Текст книги "От микроорганизмов до мегаполисов. Поиск компромисса между прогрессом и будущим планеты"

Примечателен как высокий начальный уровень, так и U-образная тенденция во времени. Высокий начальный уровень можно объяснить более теплым климатом в соответствующие века, а последующее уменьшение – более прохладным климатом и средневековыми войнами и эпидемиями, в то время как восстановление, начавшееся после 1700 года, было связано с совершенствованием земледелия, новыми сельскохозяйственными культурами и импортом продовольствия из колоний (Fogel, 2004). Но другое долгосрочное европейское исследование, охватывающее более двух тысяч лет, не подтвердило уменьшение роста. Кепке и Бейтен (Koepke and Baten, 2005) собрали измерения 9477 взрослых человек, живших во всех основных областях Европы в период между I и XVIII веками, и пришли к удивительному выводу о том, что рост людей не менялся и прогресс не наблюдался даже в начале современной истории (1500–1800), когда экономическая активность возросла (Komlos, 1995), или во времена Римской империи. Второй вывод противоречит распространенному мнению, что влияние Римской империи способствовало улучшению стандартов жизни: согласно Крону (Kron, 2005), средний мужской рост в романский период равен росту европейца середины XX века.

Средневзвешенные значения для мужчин-европейцев колеблются между 169 и 171 см, и наблюдалось лишь два существенных отклонения: небольшое увеличение сверх 171 см в течение V и VI веков и небольшой спад ниже 169 см в XVIII веке. Более того, средние показатели роста были аналогичны в центральной, западной и южной частях Европы, а климатический, социальный и гендерный факторы имели лишь небольшое значение. Набор данных за период до 1867 года, использованный Кларком (Clark, 2008) (почти 2000 скелетов из Норвегии и около 1500 из различных мест от Европы эпохи мезолита до Японии периода Эдо), охватывает рост от 166 до 174 см со средним значением 167 см, что очень близко к среднему значению, полученному Кепке и Бейтеном (Koepke and Baten, 2005). Доказательства становятся более многочисленными для XIX и XX веков, и набор антропометрических данных Бейтена и Блама (Baten and Blum, 2012) охватывает 156 стран за период между 1810 и 1989 годами; сегодня они легко доступны в графической форме (Roser, 2017). Авторы также опубликовали информативный перечень мировых тенденций изменений роста за период между 1820 и 1980 годаоми (Baten and Blum, 2014).

Но, пожалуй, лучший анализ роста за XX век был опубликован организацией NCD Risk Factor Collaboration (2016), которая заново проанализировала 1472 исследования населения, содержащего данные о росте более 18,6 млн человек, родившихся в период между 1896 и 1996 годами в 200 странах. В этом анализе отражен рост после 1850 года по всей Европе и широко распространенная, но не универсальная прибавка в росте взрослых в течение XX века. Начало увеличения роста европейцев сосредоточено вокруг 1830-х годов в Нидерландах – до этого времени голландцы, сегодня являющиеся самой высокой нацией в мире, не отличались исключительно высоким ростом (de Beer, 2004) – и 1870-х годов в Испании, и в результате до конца XX века рост мужчин увеличился на 12–17 см.

Средняя прибавка роста взрослых, рожденных между 1896 и 1996 годами, составила 8,3 ± 3,6 см для женщин и 8,8 ± 3,5 см для мужчин. Если нанести на график данные по всем изученным странам, то видно, что эти прибавки были в основном линейными до 1950-х годов, но затем среди самых высоких наций в развитых странах наблюдается явное плато как у мужчин, так и у женщин. Марк и др. (Marck et al., 2017) указывают, что эта тенденция является еще одним примером достижения пределов возможностей Homo sapiens. Этот вывод подтверждается фактом, что в середине XX века плато роста наблюдается во всех основных видах спорта США, где идет отбор спортсменов по росту. Средний рост игрока Национальной футбольной лиги увеличился на 8,1 см в период между 1920 и 2010 годами, но остается постоянным на уровне 187 см с 1980 года (Sedeaud et al. 2014).

Крупнейшее в XX веке увеличение роста относится к южнокорейским женщинам (в среднем их рост увеличился на 20,2 см) и иранским мужчинам (средний прирост 16,5 см). Население всех европейских стран стало выше, и, пожалуй, лучшие долговременные записи об увеличении роста имеются в Японии, где правительство измеряет рост представителей обоих полов в 5, 6, 8, 10, 12, 14, 15, 16, 18, 20, 22 и 24 года с 1900 года (SB, 2006). Траектория изменения роста 18-летних мужчин демонстрирует средний прирост 11,7 см, за исключением краткого периода после Второй мировой войны, и близко соответствует логистической кривой с точкой перегиба в 1961 году и лишь незначительным приростом в будущем (рис. 2.19). Данные для женщин и для других возрастов демонстрируют в целом аналогичные траектории: восходящий тренд перебивается во время Второй мировой войны и в течение нескольких голодных послевоенных лет, затем рост возобновляется в более быстром темпе, и его пик приходится на 1990-е, за которым следует два десятка лет застоя (SB, 2017a). Общий прирост за период 1900–2015 годов составил 13 см для молодых мужчин и 11 см для молодых женщин.

Рис. 2.19. Средний рост 18-летних японских мужчин, 1900–2020. Составлено на основе данных SB (1996). Логистическая кривая имеет R² на уровне 0,98, точка перегиба в 1961 году, асимптота роста составляет 172,8 см

В США и Австралии прирост был существенно ниже. Даже в колониальные времена (благодаря обилию хороших сельскохозяйственных земель и низкой плотности населения) американцы были выше любой современной нации, чей средний рост известен, но в период между 1830 и 1890 годами наблюдается небольшой спад в среднем росте мужчин, а к 2000 году за ним следует прирост более 10 см (Komlos, 2001; Chanda et al., 2008). В Австралии наблюдался очень похожий подъем. Исследование 620 младенцев, родившихся в штате Огайо в период между 1930 и 2008 годами (the Fels Longitudinal Study), продемонстрировало, что большинство заметных отличий в росте приходится на первый год жизни (Johnson et al., 2012). Мальчики и девочки, родившиеся после 1970 года, были на 1,4 см длиннее и примерно на 450 г тяжелее, но в течение первого года жизни их рост был медленнее, чем у детей, родившихся до 1970 года («догоняющий вниз рост»).

Прибавки в росте в Китае были ненадолго прерваны крупнейшим в мире голодом (1959–1961), но рост молодежи в 16 крупных городах за период полвека между 1950 и 2005 годами показывает, что средний рост 18-летних увеличился с 166,6 до 173,4 см для мужчин и с 155,8 до 161,2 см для женщин, что означает прирост в 1,3 и 1,1 см/десятилетие (Ji and Chen, 2008). А в странах Африки южнее Сахары и в Южной Азии рост взрослых практически не изменился: минимальный прирост наблюдался в Индии и Нигерии, отсутствие прироста в Эфиопии, небольшой спад в Бангладеш, но в Индонезии с 1870-х годов мужчины стали на 6 см выше.

Сегодня пять стран с самыми высокими мужчинами – это Нидерланды, Бельгия, Эстония, Латвия и Дания, рейтинг стран с самыми высокими женщинами возглавляет Латвия, далее следуют Нидерланды, Эстония, Чешская Республика и Сербия, а самой высокой когортой в истории (средний рост более 182,5 см) являются голландские мужчины, родившиеся в последнюю четверть XX века. Разница в росте между самыми высокими и самыми низкими нациями в 1900 году составляла 19–20 см и, несмотря на значительные изменения в рейтинге стран, век спустя осталась такой же для женщин и увеличилась для мужчин. На сегодня мужчины с самым низким среднем ростом живут в Восточном Тиморе, Йемене (в обеих странах он составляет менее 160 см), Лаосе, Мадагаскаре и Малави, в то время как список стран, где живут самые низкорослые женщины, возглавляет Гватемала (менее 150 см), Филиппины, Бангладеш, Непал и Восточный Тимор (NCD Risk Factor Collaboration, 2016).

Уровень среднего потребления высококачественных животных белков является лучшим объяснением значительной разницы роста на протяжении всей истории. Более низкий рост населения стран Средиземноморья во времена Римской империи отражает ограниченное потребление мяса и свежих молочных продуктов, которые были доступны только группам с высокими доходами (Koepke and Baten, 2005). Длительный выпас скота был ограничен засушливым сезоном Средиземноморья, и во всех традиционных сельских хозяйствах низкие (и чрезвычайно неустойчивые) урожаи зерна и бобовых не позволяли выделять значительную часть зерна на откорм животных (имеющийся корм шел в основном рабочему скоту). В результате коровье молоко – один из лучших источников белка для человеческого роста и один из основных продуктов питания во многих странах северной Европы – в странах Средиземноморья потреблялось гораздо меньше.

Кепке и Бейтен (Koepke and Baten, 2008) исследовали связь между ростом и доступностью богатого белками молока и говядины, анализируя данные о более чем 2 млн костей животных в центрально-западной, северо-восточной Европе и Средиземноморье. Их индексы сельскохозяйственной специализации для этих трех регионов в течение I и II тысячелетий н. э. подтверждают, что доля костей скота была важным фактором, определяющим человеческий рост. Представители германских, кельтских и славянских народов Северной и Восточной Европы были выше населения Средиземноморья не по генетическим причинам, а благодаря более высокому и доступному для всех потреблению высокобелковой пищи (молоко, в отличие от мяса, было нелегко продать, и оно потреблялось на месте).

Ключевые движущие силы увеличения среднего роста в современном мире – это улучшенное питание (особенно возросшее потребление высококачественного животного белка в целом и молочных продуктов в частности) и уменьшившееся бремя детских и подростковых болезней. Влияние молочных продуктов на рост становится очевидным благодаря сравнению показателей в разных странах и получило количественное выражение с помощью метаанализа современных контролируемых исследований (de Beer, 2012). Наиболее вероятным результатом потребления молочных продуктов является 0,4 см дополнительного роста в год на 245 мл (в США объем чашки равен около 237 мл) ежедневного потребления. На национальном уровне эффект явно заметен благодаря расходящимся тенденциям в США и Нидерландах. Потребление молока в Америке оставалось стабильным в первой половине XX века и устойчиво сокращалось впоследствии, в то время как в Нидерландах потребление росло до 1960-х годов и, несмотря на последующее сокращение, по-прежнему превышает уровень США; голландцы, имевшие более низкий рост по сравнению с американцами до Второй мировой войны, превзошли их после 1950 года.

Возможно, существуют и другие важные переменные, объясняющие этот феномен. Пожалуй, самую интригующую предложили Берд и Блейзер (Beard and Blaser, 2002), предположившие, что значительную роль в увеличении среднего роста человека в XX веке играла микробная среда, окружающая человека. Ее изменения касаются как внешних, так и внутренних организмов (активно изучающегося сегодня человеческого микробиома), и особенно передачи Helicobacter pylori в детстве. Недавнее замедление этого долгосрочного роста (особенно среди более обеспеченных групп населения) указывает, что мы становимся все более свободными от специфических патогенов.

Изменение роста изучено гораздо подробнее, чем изменение массы тела. Изучение скелетов гоминин и первых людей породило две противоположные тенденции, хотя современная и практически универсальная тенденция, касающаяся массы тела, очевидна даже без исследований. Археологические свидетельства (полученные из регрессий размера головки бедра) говорят о заметном увеличении размера тела с появлением рода Homo около 2 млн лет назад (достигавшего от 55 до 70 кг), а в более высоких широтах примерно полмиллиона лет назад последовало дальнейшее увеличение массы тела гоминин (Ruff, 2002). Масса тела образцов Homo эпохи плейстоцена (достигавшая 90 кг) была в среднем примерно на 10 % больше, чем средние показатели для людей, живущих сегодня в тех же широтах. Сокращение массы тела началось около 50 000 лет назад, продолжалось в течение неолита и, несомненно, ассоциировалось с уменьшением селективного преимущества более тяжелого тела.

Ожирение

Очевидная современная тенденция заключается в переходе «от роста вверх к росту в ширину» (Staub and Rühli, 2013, 9). Имеются достаточные долгосрочные данные, демонстрирующие, как увеличивался вес населения целых стран, а также конкретных групп, таких как швейцарские новобранцы, игроки главной лиги бейсбола США или китайские девочки (Staub and Rühli, 2013; Onge et al., 2008; O’Dea and Eriksen, 2010), и этот процесс ускоряется с 1960-х годов в такой степени, что сегодня значительные доли этих групп страдают лишним весом и ожирением. Эти нежелательные тенденции лучше всего измерять не в единицах прироста абсолютной массы, а в изменении индекса массы тела (BMI), и этот коэффициент используется для измерения относительного ожирения среди представителей всех возрастов. Согласно классификации ВОЗ, люди, чей BMI превышает 25 кг/м², относятся к категории имеющих лишний вес, а те, чей BMI больше 30, считаются страдающими ожирением (WHO, 2000), но эти показатели могут не подходить для некоторых групп взрослого населения, для детей и подростков (Pietrobelli et al., 1998). Это важные вопросы, так как ожирение, традиционно возникавшее в зрелом и пожилом возрасте, становится крупной проблемой для подростков и даже детей.

Данные США явно показывают, что массовое ожирение является не новым типом заболевания, а последствием переедания и недостаточной двигательной активности. До конца 1970-х годов и то и другое оставалось без изменений, около трети американцев имели лишний вес, и около 13 % страдали ожирением. К 2000 году доля людей, имеющих лишний вес, оставалась устойчивой, но количество страдающих ожирением среди взрослых старше 20 лет увеличилось более чем вдвое и к 2010 году достигло 35,7 %, а доля людей с крайней степенью ожирения превысила 5 % (Ogden et al., 2012). Это означает, что к 2010 году трое из четырех американских мужчин (если быть точным, то 74 %) имели или лишний вес, или ожирение. Среди американских детей и подростков лишний вес имели почти столько же, сколько среди взрослых (один из трех), и 18,2 % страдали ожирением, причем этот процент возрастал почти до 23 % среди детей латиноамериканского происхождения и до 26 % среди чернокожих.

Неагрегированные статистические данные показывают, что с 1990 года ожирение среди взрослых возросло в каждом штате США. Самый высокий прирост веса отмечался среди взрослых с образованием ниже среднего, но затрагивал все социоэкономические группы. Прогрессия распространенности была линейной в период между 1990 и 2010 годами (с частотой прибавки в среднем 0,8 %/год и диапазоном 0,65–0,95 %/год), но с 2010 года темпы роста снизились.

S-образные траектории движутся к очень разным уровням асимптотического распространения: в Миссисипи он составляет около 35–36 %, а в Колорадо, где ожирение распространено меньше всего, – около 20 %. Национальные данные, охватывающие более длительные периоды (1960–2015), подтверждают этот вывод, и построенная на их основании логистическая кривая насыщается на уровне около 37,5 % (рис. 2.20). К сожалению, к 2015 году распространение ожирения среди взрослых в Луизиане, на сегодня находящейся на первом месте с более чем 36 %, по-прежнему увеличивается (The State of Obesity, 2017).

Рис. 2.20. Растущее распространение ожирения в США. Данные из (Ogden et al., 2012) и The State of Obesity (2017). Логистическая кривая имеет точку перегиба в 1993 году и асимптоту на уровне 37,5 % всего населения

В Великобритании ситуация с лишним весом обстоит почти так же плохо. Между 1993 и 2013 годами процент мужчин и женщин, страдающих ожирением, вырос почти в половину, и в 2013 году 67,1 % британских мужчин и 57,2 % женщин имели лишний вес или ожирение, что лишь немногим менее, чем в США (HSCIC, 2015). Быстрый экономический рост Китая после 1980 года – сделавший экономику страны крупнейшей в мире (в показателях паритета покупательной способности) и увеличивший среднесуточное потребление пищи на душу населения до уровня выше, чем в Японии (FAO, 2018), – привел к заметному увеличению числа детей и подростков, страдающих лишним весом и ожирением, со всего 4,4 % для когорты, рожденной в 1965 году, до 9,7 % к 1985 году и 15,9 % к 2000 году (Fu and Land, 2015).

Первый глобальный анализ тенденций BMI охватил данные за 28 лет (с 1980 по 2008 год) о взрослых 20 лет и старше из 199 стран и показал увеличение BMI у мужчин во всех странах, кроме восьми (среднемировое значение увеличилось с 0,4 кг/м²/десятилетие), а BMI у женщин рос немного быстрее, на 0,5 кг/м²/десятилетие (Finucane et al., 2011). Среднемировое стандартизированное значение достигло 23,8 кг/м² для мужчин и 24,1 кг/м² для женщин, причем самые высокие темпы роста отмечаются на островах Тихого океана (Науру, Тонга, Самоа, Палау), где превышает 30 кг/м², а мировые темпы распространения ожирения (9,8 %) увеличились более чем вдвое по сравнению с 1980 годом. В результате, по оценкам, в мире страдают ожирением 205 млн мужчин (самая высокая доля приходится на Северную Америку) и 297 млн женщин (самая высокая доля приходится на ЮАР). Японские женщины оказались единственным заметным исключением из глобального тренда роста BMI и распространения ожирения (Maruyama and Nakamura, 2015). У них не только ниже BMI, чем в других развитых странах, но для женщин в возрасте 25 лет он сократился с 21,8 в 1948 году до 20,4 кг/м² в 2010 году, в то время как BMI японских мужчин увеличился с 21,4 до 22,3 кг/м².

Наиболее тревожным компонентом этой глобальной эпидемии является раннее наступление ожирения, так как, приобретенное в детстве, оно, как правило, сохраняется во взрослом возрасте. В результате сегодня мы видим, что люди все чаще проводят длительные периоды жизни с лишним весом или ожирением. По оценкам Ходайи и Саиди (Khodaee and Saeidi, 2016), в 2013 году общемировое число детей младше пяти лет, имеющих лишний вес, превысило 42 млн. Согласно ВОЗ, общее число детей и подростков, страдающих ожирением, увеличилось в десять раз за сорок лет и к 2016 году составляло около 124 млн (7 %), и еще 213 млн детей и подростков имели лишний вес (WHO, 2017). По прогнозам ВОЗ, число детей, страдающих ожирением, превысит число недоедающих уже в 2022 году. Наиболее всестороннее национальное исследование, проводившееся в США, показало, что за период между 2011 и 2014 годами уровень ожирения среди детей и подростков в возрасте 2–19 лет составил 17 % (почти у 6 % – крайняя степень), а среди детей в возрасте от двух до пяти лет – почти 10 % (Ogden et al., 2016). Надежду внушает лишь то, что уровень ожирения у детей двух – пяти лет, возраставший до 2003–2004 года, затем начал медленно падать.

Последние тенденции человеческого роста крайне противоречивы. С одной стороны, отмечается чрезмерный рост, ухудшающий качество жизни и сокращающий продолжительность жизни, с другой – наблюдается недостаточный рост, препятствующий правильному развитию в детстве и уменьшающий вероятность реализации полного физического и умственного потенциала. Первый случай можно полностью предотвратить с помощью сочетания умеренности в еде (на эту тему существует огромное количество информации) и активной жизни (что требует не интенсивных упражнений, а повседневной физической деятельности). За исключением нескольких самых бедных стран Африки (где потребуется вмешательство иностранных государств), проблему отставания в росте и недостаточного питания детей можно эффективно решить за счет национальных ресурсов: проблема заключается не в нехватке продуктов, а в их доступности, которую можно значительно повысить путем ограниченного перераспределения и дополнительного питания, и эти шаги многократно окупятся, так как позволят избежать или минимизировать физические и умственные отклонения, связанные с недостаточным питанием в начале жизни.

На этом мы завершаем обзор природного роста на уровне организмов, и следующие две главы будут посвящены росту неодушевленных объектов. В главе 3 речь пойдет о долгосрочном прогрессе возможностей и эффективности преобразования энергии (применение которой является непременным условием любой сложной человеческой деятельности), а в главе 4 мы поговорим о росте артефактов, предметов, произведенных человеком, от простейших инструментов (рычагов, колес) до сложных машин, структур и инфраструктур. Как и в природе, лучшие образцы этих классов роста подчиняются различным функциям ограниченного роста, но качественный рост артефактов (их возросшая прочность, надежность, безопасность) имеет не меньшую важность, чем количественный прирост, отмечающий их растущую мощность и производительность.