Адаптивные особенности строения лица в арктическом климате

X. Форсиус

Актуальная в настоящее время тема адаптации уходит своими корнями в прошлое. Еще немецкий философ Кант считал, что плоские лица монголов — результат приспособления к климату. И. Швидецкая (J. Schwidetzky, 1962) полагает, что в эволюции человеческих рас еще и сейчас определенную роль играют селективные процессы. Можно предположить, что в прошлом естественный отбор был еще более значительным.

Рассмотрим сначала теоретически возможности приспособления к холоду. Во-первых, можно подчеркнуть, что изменение наследственного фонда, согласно новейшим концепциям, происходит благодаря мутациям с постоянной скоростью, а это означает, что группы населения, живущие обособленно и изолированно, постепенно все больше и больше отличаются друг от друга. Можно, следовательно, предположить, что те незначительные различия в генофонде, которые имеют известные преимущества для определенного климата, обладают большими возможностями накапливаться в популяции. По крайней мере полярные животные в течение миллионов лет отлично приспособились к арктическому климату.

Процесс изменений признаков быстрее всего протекает в небольших изолированных группах населения, обитающих в суровых внешних условиях. Эти предпосылки отлично представлены у народов, живущих в Арктике. Эскимосы, например, живут в Северной Америке по меньшей мере 8 тыс. лет (Laughlin, 1966). Их число никогда не превышало нескольких десятков тысяч, часто даже оно выражалось еще меньшей цифрой. По данным археологии, эскимосы населяли большую территорию, где в настоящее время они уже не живут. В Южную Гренландию они пришли только около, 500 лет назад. Колебания численности являются в основном следствием климатических изменений, влияющих па поведение животных, бывших для эскимосов предметом промысла. Случалось, что на каком-нибудь одном месте промысла вплоть до последних столетий из-за голода погибало все население. Так бывало и у эскимосов, и у сибирских охотников. Хороший охотник все же мог спасти свою семью от голода и передать свои физические особенности следующему поколению.

Разумеется, нельзя утверждать, что лишь такой естественный отбор привел к изменению внешнего вида в субарктических и арктических областях. Причиной смерти часто были несчастные случаи, не имевшие к холоду никакого отношения. Отмораживание конечностей происходит довольно редко, так как одежда почти идеально приспособлена к этим условиям. Например, обувь настолько хороша, что нет ни малейшего опасения отморозить ноги, пока они сухие. Но это — форма культурного, а не физического приспособления. Обмораживания на лице — довольно обычное явление. Но представляют ли они опасность для жизни и оказывают ли поэтому воздействие на селективный процесс, утверждать трудно. Способность переживать голод, наступавший обычно в конце зимы, когда самые холодные месяцы были уже позади, имела гораздо более важное значение.

По известному в зоологии правилу Бергмана поверхность тела в Арктике меньше, чем в тропических районах. Действительно, у аборигенных полярных народов отмечаются относительно короткие ноги в сравнении с длиной туловища¹. Лицо нельзя полностью закрыть от холода, так как человеку необходимо дышать и видеть. Если произошли адаптивные изменения, I то следовало бы ожидать, что эти изменения скорее всего отразятся на лице. Теоретически можно предположить, как должно быть устроено лицо, идеально приспособленное к условиям климата. Такое лицо должно быть округлым с возможно меньшими 1 выступаниями отдельных частей. Должно ли оно быть маленьким, как у лопарей, или большим, как у большинства эскимосов, — не столь важно. У гренландских эскимосов лицо небольшое, особенно это относится к женщинам, у которых морфологическая высота лица составляет всего 116,84 мм, т. е. является такой же малой, как у лопарей-сколтов — 114,6 мм (Levin and ai., 1972). Это число установлено Спеллером (1954) и относится к почти несмешанным ангмагсаликским эскимосам. Автор статьи собрал I также интересные результаты измерений, выполненных советскими коллегами.

Для чего служит нос? Обоняние для арктического человека не имеет почти никакого значения. По Заллеру, основная функция носа заключается в том, что он согревает вдыхаемый воздух. Томсон же и Бакстон считают, что еще более важно увлажнение вдыхаемого воздуха. Зимой арктический воздух очень сухой. Однако относительная влажность в маленьких домах и иглу арктического населения, занимающегося рыбным промыслом, выше, чем в современных квартирах с центральным отоплением урбанизованного европеоидного населения, которое очень страдает от сухости воздуха. Когда очень холодно, то при физическом напряжении дышать носом невозможно; это относится и к людям, и к животным, например к северным оленям. Это говорит о том, что для живущих в Арктике людей согревание вдыхаемого воздуха все же не имеет столь важного значения. Слабо выступающий нос, типичный для арктического населепня, теоретически имеет свои преимущества. Легко убедиться в том, что он имеет также и практические преимущества. Зимой 1971 г. автор статьи нахо-

¹ Сравнительное изучение пропорций тела у разных групп арктического населения см. n статье II. С. Смирновой в настоящем сборнике (прим. ред.).

дился в Иглулике (северо-западные территории Канады), где неоднократно наблюдал у эскимосов с высоким переносьем случаи обмораживания спинки носа, по ни разу не сталкивался со случаями такого обмораживания у людей с плоским носом. То же самое имело место у людей с выступающими скулами. «Идеальные» для Арктики щеки не должны иметь углов, а лицо должно быть хорошо изолировано жировой тканью для защиты кровеносных сосудов кожи. Стигмен (Steegman, 1972) исследовал аборигенов, японцев и европейцев на Гавайях. В специальном опыте он показал, что люди, имевшие сильно выступающие скулы, чаще подвергались обмораживаниям.

С точки зрения адаптации к разным климатическим условиям было исследовано и строение носовой области, были обнаружены корреляции с такими климатическими факторами, как тропическая жара и влажность. Примерная скорость адаптации — изменение величины индекса на 1 единицу за 500 лет. Во всяком случае это относится к расширению носа в условиях тропического климата. Как показал Дэвис (Davies, 1929), арктическое население, чукчи и эскимосы, мало подтверждают правило, что носовой указатель с понижением температуры должен становиться меньше, но и это возможно лишь до известного предела.

В. В. Бунак сравнил результаты измерений, произведенных несколькими советскими антропологами (Дебецем, Левиным, Золотаревой, Алексеевым) среди населения Сибири. Автор не обнаружил заметных корреляций между температурой, носовым указателем, уплощенностью лица, высотой и шириной лица. По Бунаку, нет никакого основания считать, что первоначальное формирование сибирского типа происходило в условиях очень холодного климата. Автор ссылается на специальную литературу по данной отрасли (В. В. Бупак, 1972).

Рассмотрим далее значение волосяного покрова на лице. Автор статьи видел в Канаде эскимосов, у которых после много дневной охоты в бороде оставались довольно крупные комочки льда. Эскимосы рассказывали, что им пришлось расколоть лед на бороде, так как у них мерзли щеки и было трудно двигать головой. С другой стороны, среди эскимосов, по крайней мере в Ангмаг-салике (Скеллер, 1954), имеют место случаи, когда они выщипывают бороду. Можно предположить, что рост бороды у арктических популяций не является преимуществом и что «идеальное арктическое лицо» пе должно иметь бороду. Из этнических групп, живущих в относительно холодных районах, хороший рост бороды можно отметить у айнов и европейцев. Лопари в этом отношении явно отличаются от финнов: рост бороды у них слабый. Эскимосы с сильным развитием бороды, которых приходилось видеть автору статьи, имели также и другие антропологические признаки, указывающие на примесь европейской крови.

Брови в Арктике теоретически не имеют большого значении Возможно, что густые и длинные брови имели бы тот же недостаток, что и Порода. У большинства арктических народов, как, например, у лопарей, брови развиты слабо. С другой стороны, можно было бы предположить, что очень густые ресницы были бы большим преимуществом для защиты глаз от летящих кристаллов льда (у некоторых млекопитающих густые ресницы хорошо защищают глаза от песка). Однако ресницы у эскимосов и лопарей не густые и не длинные.

Как же должны выглядеть глаза на сконструированном нами «идеальном лице»? Назначение глаз — получать об окружении хорошие зрительные впечатления. Глаз должен отлично пропускать свет. Это значит, что наружный слой глаза, роговая оболочка (cornea), должна быть абсолютно прозрачной. Чтобы оставаться прозрачной, роговая оболочка должна увлажняться слезами несколько раз в минуту. Во время ветреной погоды, которая бывает в Арктике часто, увлажнение глаз должно функционировать особенно хорошо. Для глаза очень опасны проносимые ветром в тундре мелкие кристаллы льда. Эти ледяные иголки попадают в открытые глаза и разрушают эпителий роговой оболочки. Автор статьи неоднократно видел разрушенный эпителий роговицы у людей, которые побывали на улице (Форсиус, 1972). Самое большое повреждение, которое приходилось видеть автору статьи, было у эскимоса: собака прокусила ему нижнее веко, в результате чего один глаз у него полностью не закрывался. На другом, здоровом глазе эпителий был поврежден совсем незначительно. Это хорошо подтверждает мнение, что узкая глазная щель или по i крайней мере щель, которая легко сужается, является преимуществом в условиях холодного климата. Напротив, длина глазной щели теоретически никакого значения не имеет, так как кровоснабжение в соединительной оболочке (конъюнктиве), а значит и в глазной щели, очень хорошее. Узкая глазная щель — типичный признак не только эскимосов, но и монголоидной расы в целом. Так, например, высота глазной щели в среднем составляет у японцев, по Мартипу (Martin, 1928), 8,78 мм. У европейцев она достигает 10–14 мм.

С возрастом глазная щель уменьшается (Tuppa, 1938). Спеллер (1954) производил измерения среди эскимосов в Ангмагса-глике (Восточная Гренландия) и определил высоту глазной щели у эскимосов.

Мы измерили на фотоснимках высоту глазной щели у 265 финнов (Кокар), 274 лонарей-сколтов и 128 эскимосов (Аугпнлакток, Северо-Восточная Гренландия). Снимки были выполнены одним и тем же фотографом Хейки Ниеминеном при помощи одной и той же техники. У финнов высота глазной щели в среднем составляла 8,91 мм, у эскимосов — 8,74 мм и у лопарей-сколтов — 8,75 мм. Предположение, что высота глазной щели у европейцев, лопарей и эскимосов будет сильно отличаться, не подтвердилось. Высота глазной щели у взрослых всех исследованных групп населения была одинаковой. Расовые различия обна-

ружепы только у детей до 9 лет, при этом глазная щель у эскимосов оказалась значительно меньше (рис. 1). Среди европейцев и лопарей многие имеют глаза с большой глазной щелью (рис. 2). Это подтверждает данные о том, что жесткий отбор сужает диапазон вариации признака.

Толщина роговой оболочки у эскимосов на 5–10% меньше, чем у европейцев (Спеллер, 1954, личное сообщение Алсбирка), что в условиях холодного климата может оказаться преимуществом. У лопарей диаметр роговой оболочки такой же, как у финнов.

Глаза теоретически на «идеальном арктическом лице» не должны выступать из орбиты или быть посаженными слишком глубоко. Оба фактора увеличивают поверхность лица и ухудшают экономию тепла. Сагиттальное расстояние между изгибом скуловой кости и наиболее выступающей точкой роговицы легко измеряется и показывает, насколько глаз выступает из орбиты. Это измерение используется глазными врачами, когда им нужно определить выступание глаза из орбиты при экзофтальмическом зобе (Базедова болезнь). Это так называемое измерение экзофтальма у арктических народов было осуществлено только Скеллером. Результаты этих измерений у эскимосов совпали с европейскими значениями. А создается впечатление, будто глаза у эскимосов выпуклые. Измерения глаз у китайцев, произведенные Ли (Lee, 1930), свидетельствуют о том же: глаза у монголоидов не выступают резко из орбиты.

Утолщенные веки защищают глаза от холода. Сами веки, но всей вероятности, не очень чувствительны к холоду. Нам не приходилось сталкиваться со случаями повреждения век под воздействием холода. Поэтому можно предположить, что толщина век, как и наличие складки верхнего века, не имеет в условиях арктического климата столь уж важного значения. Правда, в литературе описано несколько случаев обморожения этой области, но они составляют исключение, и речь при этом идет об очень тяжелых травмах от переохлаждения.

Считалось, что для эскимосов типична очень плоская передняя глазная камера. Профессор Харвальд из Дании поставил вопрос,

д—д I

?-А I«

9,5

• 9,0

а

к

X

а.

X

3 8,5

8.0

Рис. 2. Ширина глаз, uo? щели и различим* популяциях (оба пола суммарно)

/ — гренландские эскимосы (п=256),

2 — лопари-сколты

(п=548),

3 — финны (п=530)

Больной снежной слепотой в тяжелых случаях несколько дней беспомощен из-за слезотечения и боли в глазах. Для защиты глаз арктическое население тысячелетиями пользовалось щелевыми очками или очками с круглыми отверстиями. В 1965 г. Фридмэн описал случай перерождения ткани роговой оболочки в результате воздействия ультрафиолетовых лучей. При определенных условиях эта нарушающая зрение болезнь могла бы привести к адаптивным изменениям, закрепленным отбором.

Солнце излучает большое количество ультрафиолетового света. Чем ближе к арктическому полюсу, тем ниже солнце, тем реже хроническая и острая снежная слепота. Поэтому наибольшая опасность хронического и острого заболевания глаз от воздействия ультрафиолетовых лучей существует в той местности, где h весной долго лежит снег, как, например, на полуострове Лабрадор. Это имеет место и во внутренних районах Сибири. Примерно 15 тыс. лет назад ультрафиолетовое излучение в Центральной Европе, а также в Сибири у края ледника из-за сухого в то время климата было необычайно сильным. Вполне вероятно, что нынешние народы полярной зоны, по крайней мере частично, произошли от обитавшего здесь населения, которое следовало на север вслед за таявшим ледником. Вполне возможно, что предки тех европеоидов, которые приняли участие в образовании финно-угорских народов, несколько тысяч лет назад жили в арктическом климате. При этом за последние 15 тыс. лет они должны были приспособиться также и к обильному ультрафиолетовому излучению.

Самые выразительные признаки адаптации к климатическим условиям Арктики следует ожидать, естественно, у тех народов, которые дольше всего жили в северной зоне. В Сибири это могут быть юкагиры, а среди них, по данным Золотаревой (1968), наименее смешанными являются тундровые юкагиры, живущие в низовьях Колымы⁵. Другая подобная группа населения — эскимосы.

К сожалению, все еще не так просто изучить признаки адаптации, так как нужно еще учитывать происхождение народности в генетическом отношении. Так, монголоидные расы гораздо ближе к описанному нами идеальному арктическому типу с плоским лицом и маленьким лепторинным носом. Поэтому вполне возможно, что мы больше измеряем процентную долю монголоидной расы, чем факторы адаптации. Например, обские угры (Марк, 1970) и собственно самодийцы гораздо ближе к монгольскому типу и арктическому «идеальному комплексу», чем лопари. Поэтому было бы лучше определить изменения между первобытными группами народов и арктической группой, от которой они происходят, или между группами населения единого происхождения — конечно, среди живых — в разных широтах. Тогда можно было бы обнаружить даже незначительные процессы адаптации. Поэтому этногенетическое изучение финно-угорских народов представляет интерес и для нас, поскольку мы изучаем условия адаптации.

В заключение мы можем констатировать, что хотя очень трудно статистически доказать адаптацию признаков лица и глаза, все же некоторые признаки являются общими для всех арктических народов: лепторинный нос с низким переносьем, слабый рост бороды и довольно значительная уплощенность области глаз. Люди, не обладающие этими признаками, меньше защищены от обмораживаний.

Литература

Бунак В. В. Климато-зоиальные и этнические различия в строении лица и головы у коренного населения Северной Азии (в связи с проблемой адаптации). «Адаптация человека». JI., 1972.

Золотарева И. М. Юкагиры. Антропологический очерк. «Проблемы антропологии и исторической этнографии Азии». М., 1968.

Davies A. Man’s Nasal Index in Relation to Climate. «Man», 1939, N 4. Forsius H. Climatic changes in the eyes of Eskimos, Lapps and Cheremisses. The Second International Symposium on Circumpolar Health, Oulu, Finland, June 21–26, 1971. «Acta Ophthalmologica», 1972, 50.

Freedman A. Labrador Keratopathy. «Arch. Ophthal.», 1965, N 74/2.

Laughlin W. S. Genetical and anthropological characteristics of arctic populations. «The Biology of Human Adaptability». Clarendon Press, Oxford, 1966.

Lee T. P. Determination of the position of the cornea apex in relation to the tempral margin of the orbit. «Chinese Medical Journal», 1930, 44, 10 (151).

Lewin T., Skrobak-Kaczinsky J., Karlberg J. Anthropometry of Adult Lapps. Table compilation (Hektogramm). «Anatomiska Institutionen». G?teborg, 1972.

Mark K. Zur Herkunft der finnisch-ugrischen V?lker vom Standpunkt der Anthropologie. Tallinn, 1970.

Martin R. Lehrbuch der Anthropologie. 2. Aufl., Bd. 1, 2. Jena, 1928.

Oppenheim, Lautrach S. Metrische und deskriptive Merkmale des mensch liehen und tierischen Auges. «Tab. Biol.» (Amsterdam), 1947, 22 (1), 54.

Thomson A., Buxton L. H. D. Man’s nasal index in relation to certain climatic conditions. «Journal of the Boyal Anthropological Institut», 1923 N 53.

Tuppa K. Zur Morphologie der Augengegend. «Mitteilungen der Anthropologischen Gesellschaft in Wien», Bd. LXVIIf, 1938.

Schwidetzky I. Die neue Bassenkunde. Stuttgart, 1962.

Skeller E. Anthropological and opthalmological studies on the Angmags salik Eskimos. Reprinted from Meddelelser om Gronland, Bd. 107, N 4. K0benbavn, 1954.

Steegman A. T. Jr. Cold Response, Body Form and Craniofacial Shape in Two Racial groups of Hawaii. «American Journal of Physial Anthropo logy», 1972, 37.