本文发表在《大众科学》的前博客网络上,反映作者的观点,不一定代表《大众科学》的观点。
人类婴儿来到这个世界时完全依赖于照顾者来满足他们的每一个需求。尽管其他灵长类动物的新生儿也依赖于照顾者,但人类婴儿尤其无助,因为他们的大脑相对不发达。事实上,据一项估计,人类胎儿必须经历 18 到 21 个月的妊娠期,而不是通常的 9 个月,才能在神经和认知发育阶段达到与黑猩猩新生儿相当的水平。人类学家长期以来认为,骨盆的大小限制了人类的妊娠期长度。新的研究可能会挑战这一观点。
对于我们九个月的妊娠期和无助的新生儿的传统解释是,自然选择偏爱在胎儿发育的早期阶段分娩,以适应对大脑尺寸大和直立行走(人类血统的定义特征)的选择。在这种观点中,对双足行走的适应限制了产道的宽度,从而限制了可以通过它的婴儿的大小。因此,人类婴儿出生时,他们的大脑大小不到成人大脑大小的 30%,这样他们才能通过狭窄的通道。然后他们在子宫外继续发育,大脑大小在第一年几乎翻倍。
但是,当罗德岛大学的霍莉·M·邓斯沃思和她的同事们测试这种所谓的产科困境假说时,他们的发现与它的预测不符。例如,该假说预测,因为女性的骨盆比男性的骨盆更宽,所以走路和跑步对女性来说应该比对男性来说更费力。然而,研究人员报告说,大多数关于女性和男性的运动能量学和力学的研究发现,拥有更宽的骨盆并没有受到这样的惩罚。
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此外,该团队断言,为了容纳处于黑猩猩大脑发育阶段的婴儿——即大脑大小为成人大脑大小的 40%,或 640 立方厘米——骨盆入口(产道的顶部,这是最狭窄的部分)平均只需要扩大 3 厘米。今天,一些女性的骨盆入口有那么宽,而那些更大的尺寸对运动成本没有可测量的影响。研究人员认为,胎儿大脑的扩张不是受到骨盆尺寸的限制,而是人类骨盆的尺寸已经进化到可以容纳婴儿,而一些其他因素限制了新生儿的大小。
他们认为,另一个因素是母亲的代谢率。“妊娠给母亲带来了沉重的代谢负担(以消耗的卡路里来衡量),”邓斯沃思和她的合著者解释说。来自各种哺乳动物的数据表明,胎儿在必须离开子宫之前,其生长和能量消耗能力是有限的。一旦离开子宫,婴儿的生长速度就会减慢,从而使母亲能够承受。该团队在哈佛大学研究合著者彼得·T·埃里森先前提出的一个名为代谢交叉假说的想法的基础上,提出“母亲和胎儿的能量限制是人类和哺乳动物妊娠期长度和胎儿生长的主要决定因素。”大约九个月左右,人类胎儿的代谢需求威胁到超过母亲满足婴儿能量需求和自身能量需求的能力,因此她会分娩婴儿。
在他们即将发表在《美国国家科学院院刊》上的报告中,邓斯沃思和她的合作者得出结论:“如果人类生殖系统在相互竞争的需求之间构成难题,那么胎儿的能量需求和母亲的能量供应是竞争对手,而不是[大脑扩张]和双足行走。”
当我问特拉华大学古人类学家凯伦·罗森伯格(人类生育演化的专家)她对这项新工作的看法时,她称其“重要且有趣”。但她认为,“仅仅因为有一个代谢时刻适合生孩子,并不意味着骨盆在生育和双腿行走之间是一种权衡这一事实不存在。”
罗森伯格观察到,鉴于人类分娩有多困难,人们会认为如果骨盆可以在不影响运动的情况下变得更大,那么它就会变得更大——但事实并非如此。“我认为骨盆仍然适应于在相反方向上选择的功能,”她说。
罗森伯格还指出——我发现这一点特别引人入胜——作者提到了出生时机实际上优化了认知和运动神经元发育的可能性。她说,这个想法是瑞士动物学家阿道夫·波特曼在 20 世纪 60 年代首次提出的,值得进一步研究。“也许人类新生儿适应于吸收所有这些文化内容,也许早点出生可以让你做到这一点,”她若有所思地说。“如果你是一个文化动物,也许早点出生会更好。”值得思考。