Warum muss Geburt so schwierig sein?

Quelle: Original Cartoon von Alex Martin

Die Geburt eines Menschen ist weitaus schwieriger als die anderer Primaten. Im Jahr 1960 schlug der Anthropologe Sherwood Washburn eine allgemein akzeptierte Erklärung für den engen Druck vor, den ein Baby beim Durchschreiten des Geburtskanals erfährt:

Beim Menschen verringerte die Anpassung an die zweifüßige Fortbewegung die Größe des knöchernen Geburtskanals, während gleichzeitig die Erfordernisse des Werkzeuggebrauchs für größere Gehirne ausgewählt wurden. Dieses Geburtsdilemma wurde durch die Geburt des Fötus in einem viel früheren Entwicklungsstadium gelöst.

Washburn rief daher einen Kompromiss zwischen Anpassungen für aufrechtes Gehen und Entwicklung eines großen Gehirns hervor. Aber die Geburt in "viel früherem Stadium" trifft nur auf das Gehirn zu: Bei den Menschenaffen (Orang-Utans, Gorillas, Schimpansen) ist das Gehirn des Neugeborenen schon halb so groß wie bei Erwachsenen, beim Menschen ist es kaum mehr als ein Viertel. Ich kam 1983 zu dem Schluss, dass bei Menschen nach der Geburt mehr Hirnwachstum stattfindet, weil der Geburtskanal die Gehirngröße des Neugeborenen einschränkt. Wie der Anatom Vyvyan Howard 1981 kurz und bündig feststellte: "Der Fötuskopf kann durch die Geburt früher durch das Becken der Mutter gehen und sich dann in der postnatalen Periode weiterentwickeln." Allerdings sind menschliche Neugeborene trotz ähnlicher Schwangerschaftslänge fast doppelt so groß wie die der Menschenaffen, so ist das fetale Gesamtwachstum bei Menschen tatsächlich größer und das Gehirn ist bei der Geburt größer.

Gewundene Passage durch das Becken

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Der Geburtskanal Im Becken einer Frau ist verwickelt. Sein Einlass ist von Seite zu Seite am breitesten, während sein Auslass von hinten nach vorne am größten ist. Karen Rosenberg zeigte 1992, dass eine sichere Passage des Neugeborenen durch das Becken eine zweiphasige Drehsequenz erfordert. Wenn der Kopf des Kindes in den Einlass eintritt, ist es bereits so gedreht, dass seine lange Achse von Seite zu Seite und nicht von hinten nach vorne ausgerichtet ist, wie es bei anderen Primaten typisch ist. Der Kopf des Babys dreht sich weiter durch das Becken und dreht sich dann weiter, um der längeren Front-zu-Rückseite-Achse des Auslasses zu entsprechen. So steht das Neugeborene typischerweise beim Entstehen dem Rücken der Mutter gegenüber. Andere Primaten haben normalerweise keine Rotation und das Baby läuft mit dem Kopf nach vorne durch das Becken. In der Tat ist es nicht nur der große Kopf des menschlichen Neugeborenen, der die Geburt herausfordert. Seine Schultern sind im Vergleich zum Geburtskanal auch ziemlich breit, so dass zusätzliches Jonglieren erforderlich ist, um ein Verklemmen zu vermeiden.

Der Kopf des Säuglings dringt in den Geburtskanal ein (links) und die männlichen / weiblichen Unterschiede in der Beckenform zwischen (Mitte und rechts). Bei Frauen. Beckenform ist angepasst, um die Größe des Kanals zu maximieren und Hindernisse zu minimieren.

Quelle: Birth canal image aus dem Internet Archive Book Images [ohne Einschränkungen] und Henry Vandyke Carter [Public domain], beide über Wikimedia Commons.

Eine alternative Interpretation

Eine 2012 erschienene Arbeit von Holly Dunsworth und Kollegen stellte die lange akzeptierte Hypothese des Geburtshil- fe-Dilemmas in Frage und schlug stattdessen vor, dass eine Obergrenze für den Energieumsatz der Mutter die primäre Einschränkung für die Schwangerschaftsdauer und den Neugeborenenstatus darstellt. Ihre alternative Hypothese "Energetik der Schwangerschaft und des Wachstums" schlägt vor, dass die Geburt des Menschen stattfindet, wenn der Energieumsatz der Mutter das höchstmögliche Niveau erreicht. Diese Interpretation wird durch eine graphische Darstellung der Energiekosten der menschlichen Mutter während der Schwangerschaft und nach der Geburt gestützt (hauptsächlich unter Verwendung von Daten aus einem 2005 erschienenen Artikel von Nancy Butte und Janet King). Aber das zeigt nur, dass die mütterlichen Energiekosten zum Zeitpunkt der Geburt ein theoretisches Maximum erreichen; es zeigt nicht direkt einen kausalen Zusammenhang. (Siehe meine 12. Juli 2013 Post The Stork-and-Baby Trap , diskutieren die entscheidende Unterscheidung zwischen Korrelation und Verursachung.)

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Dowsworth und seine Kollegen lieferten sicherlich eine interessante neue Perspektive auf das menschliche Geburtstiming und deckten mehrere Aspekte ab, die über den Rahmen dieses Kommentars hinausgehen. Ihr Hinweis auf den Energieumsatz der Mutter ist unbestreitbar wertvoll, aber – wie Pat Shipman in einem nachdenklichen Kommentar aus dem Jahr 2013 bemerkte – schließen sich die geburtshilflichen und energetischen Hypothesen nicht gegenseitig aus. Begleitende Medienkommentare deuteten leider darauf hin, dass die entscheidende Bedeutung des Beckenzwanges für die Geburt des Menschen "widerlegt" wurde. Wie Shipman zu Recht bemerkte: "Die geburtshilfliche Hypothese ist nicht verstorben; es steht einfach in Frage. "

Darstellung einer Normalverteilung ("Glockenkurve"), die Frequenzen linearer Dimensionen darstellt.

Quelle: Eigene Illustration des Autors.

Natürliche Selektion aufgrund des Beckenrands

In einer wenig bekannten Veröffentlichung, die 1981 veröffentlicht wurde, lieferte Vyvyan Howard überzeugende Beweise für einen Beckenzwang bei der Geburt des Menschen und führte das Konzept des "genetischen Beschneidens" ein. Als allgemeine Regel in der Biologie entsprechen lineare Dimensionen wie Körperhöhen bei Männern einer "Glockenkurve" (Normalverteilung) mit einer zentralen Spitze, die dem Mittelwert entspricht, und einer symmetrischen Abnahme der Frequenzen auf jeder Seite. Howard schlug vor, dass die Selektion gegen große oder kleine Dimensionen zur Kürzung einer Normalverteilung führen könnte, was zu einer negativen oder positiven Verzerrung führen würde. Wie er zeigte, liefern die Dimensionen der Vogeleier, die nach der Formung inkompressibel sind und dann einen schmalen Abschnitt des Eileiters passieren müssen, eine interessante Illustration. Die Hawaiianische Gans hat das höchste Ei-zu-Körper-Gewichts-Verhältnis unter Gänsen, und die Ei-Bindung ist eine häufige Todesursache in der Nachzucht gewesen. Der Ei-Durchmesser (kritisch für die Passage durch den Eileiter) zeigt eine negative Neigung, die das Beschneiden von größeren Eizellen widerspiegelt. Im Gegensatz dazu ist die Eilänge sowohl variabler als auch symmetrischer verteilt.

Abgeschnittene Verteilungen für die Kopfbreite des Neugeborenen (links) und den Durchmesser des Beckenkanals (rechts); Rohdaten in Blau, theoretische Anpassung in Rot. Die Größen der fetalen Köpfe wurden einige Wochen vor der Geburt mittels Ultraschall gemessen, bevor sie in das Becken eintraten und sich neu formten. (Nach Howard 1981.)

Quelle: Figur nach Howard (1981)

Mit dem gleichen Ansatz zur Mechanik der menschlichen Geburt fand Howard, wie erwartet, dass die Verteilung für die Kopfgröße des Neugeborenen am oberen Ende abgeschnitten war, wohingegen die Größe des Beckenkanals am unteren Ende kontrastiert war. Dies zeigt deutlich, dass die natürliche Selektion durch gestörte Wehen – in der Regel tödlich ohne medizinische Intervention – beschnittene Frequenzen von großen neugeborenen Köpfen und kleinen Beckenkanälen. Tatsächlich zeigen die Verteilungen für die Dauer der menschlichen Schwangerschaft auch eine Verkürzung höherer Werte.

Trunkierte Verteilung für Schwangerschaftsdauern, abgeleitet aus der Basaltemperatur (nach Döring 1962).

Quelle: Histogramm basierend auf Daten von Döring (1962)

Dies ist beispielsweise der Fall bei einem Artikel von Gerd Döring aus dem Jahr 1962, der die Empfängniszeiten für fast 400 Schwangerschaften aus der Basaltemperatur schätzte. Längere Schwangerschaften führen im Allgemeinen zu größeren Neugeborenen mit größeren Gehirnen, daher sollte die natürliche Selektion dazu neigen, sie zu eliminieren. Beachten Sie jedoch, dass in diesem Fall auch eine Verkürzung höherer Werte mit der Hypothese der metabolischen Constraints zu erwarten wäre.

Die Evolutionsbiologen Barbara Fischer und Phillipp Mitteroecker lieferten kürzlich ergänzende Beweise aus einer Analyse der Beziehungen zwischen der Form, der Statur und der Kopfgröße des menschlichen Beckens. Analysen von Daten von mehreren Landmarken ergaben eine bisher nicht erkannte Beziehung: Großköpfige Frauen, die eher Neugeborene mit großen Köpfen zur Welt bringen, haben eine Form des Beckenkanals, die eine leichtere Passage bei der Geburt ermöglicht. Es wurde auch gefunden, dass Frauen von kleiner Statur, die im Allgemeinen ein größeres Risiko für eine Diskrepanz zwischen den Kopf- und Beckenabmessungen des Neugeborenen haben, einen runderen Einlass haben, was in ähnlicher Weise die Geburt erleichtert.

Warum treibt die menschliche Geburt die Grenzen?

Wie Fischer und Mitteroecker anmerkten, ist es rätselhaft, dass die evolutionäre Veränderung das signifikante Sterblichkeitsrisiko von Frauen bei der Geburt nicht verringert hat. Auch ohne Veränderungen im Becken könnten die Herausforderungen der menschlichen Geburt zum Beispiel durch eine geringfügige Reduzierung der Schwangerschaftsdauer oder durch eine andere Anpassung, die das Neugeborene verkleinert, radikal verringert werden. Warum treibt die Geburt offensichtlich die Grenzen sowohl für die Beckendimension als auch für den mütterlichen Energieumsatz? Tatsächlich deuten die verfügbaren Beweise darauf hin, dass die Entwicklung im Mutterleib so weit wie möglich über die Entwicklung des gesäugten Säuglings nach der Geburt begünstigt ist. Vielleicht ist es einfach effizienter, Nährstoffe direkt über die Plazenta zu übertragen, anstatt sie zuerst in Milch umzuwandeln, die der Säugling verdauen muss. Die Auswahl kann auch die Zeit in der Gebärmutter maximieren, da sie Schutz und Umweltstabilität bietet. Was auch immer der Grund ist, die menschliche Geburt tritt eindeutig an einem Punkt auf, an dem das Baby den Becken- kanal gerade passiert. Als dieses Papier 2012 veröffentlicht wurde, zitierte ScienceDaily Dumsworth mit den Worten: "Die Energie der Mutter ist die primäre evolutionäre Einschränkung, nicht die Hüften". Aber es scheint viel wahrscheinlicher, dass das Becken den Zeitpunkt der Geburt einschränkt, während der Energieumsatz der Mutter lediglich angepasst wurde, wenn die Geburt näher rückt.

Verweise

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

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Dwsworth, HM, Warrener, AG, Deacon, T., Ellison, P. & Pontzer, H. (2012) Metabolische Hypothese für die menschliche Altricialität. Proceedings der Nationalen Akademie der Wissenschaften USA 109 : 15212-15216.

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Fischer, B. & Mitteroecker, P. (2015) Die Kovariation zwischen menschlicher Beckenform, Statur und Kopfgröße lindert das Geburtsdilemma. Proceedings der Nationalen Akademie der Wissenschaften USA 112 : 5655-5660.

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Martin, RD 1983. Evolution des menschlichen Gehirns in einem ökologischen Kontext (52. James Arthur Vortrag über die Evolution des menschlichen Gehirns) . Amerikanisches Museum für Naturgeschichte, New York.

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Rosenberg, KR & Trevathan, WR (2001) Die Evolution der menschlichen Geburt. Scientific American 285 (5) : 72-77.

Shipman, P. (2013) Warum ist menschliche Geburt so schmerzhaft? Babys haben ist nicht einfach – und die Standard-Erklärung kann falsch sein. Amerikanischer Wissenschaftler 101 : 426-429.

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