Почему роды должны быть настолько сложными?

Источник: Оригинальный мультфильм от Alex Martin

Рождение человека гораздо сложнее, чем у других приматов. В 1960 году антрополог Шервуд Уошберн предложил широко распространенное объяснение того, что ребенок испытывает трудности с прохождением через родовой канал:

В адаптации человека к двуногим локомоциям уменьшался размер костного родоначальника в то же время, когда острота использования инструмента была выбрана для более крупных мозгов. Эта акушерская дилемма была решена путем доставки плода на гораздо более ранней стадии развития.

Таким образом, Уошбурн использовал компромисс между адаптациями для вертикальной ходьбы и развития большого мозга. Но рождение на «гораздо более ранней стадии» справедливо только для мозга: у великих обезьян (орангутанов, горилл, шимпанзе) мозг новорожденного уже примерно вдвое больше, чем у взрослых, тогда как у людей он составляет чуть больше четверти. В заключение в 1983 году я пришел к выводу, что после рождения у людей происходит рост мозга, потому что родовой канал ограничивает размер мозга новорожденного. Как анатомист Вивьян Говард кратко заявил в 1981 году: «Будучи рожденным ранее, головка плода … может проходить через таз материнства, а затем продолжать развиваться в постнатальном периоде». Однако, несмотря на аналогичную продолжительность беременности, новорожденные человека почти вдвое больше, чем те из великих обезьян, поэтому общий рост плода на самом деле больше у людей, а мозг больше при рождении.

Чрезвычайный проход через таз

• 3 Навыки, которые сделают ваше резюме поп
• Радость осознанного, асинхронного секса
• Неврологические различия у курящих мужчин и женщин
• «Ты хочешь, чтобы я лизал что ?!»
• Мозг собаки настроен на то, чтобы любить людей?

Родовой канал В женском тазу свернуто. Его вход является самым широким из стороны в сторону, в то время как его выход является самым большим от спины к фронту. Карен Розенберг показал в 1992 году, что для безопасного прохождения новорожденного через таз требуется двухфазная последовательность поворота. Когда головка младенца входит в вход, она уже вращается так, что ее длинная ось ориентирована бок о бок, а не спина к фронту, как это характерно для других приматов. Пройдя через таз, голова ребенка затем поворачивается дальше, чтобы соответствовать более длинной передней части оси выхода. Таким образом, новорожденный обычно сталкивается с возвращением матери к появлению. Другим приматам обычно не хватает вращения, и ребенок проходит через таз, обращая голову вперед. На самом деле, не только крупная голова человека-новорожденного рождает сложные проблемы. Его плечи также довольно широки по сравнению с родовым каналом, поэтому требуется дополнительное жонглирование, чтобы избежать заклинивания.

Голова младенца, входящая в родовой канал (слева) и связанные мужские / женские различия в форме таза между (центром и справа). У женщин. тазовая форма приспособлена для максимального увеличения размера канала и минимизации препятствий.

Источник: изображение канала рождения из интернет-архивных книжных изображений [без ограничений] и Генри Вандике Картер [Public domain], как через Викискладе.

Альтернативная интерпретация

В статье 2012 года Холли Дансворт и его коллеги бросили вызов давно принятой гипотезе акушерской дилеммы, предполагая вместо этого, что верхний предел энергетического оборота матери является основным ограничением продолжительности беременности и состояния новорожденных. Их альтернативная гипотеза «энергетика-гестация и рост» предполагает, что рождение человека происходит, когда энергетический оборот матери достигает максимального устойчивого уровня. Эта интерпретация подтверждается графическим представлением энергетических затрат матери-матери во время беременности и после рождения (в основном, используя данные из документа 2005 года Нэнси Бьютт и Джанет Кинг). Но это только показывает, что материальные затраты на энергию приближаются к теоретическому максимуму на момент рождения; он прямо не выявляет причинно-следственную связь. (См. Мое сообщение от лорда «Сторк и младенец» от 12 июля 2013 года, в котором обсуждается важное различие между корреляцией и причинностью).

• Секреты запаха
• Эффекты травмы не требуют особых воспоминаний
• Стареющая скважина
• Лечение непищевой терапии для хронической боли
• Узнайте, как сделать большую часть вашего новогоднего постановления!

Дансуорт и его коллеги, безусловно, представили интересную новую перспективу в отношении сроков рождения людей, охватывая несколько аспектов, выходящих за рамки этого комментария. Их ссылка на оборот энергии матери, несомненно, ценная, но – как Пэт Шипман отметил вдумчивые 2013 комментариев – акушерские и энергетические гипотезы не являются взаимоисключающими. Сопровождающие комментарии СМИ, к сожалению, предположили, что решающее значение тазового ограничения в рождении человека было «опровергнуто». Как справедливо заметил Шипман: «Акушерская гипотеза не исчезает; это просто под вопросом ».

Иллюстрация нормального распределения («колоколообразная кривая»), изображающая частоты линейных размеров.

Источник: авторская иллюстрация.

Естественный отбор из-за тазового ограничения

В малоизвестной статье, опубликованной в 1981 году, Вывьян Говард убедительно доказал наличие тазового ограничения в рождении человека, введя понятие «генетическая обрезка». Как правило, в биологии линейные размеры, такие как высоты тела у мужчин, соответствуют «колоколообразной кривой» (нормальное распределение) с центральным пиком, соответствующим среднему значению, и симметричному уменьшению частот с обеих сторон. Говард предложил, чтобы отбор против больших или малых размеров мог привести к усечению нормального распределения, что привело к отрицательному или положительному перекосу. Как он показал, размеры яиц птиц, которые несжимаемы после образования и затем проходят через узкий участок яйцевода, представляют интересную иллюстрацию. Гавайский гусь имеет самое высокое соотношение между яйцом и телом среди гусей, а связывание с яйцами является распространенной причиной смерти в неволе. Диаметр яйца (критический для прохода через яйцевод) показывает отрицательный перекос, отражающий обрезку больших размеров яиц. Напротив, длина яйца является более изменчивой и более симметричной.

Усеченные распределения для ширины головы новорожденных (слева) и диаметра тазового канала (справа); сырые данные в синем, теоретические подходят в красный цвет. Размеры головного мозга плода измеряли с помощью ультразвука за несколько недель до рождения, прежде чем войти в таз и подвергнуться ремодулированию. (После Говарда, 1981.)

Источник: Рисунок, перерисованный из Говарда (1981)

Применяя тот же подход к механике рождения человека, Говард обнаружил, что, как и ожидалось, распределение в головном размере новорожденного было усечено в верхнем конце, тогда как размер тазового канала был контрастно усечен в нижнем конце. Это ясно указывает на то, что естественный отбор через затрудненный труд – обычно смертельный без медицинского вмешательства – обрезанные частоты крупных новорожденных голов и малых тазовых каналов. Фактически, распределения для продолжительности жизни человека также показывают усечение более высоких значений.

Усеченное распределение по продолжительности беременности было установлено с использованием базальной температуры тела (после Döring 1962).

Источник: гистограмма по данным Дёринга (1962)

Это, например, случай с бумагой 1962 года Гердом Дёрингом, которая оценила время зачатия почти 400 беременностей от основной температуры тела. Более длительная беременность обычно приводит к увеличению числа новорожденных с большим мозгом, поэтому естественный отбор должен стремиться их устранить. Обратите внимание, однако, что в этом случае усечение более высоких значений также ожидается с гипотезой об ограничении метаболизма.

Эволюционные биологи Барбара Фишер и Филипп Миттерокер недавно представили дополнительные доказательства из анализа отношений между формой, ростом и размером головы таза. Анализ данных с нескольких ориентиров выявил ранее непризнанные отношения: женщины с крупными головами, которые с большей вероятностью рожают новорожденных с большими головами, имеют форму тазового канала, что позволяет легче проходить при рождении. Было также обнаружено, что женщины с небольшим ростом, которые обычно подвергаются большему риску несоответствия между головой новорожденного и тазовыми размерами, имеют круглый вход, аналогично облегчая рождение.

Почему рождение человека ограничивает пределы?

Как заметил Фишер и Миттерокер, недоумение в том, что эволюционные изменения не привели к значительному риску смертности, с которым женщины сталкиваются при родах. Даже без изменений в области таза проблемы рождаемости человека могут быть, например, радикально уменьшены незначительным сокращением продолжительности беременности или некоторой другой адаптацией, уменьшающей размер новорожденного. Почему роды, очевидно, подталкивают ограничения как для размеров таза, так и для материнского оборота энергии? Фактически, имеющиеся данные свидетельствуют о том, что развитие в утробе матери благоприятно зависит от развития грудного младенца после рождения. Возможно, более эффективно переносить питательные вещества непосредственно через плаценту, вместо того, чтобы сначала превращать их в молоко, которое ребенок должен переваривать. Выбор также может максимизировать время в матке, поскольку он обеспечивает защиту и устойчивость окружающей среды. Какова бы ни была причина, рождение человека явно происходит в точке, где ребенок будет просто проходить через тазовый канал. Когда была опубликована статья 2012 года, ScienceDaily цитирует Дансуорта, говоря: «Энергия мамы является основным эволюционным ограничением, а не бедрами». Но представляется гораздо более вероятным, что таз ограничивает сроки рождения, тогда как энергетический оборот матери просто адаптируется к пику при приближении к рождению.

Рекомендации

Döring, GK (1962) Über die Tragzeit post ovulationem. Geburtshilfe & Frauenheilkunde 22 : 1191-1194.

Dunsworth, HM & Eccleston, L. (2015) Эволюция трудных родов и беспомощных новорожденных гомининов. Ежегодный обзор антропологии 44 : 55-69.

Dunsworth, HM, Warrener, AG, Deacon, T., Ellison, P. & Pontzer, H. (2012) Метаболическая гипотеза для человеческой альтиричности. Труды Национальной академии наук США 109 : 15212-15216.

Butte, NF & King, JC (2005) Потребности в энергии во время беременности и лактации. Пищевая ценность для здоровья 8 (7A) : 1010-1027.

Fischer, B. & Mitteroecker, P. (2015). Ковариация между формой, ростом и размером головы таза человека облегчает акушерскую дилемму. Труды Национальной академии наук США 112 : 5655-5660.

Howard, CV (1981) Экспериментальная и теоретическая оценка распределения размеров: их эволюция и феномен «генетической обрезки». Stereologica Iugoslavica 3, Suppl. 1 : 79-88.

Martin, RD 1983. Эволюция мозга человека в экологическом контексте (52-я лекция Джеймса Артура по эволюции человеческого мозга) . Американский музей естественной истории, Нью-Йорк.

Rosenberg, KR (1992) Эволюция современных родов человека. Y научная книга по физической антропологии 35 : 89-124.

Rosenberg, KR & Trevathan, WR (1996) Бипедализм и рождение человека: возобновилась акушерская дилемма. Эволюционная антропология 4 : 161-168.

Rosenberg, KR & Trevathan, WR (2001) Эволюция рождения человека. Scientific American 285 (5) : 72-77.

Shipman, P. (2013) Почему человеческие роды настолько болезненны? Наличие младенцев непросто – и стандартное объяснение может быть неправильным. Американский ученый 101 : 426-429.

Washburn, SL (1960) Инструменты и эволюция человека. Scientific American 203 (3) : 3-15.