Біологія
Біологія

Адаптація людей до прямоходіння призвела до повороту плода при пологах

Група вчених з Австрії та Португалії з'ясувала, що складна форма родового каналу людей спричинена еволюційним пристосуванням для уможливлення народження дитини, забезпечення стійкості тазового дна та прямоходіння зі збереженням здоров'я спини. Зрештою відбір оптимальної форми тазу, яка відповідала би всім трьом вимогам, призвів до того, що при народженні голова та плечі плода вимушені робити повертання для успішного проходження складним родовим каналом. Дослідження опубліковане в журналі BMC Biology.

Wellcome Collection gallery / Wikimedia Commons

Wellcome Collection gallery / Wikimedia Commons

Що не так із родовим каналом людей?

Люди народжують дітей важче, ніж багато інших тварин, зокрема приматів. Вузький та дещо викривлений родовий канал, або пологові шляхи, призводить до того, що під час пологів дитина вимушена робити оберти голови та тіла, щоб поміститися в них. За структурними видозмінами виділяють три горизонтальні площини: вхідну, середню та вихідну. Родовий канал у вхідній площині, крізь який першим проходить плід, розширений по боках та має форму поперечно розташованого овалу. Голова плода зазвичай входить у нього повернутою в бік, але це оптимальна позиція для успішного народження. У середній площині родовий канал найвужчий і має округлу форму. Проходячи через нього, плід мусить повернути голову та плечі приблизно на 90 градусів, щоб пройти через канал, який у вихідній площині, на відміну від вхідної, видовжений у передньо-задньому напрямку. Процес народження ускладнюється ще й відносно великими розмірами самої голови плода у людей. Через це природні пологи супроводжуються високим ризиком травм та смерті як для дитини, так і для матері.

Площини входу, середини та виходу родового каналу людини із демонстрацією повороту голови, що здійснює плід під час проходження їх. Stansfield et al. / BMC Biology, 2021

Площини входу, середини та виходу родового каналу людини із демонстрацією повороту голови, що здійснює плід під час проходження їх. Stansfield et al. / BMC Biology, 2021

Схоже, ця проблема наявна лише у людей серед приматів. Найближчі наші родичі гомініди, до яких входять шимпанзе та горили, мають рівномірно овальну форму родових шляхів, які добре підлаштовані під розміри плода. Вважають, що звужений таз нам дістався для уможливлення ходіння на двох ногах, але дослідження вчених із Віденського університету та Університету Порто показує, що на еволюцію людських пологових шляхів вплинув і дещо інший аспект людського пересування.

Що досліджували науковці?

Вчені прагнули зрозуміти, що було таким вагомим рушієм еволюційних змін, які посприяли складній структурі порожнини тазу людини, всупереч тому, що це перешкоджає легкому народженню дітей. Вчені припустили, що річ у забезпеченні оптимальної за умови прямоходіння стабільності тазового дна — м'язів та сполучної тканини області промежини, які прикріплюються до кісток тазу; вони підтримують внутрішні органи та беруть участь у сечовипусканні й випорожненні. Більший діаметр виходу з тазу або його подібність із формою входу тазу, можливо, справді забезпечив би легші пологи, але водночас тазове дно сильніше деформувалося б і важче утримувало внутрішні органи та плід, загрожуючи їх вертикальному зміщенню.

Щоб перевірити свою гіпотезу, науковці побудували та застосували тривимірну модель тазового дна. На ній вони перевірили, як позначаються на властивостях тазового дна різні варіанти його форми, а також дослідили переваги й недоліки різної форми родового каналу.

Чим пояснили складність пологових шляхів жінок?

Моделювання вказує, що тазове дно найбільш вразливе до тиску з боку внутрішніх органів та плоду при вертикальній позиції, якщо його форма кругла або ж поперечно-овальна, як у входу родового каналу. Водночас поздовжньо-овальна форма, яка спостерігається у більшості жінок, навпаки, сприяє кращій стійкості тазового дна. Тож гіпотеза вчених про форму виходу тазу, яка диктується стабільністю тазового дна, підтвердилася.

Вивчення також вказало на можливі причини того, чому вхід пологових шляхів має поперечно-видовжену овальну форму. Прямоходіння людей вимагає для балансування викривлення хребта у поперековому відділі, він має назву поперекового лордозу. Але збільшення діаметру тазу у передньо-задній площині, яке забезпечило б глибший вхід тазу, призвів би до ще більшого вигину в спині. Утримання вертикального положення тіла за таких умов призводить до болю в спині, міжхребцевих кил, зміщення хребців та складності утримання рівноваги.

Зі збільшенням діаметру входу тазу в передньо-задній площині хребет сильніше вигинається, що ускладнює прямоходіння. Stansfield et al. / BMC Biology, 2021

Зі збільшенням діаметру входу тазу в передньо-задній площині хребет сильніше вигинається, що ускладнює прямоходіння. Stansfield et al. / BMC Biology, 2021

Таким чином, вчені вважають, що складна структура родового каналу зумовлена впливом одразу кількох різних факторів добору, які призвели до оптимального компромісу в будові. Так, на відбір впливали забезпечення успішного дітонародження, необхідність стабільності тазового дна та прямоходіння. Хоча більше видовження виходу тазу в передньо-задній площині посприяло б кращій підтримці тазового дна, воно ще більше ускладнило б проходження дитини родовим каналом. Водночас передньо-задня видовженість входу тазу усунула би необхідність повороту голови плода, але разом із тим стала би перешкодою для прямоходіння. Отже, різні вимоги до входу та виходу тазу призвели до форми родового каналу, який вимагає поворотів при його проходженні.