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为什么人类有一条扭曲的产道

令狐芬璐
导读相对狭窄的人类产道可能是其分娩能力、支撑内脏和直立行走的能力之间的妥协进化而来的。但不仅产道的大小,其复杂的扭曲形状也是一个进化难

相对狭窄的人类产道可能是其分娩能力、支撑内脏和直立行走的能力之间的“妥协”进化而来的。但不仅产道的大小,其复杂的“扭曲”形状也是一个进化难题。维也纳大学的KatyaStansfield和她的合著者在BMCBiology上发表了一项研究,为人类产道进化成具有这种复杂形状的原因提供了新的见解。他们认为下产道的纵向椭圆形有利于骨盆底肌肉的稳定性。

在大多数女性中,产道的上部或入口呈圆形或横向(从左到右)椭圆形,这被认为是分娩的理想选择,但不知道为什么产道下部有明显的纵向(前后)椭圆形。这种扭曲的形状通常需要婴儿在通过狭窄的产道时旋转,这进一步增加了分娩并发症的风险。

与人类相比,猿类的出生模式相对容易,由于产道入口和出口的纵向椭圆形,不需要婴儿旋转。生物力学专家KatyaStansfield说:“对于分娩来说,在我们这个物种中也有一个形状一致的产道会容易得多。”相反,扭曲的人体形状需要复杂的旋转分娩机制:婴儿需要旋转以使其头部的最长尺寸与产道每个平面的最宽尺寸对齐。错位会导致难产,并给母亲和婴儿带来健康风险。

来自维也纳大学、克洛斯特新堡KonradLorenz进化与认知研究所和波尔图大学的进化生物学家和工程师的研究小组假设骨盆底肌肉的支持功能,这些肌肉悬挂在下骨盆上,也在性功能和节制方面发挥重要作用,可能影响了产道形状的演变。该团队对盆底进行了广泛的生物力学建模,发现最大的变形、应力和应变发生在圆形或横向椭圆形的盆底,而纵向椭圆形伸长增加了盆底稳定性。“我们的结果表明,纵向椭圆形的下产道就稳定性而言是有益的,”KatyaStansfield说。“然而,这一结果促使我们问为什么人类的骨盆入口也没有纵向拉长,”进化生物学家BarbaraFischer解释道。

传统上,假设人类骨盆的横向尺寸受到直立运动效率的限制。“我们认为骨盆入口的横向伸长是由于平衡直立姿势对人类前后直径的限制,而不是由于双足运动的效率,”菲利普米特罗克说,他是也参与了这项研究。纵向更深的入口需要更大的骨盆倾斜度和腰椎前凸度,这会损害脊柱健康和直立姿势的稳定性。骨盆入口和出口的这些不同要求可能导致了扭曲的产道的演变,要求人类婴儿在出生时旋转。