adiposo sviluppato Pelle scura

27 Caratteristiche auxologiche: minore velocità di accrescimento (pubertà femminile intorno ai 14 anni) Caratteristiche genetiche: Allele A2 dell ABO raggiunge frequenze del 37% (contro il 10% degli europei) Negli Eschimesi presenza del gruppo B che è assente nelle popolazioni americane Altre caratteristiche peculiari per GC, HLA, ecc. dovute a fenomeni di deriva genetica

28 Ambiente di montagna Aree geografiche oltre i 2500 m Ambienti diversi, varie latitudini Ridotta pressione parziale di ossigeno

29 Caratteristiche anatomiche: Bassa statura, riduzione arti (per clima freddo) Ridotto sviluppo pannicolo adiposo (ridotto dispendio energetico per il movimento o povertà) Torace ampio

30 Caratteristiche fisiologiche (in risposta alla passa pressione di ossigeno) Aumento frequenza respiratoria e ventilazione polmonare (maggiori scambi gassosi con l esterno) Policitemia *

31 Ambiente desertico All interno della fascia tropicale Scarsissime precipitazioni Forti escursioni termiche giornaliere (anche <0-60 )

32 Caratteristiche anatomiche Sviluppo superficie corporea Pliche palpebrali per proteggere dal riverbero del sole Colore delle pelle scuro, ma arabi e Boscimani più chiaro

33 Caratteristiche fisiologiche Boscimani: bassa pressione arteriosa e bassa frequenza cardiaca Elevata sudorazione Australiani: rapidi tempi per la sudorazione e per la sua riduzione, riduzione temp. Corporea distrettuale (piedi)

34 Ambiente tropicale e semiarido 5-10 latitudine Nord e latitudine Sud Temp. Medie annue superiori ai 20. Precipitazioni abbondanti ma solo in alcuni periodi dell anno Ridotta escursione termica

35 Caratteristiche anatomiche: Alta statura, longilinei, arti sviluppati Ridotto sviluppo pannicolo adiposo Pelle scura

36 Caratteristiche fisiologiche (in risposta alle alte temperature) Maggiore irrorazione sanguigna della cute Sudorazione rapida Basso metabolismo basale Bassa frequenza cardiaca (bradicardia) Maggior volume polmonare Emoglobinopatie Ritardo nel menarca

37 Ambienti di foresta equatoriale Latitudine: 10 Nord e 5 Sud Temperature elevate (25-30 ) Abbondanti precipitazioni per tutto l anno Scarsa escursione termica giornaliera Elevata umidità

38 Caratteristiche anatomiche: Bassa statura (Pigmei, Yanomama) Ridotto sviluppo pannicolo adiposo Alto indice nasale

39 Caratteristiche fisiologiche Basso metabolismo basale Bassa pressione sanguigna

40 Aree temperate europee e mediterranee Statura e peso diminuiscono con l aumentare della temp. Statura e peso correlati negativamente con l umidità Forma del naso legata alla temperatura Pigmentazione pelle in relazione all intensità delle radiazioni