Las adaptaciones al frío y al calor en los humanos son parte de la amplia adaptabilidad del Homo sapiens . Las adaptaciones en los humanos pueden ser fisiológicas , genéticas o culturales , lo que permite a las personas vivir en una amplia variedad de climas . Se han realizado muchas investigaciones sobre el ajuste del desarrollo, la aclimatación y las prácticas culturales, pero menos investigaciones sobre adaptaciones genéticas a temperaturas más frías y más cálidas.
El cuerpo humano siempre trabaja para permanecer en homeostasis . Una forma de homeostasis es la termorregulación . La temperatura corporal varía en cada individuo, pero la temperatura interna promedio es de 37,0 °C (98,6 °F). [1] Un estrés suficiente debido a una temperatura externa extrema puede causar lesiones o la muerte si excede la capacidad del cuerpo para regular la temperatura. La hipotermia puede aparecer cuando la temperatura central desciende a 35 °C (95 °F). [2] La hipertermia puede aparecer cuando la temperatura corporal central se eleva por encima de 37,5 a 38,3 °C (99,5 a 100,9 °F). [3] [4] Los seres humanos se han adaptado a vivir en climas donde la hipotermia y la hipertermia eran comunes principalmente a través de la cultura y la tecnología, como el uso de ropa y refugio. [5]
Los humanos modernos surgieron de África hace aproximadamente 70.000 años durante un período de clima inestable, lo que dio lugar a una variedad de rasgos nuevos entre la población. [6] [5] Cuando los humanos modernos se extendieron por Europa, superaron a los neandertales . Los investigadores plantean la hipótesis de que esto sugiere que los primeros humanos modernos eran evolutivamente más aptos para vivir en diversos climas. [7] [8] Esto está respaldado por la hipótesis de selección de variabilidad propuesta por Richard Potts, que dice que la adaptabilidad humana proviene del cambio ambiental a largo plazo. [9]
La regla de Bergmann establece que las subespecies de animales endotérmicos que viven en climas más fríos tienen cuerpos más grandes que los de las subespecies que viven en climas más cálidos. [10] Los individuos con cuerpos más grandes son más adecuados para climas más fríos porque los cuerpos más grandes producen más calor debido a que tienen más células y tienen una relación de superficie a volumen más pequeña en comparación con los individuos más pequeños, lo que reduce la pérdida de calor proporcional. Un estudio de Frederick Foster y Mark Collard encontró que la regla de Bergmann se puede aplicar a los humanos cuando la latitud y la temperatura entre grupos difieren ampliamente. [11]
La regla de Allen es una regla biológica que dice que las extremidades de los endotermos son más cortas en climas fríos y más largas en climas cálidos. La longitud de las extremidades afecta la superficie del cuerpo, lo que ayuda con la termorregulación. Las extremidades más cortas ayudan a conservar el calor, mientras que las más largas ayudan a disipar el calor. [12] Marshall T. Newman sostiene que esto se puede observar en los esquimales , que tienen extremidades más cortas que otras personas y tienen una constitución lateral. [13]
Los orígenes de las adaptaciones al calor y al frío pueden explicarse por la adaptación climática . [14] [15] La temperatura del aire ambiente afecta la inversión de energía que debe realizar el cuerpo humano. La temperatura que requiere la menor inversión de energía es 21 °C (69,8 °F). [5] El cuerpo controla su temperatura a través del hipotálamo . Los termorreceptores de la piel envían señales al hipotálamo, que indican cuándo deben producirse vasodilatación y vasoconstricción .
El cuerpo humano tiene dos métodos de termogénesis , que produce calor para elevar la temperatura corporal central. El primero son los escalofríos , que ocurren en una persona desnuda cuando la temperatura del aire ambiente es inferior a 25 °C (77 °F). [16] Está limitado por la cantidad de glucógeno disponible en el cuerpo. [5] El segundo es no temblar, que ocurre en el tejido adiposo marrón . [17]
Los estudios de población han demostrado que la tribu San del sur de África y los Sandawe del este de África tienen una termogénesis reducida por escalofríos en el frío y una vasodilatación deficiente inducida por el frío en los dedos de manos y pies en comparación con la de los caucásicos. [5]
El único mecanismo que tiene el cuerpo humano para enfriarse es mediante la evaporación del sudor . [5] La sudoración ocurre cuando la temperatura del aire ambiente es superior a 35 °C (95 °F) y el cuerpo no logra volver a la temperatura interna normal. [16] La evaporación del sudor ayuda a enfriar la sangre debajo de la piel. Está limitado por la cantidad de agua disponible en el cuerpo, lo que puede provocar deshidratación. [5]
Los humanos se adaptaron al calor desde el principio. En África, el clima seleccionó características que les ayudaron a mantenerse frescos. Además, los humanos tenían mecanismos fisiológicos que reducían la tasa de metabolismo y que modificaban la sensibilidad de las glándulas sudoríparas para proporcionar una cantidad adecuada para el enfriamiento sin que el individuo se deshidratara. [15] [18]
Hay dos tipos de calor a los que el cuerpo está adaptado, el calor húmedo y el calor seco, pero el cuerpo se ha adaptado a ambos de la misma manera. El calor húmedo se caracteriza por temperaturas más cálidas con una gran cantidad de vapor de agua en el aire. El calor húmedo es peligroso ya que la humedad del aire impide la evaporación del sudor. Independientemente de la aclimatación, el calor húmedo representa una amenaza mucho mayor que el calor seco; los humanos no pueden realizar actividades físicas al aire libre a ninguna temperatura superior a 32 °C (90 °F) cuando la humedad ambiental es superior al 95%. Cuando se combina con esta alta humedad , el límite teórico para la supervivencia humana en la sombra, incluso con agua ilimitada, es de 35 °C (95 °F), equivalente en teoría a un índice de calor de 70 °C (158 °F). [19] [20] El calor seco se caracteriza por temperaturas más cálidas con poco o ningún vapor de agua en el aire, como las condiciones del desierto. El calor seco también es muy peligroso ya que el sudor tenderá a evaporarse extremadamente rápido, provocando deshidratación. Tanto el calor húmedo como el calor seco favorecen a las personas con menos grasa y temperaturas corporales ligeramente más bajas. [21]
Cuando los humanos están expuestos a ciertos climas durante períodos prolongados de tiempo, se producen cambios fisiológicos para ayudar al individuo a adaptarse a climas fríos o cálidos. Esto ayuda al cuerpo a conservar energía. [17]
Los inuit tienen más sangre fluyendo hacia sus extremidades y a una temperatura más alta que las personas que viven en climas más cálidos. Un estudio de 1960 sobre los indios Alacaluf muestra que tienen una tasa metabólica en reposo entre 150 y 200 por ciento más alta que los controles blancos utilizados. Los samis no presentan un aumento de la tasa metabólica al dormir, a diferencia de las personas no aclimatadas. [13] Los aborígenes australianos se someten a un proceso similar, en el que el cuerpo se enfría pero la tasa metabólica no aumenta. [dieciséis]
Los humanos y sus predecesores evolutivos en África Central han vivido en climas tropicales similares durante millones de años, lo que significa que tienen sistemas termorreguladores similares. [5]
Un estudio realizado sobre los bantúes de Sudáfrica demostró que los bantúes tienen una tasa de sudoración más baja que la de los blancos aclimatados y no aclimatados. Un estudio similar realizado con aborígenes australianos produjo resultados similares: los australianos indígenas tenían una tasa de sudoración mucho menor que los blancos. [dieciséis]
Las adaptaciones sociales permitieron a los primeros humanos modernos ocupar entornos con temperaturas drásticamente diferentes a las de África. (Potts 1998). La cultura permitió a los humanos expandir su área de distribución a áreas que de otro modo serían inhabitables. [dieciséis]
Los humanos han podido ocupar áreas de frío extremo mediante ropa, edificios y manipulación del fuego. Los hornos han permitido además la ocupación de ambientes fríos. [16] [17]
Históricamente, muchos australianos indígenas llevaban únicamente cubiertas genitales. Los estudios han demostrado que el calor de los fuegos que encienden es suficiente para evitar que el cuerpo luche contra la pérdida de calor a través de los escalofríos. [16] Los inuit utilizan casas bien aisladas que están diseñadas para transferir calor de una fuente de energía a la sala de estar, lo que significa que la temperatura interior promedio para los inuit costeros es de 10 a 20 °C (50 a 68 °F). [dieciséis]
Los humanos habitamos en climas cálidos, tanto secos como húmedos , y lo hemos hecho durante millones de años. El uso selectivo de ropa e inventos tecnológicos como el aire acondicionado permite a los humanos prosperar en climas cálidos.
Un ejemplo son los Chaamba , que viven en el desierto del Sahara . Usan ropa que atrapa el aire entre la piel y la ropa, evitando que la alta temperatura del aire ambiente llegue a la piel. [dieciséis]
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