Skull's Mid-facial Adaptive Changes in the Population in Northern Eurasia

Abstract

Климатические условия оказывают влияние на организм человека, в том числе и на дыхательный процесс. Так как человеческие популяции проживают в разных температурных зонах с разным уровнем влажности, предполагается что существуют морфологические особенности среднего лицевого отдела, которые будут отличаться у населения разных климатических зон. Группы популяций, рассмотренные в данной работе, проживали в контрастных условиях в течении длительного периода времени, что не могло не сказаться на их физиологии. Поиск и описание адаптивных изменений морфологии среднего лицевого отдела населения северной и центральной частей Европы, Кавказа и Ближнего востока стали целями исследования. Всего было исследовано 303 мужских черепа из 7 европейских, кавказских, и ближневосточных популяций. Рассматриваемые серии были разбиты на пять территориальных групп. Для исследования был выбран метод геометрической морфометрии. Несмотря на сложную историю формирования изучаемого населения, при межгрупповом сравнении были выявлены морфологические особенности среднего лицевого отдела, имеющие тенденцию к изменению с севера на юг. Для северных популяций характерны высокий и узкий нос, высокая и узкая носовая полость, широкие носовые кости, в то время как для южных – противоположный комплекс признаков. Описанные признаки не противоречат данным, полученным предыдущими исследователями и согласуются с функциональными особенностями носовой полости. Уменьшение площади поперечного сечения носовой полости, увеличение высоты носа и его сужение улучшают влаго- и теплообмен между вдыхаемым воздухом и слизистой. Таким образом можно говорить о том, что различия, наблюдаемые в морфологии среднего лицевого отдела у населения изучаемого региона обусловлены климатическим влиянием, и являются адаптивными.

Climatic conditions affect the human body, including the respiratory process. Since human populations live in different temperature zones with different humidity levels, it is expected that there are morphological features of the mid-face that will be different for people who live in different climatic zones. The populations groups considered in this study lived in contrast conditions for a long time, which could not but affect their physiology. The aim of the study is to search and describe adaptive changes in the mid-facial morphology of the population in the northern and central parts of Europe, the Caucasus and the Middle East. In total, 303 male skulls from 7 European, Caucasian, and Middle Eastern populations were examined. The series were divided into five territorial groups. Three-dimensional geometric morphometrics method was chosen for this study. Despite the complex history of the formation of the studied population, in the intergroup comparison, morphological features of the mid-face were revealed, which tend to change from north to south. Northern populations are characterized by a high and narrow nose, a high and narrow nasal cavity, wide nasal bones, while for the southern populations there is an opposite set of characters. The described features do not contradict the data obtained by previous researchers and are consistent with the functional characteristics of the nasal cavity. Reducing the cross-sectional area of the nasal cavity, increasing the height of the nose and narrowing it improve the moisture and warmth between the air and the mucosal tissue. Thus, the differences observed in the morphology of the middle facial division in the population of the studied region are due to climatic influence, and are adaptive.