Temat 4. Biologiczna zmienność międzypopulacyjna

Transkrypt

1 Temat 4 Biologiczna zmienność międzypopulacyjna

2 Rasa Populacje ludzkie różnią się od siebie cechami biologicznymi. Grupa populacji podobnych biologicznie tworzy rasę. Dawność wspólnego przodka dwóch populacji przekłada się na odmienność biologiczną i kulturową zróżnicowanie biologiczne grup ludzkich częściowo pokrywa się z kulturowym (np. językiem). Ale, np. Buszmeni to łowcy-zbieracze, a Hotentoci to pasterze, choć obie grupy są podobne biologicznie. Mimo odmienności biologicznych, wszystkie grupy ludzkie należą do jednego gatunku (Homo sapiens), ponieważ odczuwają do siebie pociąg płciowy i dają płodne potomstwo.

3 Problematyczność pojęcia rasy 1. Nie ma ścisłych, obiektywnych kryteriów wyróżniania ras są to arbitralne decyzje naukowców. 2. Dzielenie gatunku ludzkiego sprzyja postawom rasistowskim wartościowanie, dyskryminacja ras. 3. Różnice biologiczne między grupami ludzkimi mogą nie mieć podłoże genetycznego. Np. duża klatka piersiowa mieszkańców gór wynika z osobniczych reakcji na czynniki środowiska (adaptabilność) ludzi tych nie można uznać za odrębną rasę. Ale ciemny kolor skóry Afrykanów jest uwarunkowany genetycznie dziecko murzyńskie będzie czarne w każdym środowisku, nawet po adopcji przez białych. Wraz z rozwojem nauki (w tym biologii) pojmowanie rasy zmieniało się. Koncepcje rasy: geograficzna, typologiczna, populacyjna, klinowa, genealogiczna.

4 Geograficzna koncepcja rasy Rasa to zbiór osób podobnych do siebie zamieszkujących określone terytorium. (Występowanie ras jest silnie związane z regionami geograficznymi, kontynentami.) Metoda wyróżniania ras: intuicja badacza. Koncepcja szczególnie popularna w 19w., ale taki sposób myślenia panował od starożytności. Znani przedstawiciele: Linneusz, Cuvier. Typowy podział gatunku ludzkiego: rasa biała (europejska), czarna (afrykańska), żółta (azjatycka) i ew. czerwona (amerykańska).

5 Geograficzna koncepcja rasy przykład

6 Typologiczna koncepcja rasy Rasa to pewien wzorzec morfologiczny (układ cech wyglądu); uwarunkowany genetycznie. Kiedyś istniały czyste rasy, ale mieszały się między sobą przez wiele pokoleń. Obecnie, rasa to twór abstrakcyjny abstrakcyjny osobnik o określonych cechach wyglądu. Wyróżnia się od kilku do ponad 20 ras. Każdy rzeczywisty osobnik jest procentową kombinacją tych ras. Z rzadka można znaleźć osobnika wzorcowego posiada on cechy tylko jednej rasy. Opracowano skomplikowane procedury matematyczne w celu ustalania wyglądu poszczególnych ras oraz wyznaczania składu rasowego konkretnych osób. Koncepcja popularna w pierwszej połowie 20w. Próbowała bazować na nowo powstałej genetyce. Czołowy przedstawiciel: Jan Czekanowski; wyróżnił 6 ras: nordyczna, śródziemnomorska, armenoidalna, laponoidalna, arktyczna, nigrycka.

7 Populacyjna koncepcja rasy Rasa to zbiór populacji o wspólnej puli genowej, czyli zbiór osobników krzyżujących się ze sobą. Dzięki temu krzyżowaniu (przez wiele pokoleń) osobniki danej rasy są podobne do siebie, ale odmienne od osobników innych ras. Rasy są obiektami rozmytymi, ponieważ: poszczególne osobniki danej populacji (rasy) różnią się w pewnym stopniu między sobą, istnieją migracje pomiędzy poszczególnymi populacjami (rasami) pule genowe nie są rozłączne, w toku ewolucji zmienia się pula genetyczna populacji, a więc też fenotyp jej osobników. Koncepcja powstała w połowie 20w. Znany przedstawiciel: Dobzhansky. Kryteria wyróżniania ras: cechy morfologiczne (wygląd) i biochemiczne (np. grupy krwi). Przykładowa lista ras ludzkich: europejska, afrykańska, azjatycka, australijska, amerykańska, indyjska, melanezyjska, polinezyjska, mikronezyjska.

8 Klinowa koncepcja rasy Livingstone 1962: Nie ma ras, są tylko kliny. (Klina = gradient geograficzny cech biologicznych.) Zmienność geograficzna cech wyglądu (np. kolor skóry) i cech biochemicznych (np. grupy krwi) jest stopniowa, a nie skokowa. Na podstawie klin badacz może wyróżniać rasy, ale są to jego arbitralne decyzje rasa jest tworem subiektywnym. Czyli: rasy nie istnieją obiektywnie, ale istnieją obiektywne podstawy, by wyróżniać rasy. Podział ludności zamieszkującej jakiś obszar na dwie rasy: 3 podział 1 i 2 arbitralne, ale oparte na faktycznej zmienności, podział 3 nie oparty na faktycznej zmienności. 1 2

9 Rozkład geograficzny koloru skóry (populacje rdzenne)

10 Rozkład geograficzny allela I 0

11 Rozkład geograficzny allela I A

12 Rozkład geograficzny allela I B

13 Genealogiczna koncepcja rasy Rasa to linia genealogiczna populacji (zbiór jej kolejnych pokoleń). W przeszłości wielokrotnie jedna rasa ludzka dzieliła się, dając początek dwóm nowym rasom. W momencie powstania gatunku ludzkiego istniała jedna rasa. Obecnie istnieje ich wiele i mają różny wiek. Strukturę ras (drzewo genealogiczne) można ustalić dzięki analizie DNA (czyli genotypów, a nie fenotypów). Autor koncepcji: Templeton (1998).

14 Drzewo genealogiczne ras ludzkich

15 Czy używać pojęcia rasa? Argumenty, że nie: pojęcie rasy utrwala stereotypy rasistowskie, cechy fenotypowe i genetyczne są bardziej zróżnicowane wewnątrz ras niż między nimi. Kontrargumenty: naukowiec opisuje rzeczywistość niezależnie od ewentualnych skutków społecznych, kluczowe cechy (kolor skóry, kształt twarzy) są bardziej zróżnicowane między rasami niż wewnątrz ras. Posługiwanie się pojęciem rasy jest politycznie niepoprawne. Większość antropologów amerykańskich (ale mniejszość polskich) odrzuca pojęcie rasy. (Ale: Amerykanie często odmawiają odpowiedzi.)

16 Dawność ras Koncepcja monocentryczna Rasy powstały niedawno (200 tys. lat temu). Człowiek anatomicznie współczesny wyemigrował z Afryki i zastąpił formy archaiczne na innych kontynentach. Koncepcja policentryczna Rasy ludzkie powstały znacznie dawniej (na etapie Homo erectus lub neandertalczyka) i na poszczególnych kontynentach ewoluowały ku formom anatomicznie współczesnym.

17 Mechanizmy ewolucji ras Czynniki wpływające na ewolucję ras: dobór naturalny: upowszechniają się geny podnoszące przystosowanie do lokalnego środowiska, dobór płciowy: w jednych populacjach preferowane są tęgie kobiety, a w innych szczupłe, imigracja: populacja uzyskuje korzystne geny lub jest zanieczyszczana niekorzystnymi, zjawiska losowe (dryf genetyczny): mogą wyeliminować korzystny gen w małej populacji, przystosowanie kulturowe: osłabia skuteczność doboru naturalnego. Jeden czynnik środowiskowy (np. temperatura) może prowadzić do powstania kilku cech rasowych. Dwa czynniki środowiskowe mogą współwystępować ze sobą (np. wysoka temperatura i silne nasłonecznienie), a każdy z nich prowadzi do powstania innej cechy rasowej. Oba te mechanizmy sprawiają, że pewne cechy rasowe współwystępują ze sobą.

18 Rozpoznawanie lokalnych przystosowań Załóżmy, że występowanie jakiejś cechy fenotypowej jest związane z jakimś czynnikiem środowiskowym. Rodzi to następujące pytania: Jaka jest korzyść z posiadania danej cechy w określonym środowisku? Czy ewolucja działała na pewno na tę cechę, a nie inną z nią skorelowaną? Np. pigmentacja skóry, oczu i włosów są skorelowane między sobą i z temperaturą powietrza. Czy na pewno cecha ta jest uwarunkowana genetycznie, a nie jest reakcją osobniczą na czynniki środowiska? Np. duża klatka piersiowa u mieszkańców gór.

19 Przykłady lokalnych przystosowań (1) Cecha Czynnik Znaczenie adaptacyjne Mała masa ciała niedostatek żywności małe zapotrzebowanie lepsze znoszenie niedostatku Delikatny szkielet mało mikroelementów Smukłość ciała, długie nogi pustynia, step mniejsze zapotrzebowanie na wapń i fosfor lepsze przemieszczanie się Smukłość ciała wysoka temperatura duży stosunek powierzchni do objętości łatwe odprowadzanie ciepła Wąski nos zimne, suche powietrze nagrzewanie i nawilżenie powietrza Grube wargi wysoka temperatura większa utrata ciepła Płaska twarz mroźne powietrze wystające części by się odmroziły, tłuszcz na policzkach chroni przed wyziębieniem Ciemna skóra silne światło (ultrafiolet) melanina chroni przed szkodliwym działaniem UV Jasna skóra niewiele światła UV przenika przez skórę synteza witaminy D

20 Przykłady lokalnych przystosowań (2) Cecha Czynnik Znaczenie adaptacyjne Włosy wełniste ostre słońce, gorące powietrze ochrona przed ciepłem Włosy fil-fil wysoka temperatura ochrona przed światłem + odprowadzanie ciepła Steatopygia (wielkie pośladki) Mongolska oprawa oka Grupy krwi w systemie AB0 okresowe niedostatki żywności blask słońca (otwarty, zaśnieżony teren) drobnoustroje chorobotwórcze, typ diety rezerwa pokarmowa (głównie dla kobiet w ciąży) fałda, wąska szpara oczna, tłuszcz wokół oka ochrona oka przed uszkodzeniem różne grupy krwi wiążą się z różną odpornością na infekcje i tolerowaniem diety Anemia sierpowata występowania malarii sierpowate krwinki są odporne na pasożyta

21 Ewolucja koloru skóry (1) Kolor skóry zależy przede wszystkim od ilości brunatnego barwnika melaniny. Melanina pochłania światło, nie dopuszczając go do głębszych tkanek. Ewolucja koloru skóry była wypadkową działania kilku mechanizmów: 1. Działanie ultrafioletu (UV) na organizm ludzki: niszczy związki chemiczne, np. kwas foliowy (potrzebny do budowy kwasów nukleinowych), tworzy witaminę D (z prowitaminy) rozwój szkieletu brak krzywicy. Okolice równika dużo światła dużo UV melanina ma chronić ciemna skóra. Daleko od równika mało światła mało UV melanina nie ma izolować jasna skóra.

22 Ewolucja koloru skóry (2) Problemy z powyższym wyjaśnieniem: Czarnoskórzy mieszkający USA nie mają krzywicy, bo witaminę D pobierają z pokarmem. Krzywica rozwija się tylko u osób unikających światła. Kolor skóry niezbyt dobrze koreluje z szerokością geograficzną. 2. Kobieta ciężarna potrzebuje dużo witaminy D na rozwój szkieletu płodu powinna mieć jaśniejszą skórę kobiety są jaśniejsze od mężczyzn mężczyźni preferują jasne kobiety (bo preferują cechy kobiece) kobiety stają się jeszcze jaśniejsze (od doboru płciowego), aż do granicy bezpieczeństwa. Fakty potwierdzające ten mechanizm: w niemal wszystkich populacjach, kobiety są jaśniejsze od mężczyzn, w niemal wszystkich populacjach, mężczyźni preferują stosunkowo jasne kobiety.

23 Ewolucja koloru skóry (3) 3. Melanina i produkujące ją komórki (melanocyty) pełnią funkcje odpornościowe (od setek milionów lat). Ciemny kolor melaniny to skutek uboczny. Ciemna skóra występuje na obszarach tropikalnych, bo tam jest dużo pasożytów skóry. Tam, gdzie jest mniej pasożytów skóry nie opłaca się tworzyć tyle melanocytów jasna skóra. Odporność na pasożyty skóry jest większa u Afrykanów niż białych (np. świerzb, grzybica, drożdżyca, bakteryjne zapalenia skóry).

24 Rasa a inteligencja Różne rasy osiągnęły różny poziom rozwoju kulturowego, ale czy są różnie uzdolnione? W USA istnieją międzyrasowe różnice inteligencji i stopni szkolnych. Możliwe tego przyczyny: jakość odżywiania w dzieciństwie (związana np. z zamożnością rodziców), liczba lat edukacji, stronnicze testy na inteligencję (faworyzują białych), uwarunkowania genetyczne. Silne genetyczne uwarunkowania inteligencji w ramach populacji nie dowodzą, że międzypopulacyjne różnice inteligencji mają podłoże genetyczne. Wyniki badań są sprzeczne w kwestii genetycznych uwarunkowań rasowych różnic w inteligencji.

25 Rasa a inteligencja wykres dla populacji amerykańskiej