Чому людина може протриматися під водою 4-5 годин: вчений все пояснив (фото)
Люди розселилися майже по всій планеті, пристосовуючись до життя в умовах, що варіюються від рівня моря до високих гір. Це стало можливим завдяки здатності людського організму пристосовуватися до різних умов, розвиваючи біологічні зміни, що забезпечують виживання та розмноження в складних умовах.
За словами Германа Понтцера, ці локальні адаптації з’являються, коли виклики навколишнього середовища тривають упродовж тривалих періодів, пише Фокус.
У Фокус.Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!
У своїй книзі "Адаптивність: як насправді працює ваше унікальне тіло і чому наша біологія об’єднує нас" вчений пояснив, як людська біологія відображає як гнучкість, так і обмеження. Один з прикладів стосується будови горла. Хоча дихальна система людини може здаватися дуже досконалою, її форма є результатом компромісів, а не ідеального дизайну.
Цю вразливість добре ілюструє відомий випадок. Музикант Джимі Хендрікс помер у 1970 році після прийому великої дози снодійних та алкоголю. Хоча ці речовини відіграли свою роль, безпосередньою причиною смерті стало удушення.
Люди особливо схильні до удушення через розташування гортані, або голосової коробки. На відміну від інших тварин, у яких гортань розташована вище і надійно відокремлена від шляху проходження їжі, у людини вона знаходиться нижче в горлі. Таке розташування збільшує ризик блокування під час їжі або пиття.
Ця ризикована будова тісно пов’язана з мовленням. Звук утворюється, коли повітря проходить через голосові складки в гортані, створюючи вібрації. Ці вібрації стають впізнаваною мовою, коли їм надають форму рот, язик і губи. Опущена гортань дозволяє видавати ширший діапазон звуків, що робить можливою складну мову.
На відміну від цього, тварини, такі як собаки чи шимпанзе, можуть видавати звуки, але не можуть формувати структуровану мову, оскільки їхня анатомія обмежує контроль над звуком. Здатність до детального спілкування дала раннім людям значну соціальну перевагу, хоча це й збільшило небезпеку задушення.
Адаптації, пов’язані з диханням, також спостерігаються в умовах високої висоти над рівнем моря. У районах з низьким рівнем кисню організм реагує виробленням більшої кількості еритроцитів.
Цей процес запускається гормоном, який називається еритропоетин (ЕПО), що сигналізує кістковому мозку про необхідність збільшити виробництво. Хоча це покращує транспорт кисню, воно також згущує кров, підвищуючи ризик гірської хвороби. Симптоми можуть включати головний біль, нудоту, а у важких випадках — накопичення рідини в легенях або мозку.
Населення, що мешкає в Андах, розвинуло більші легені та вищий рівень еритроцитів, щоб впоратися з цими умовами. Однак близько 15 відсотків дорослих все ще страждають на хронічну гірську хворобу.
Натомість населення Гімалаїв адаптувалося інакше. Вони мають варіант гена EPAS1, який підтримує нижчий рівень еритроцитів, зменшуючи ризик гірської хвороби. Ця генетична зміна обмежує кисневу ємність, але це компенсується іншими адаптаціями дихання та кровотоку.
Походження цього варіанту EPAS1 є особливо примітним. Він потрапив до генофонду людини через схрещування з древньою групою людей, відомою як денисовці, близько 50 000 років тому. Упродовж тисячоліть цей ген мав незначний вплив. Пізніше, коли населення переселилося у високогірні регіони, він став корисним і широко поширився серед груп Гімалаїв.
Інший приклад адаптації можна знайти серед народу Сама у Південно-Східній Азії. Живучи на морі та покладаючись на підводне полювання для добування їжі, вони розвинули риси, що сприяють тривалому перебуванню під водою. Одна з ключових адаптацій стосується селезінки — органу, що зберігає еритроцити.
Під час занурень селезінка стискається та вивільняє ці клітини, щоб покращити постачання кисню. У народу Сама генетичні зміни, пов’язані з геном PDE10A, призводять до збільшення розміру селезінки, що підсилює цей ефект. У поєднанні з тренуваннями та способом життя це дозволяє їм щодня проводити під водою кілька годин.
Які наукові теми вам цікаво читати?
Ці випадки показують, що еволюція людини відбувається через практичні пристосування, а не через ідеальні рішення. Кожна адаптація вирішує конкретну проблему, але часто створює нові обмеження. Людський організм відображає баланс між перевагами та ризиками, сформований вимогами різних середовищ.
ВажливоРозуміння цих біологічних компромісів залишається важливим і сьогодні. Воно пояснює, чому організм реагує саме так під час стресу, та демонструє зв’язок між генетикою, середовищем та виживанням.
Раніше Фокус писав про 4500-річну сукню з бісеру, яка походить зі Стародавнього Єгипту. На думку вчених, цей артефакт мав незвичайне призначення.
Також ми розповідали про 1000-річний рунічний перстень, знайдений у Лінкольнширі, Англія. Його знайшли за допомогою металошукача.
Під час написання цього матеріалу використано джерела: Live Science, Wikipedia.