
同為4歲的黑猩猩(左)、南方古猿“湯恩兒童”(中)和現代人顱骨愈合情況

人類從猿進化的過程中 , 除了直立行走,大腦的容積也在明顯增長
據華商報(張田勘):由于直立行走和智商增長 , 人類大腦的容積明顯增長,女性的分娩變得困難起來 。為了適應,女性增大了骨盆 , 胎兒大腦骨骼也適應環境產生了演變:胎兒的頭骨在出生前后并不完全愈合定型,以便在受到擠壓時能夠改變形狀,其中明顯的縫隙也稱為囟(xìn)門 。這是自然選擇影響的人類進化 。
人類的繁衍和演化是以后代的延續作為保證的 。但是,人類的生育卻一直為分娩所困擾 。一種分娩困境是進化所形成的,另一種則是今天的現實生活促成的分娩選擇而造成的分娩困境 。這兩種分娩困境的異同和交集可能會一直影響到人的演化 。
大腦進化與骨盆變大
由于直立行走,人類女性的分娩變得困難起來,因為胎兒要通過女性產道娩出是一件比較困難的事情 。這種困難主要在于,由于直立行走和飲食的改變,從非洲南方古猿進化到人的過程中,直立人的大腦的容積明顯增長 , 這既是人類智商增長的表現 , 也是從猿到人適應環境并進化的結果 。
【人類進化帶來的分娩困境】但是,大腦容積的變化顯然影響到胎兒的產出 。早期的直立人大腦容量有800毫升,晚期的直立人大腦容量已達到1200毫升,與現代人的大腦1350-1500毫升的容量相差不遠 。但是,這種腦容量的變化已經影響到女性分娩胎兒,因為女性的產道在以前只是適應于較小大腦容積的胎兒 。而且,直立行走也限制了人的骨盆的高度和寬度,對女性來說便造成了分娩的困難 。
那么,進化是如何解決這種產道與人的大腦容積日益增長的矛盾呢?
顯然,為了解決這個矛盾 , 需要有兩方面的改進,一是女性骨盆和產道的增大,二是胎兒大腦的變化 。第一個方面的改進從不斷發現的化石獲得了驗證 。2008年,美國的凱斯西保留地大學的辛普森等人在埃塞俄比亞找到并近乎完全地復原了一個直立人(距今180萬-20萬年的古人類)成年女性的骨盆,發現這個骨盆與現代人的骨盆差不多一樣大,而現代人女性的骨盆已經是進化到極致以適應胎兒的娩出 。新發現的直立人成年女性骨盆的形狀提示,直立人的嬰兒比先前認為的要大30%,而直立人的嬰兒在分娩前大腦的生長速度與人類的嬰兒相似,但其在產后大腦和身體的生長速度則處在黑猩猩與人類之間 。
也就是說,直立人當時已經進化出了較大的骨盆以適應人類日漸進化增大的大腦,尤其是在孕育較大腦袋的嬰兒時,可以讓有較大大腦容積的嬰兒從產道順利娩出 。因此 , 直立人較大骨盆的產生是與胎兒較大大腦的產生相互適應的,腦容量大的嬰兒導致直立人形成了女性較大的骨盆,同時,這種進化形態導致了今天現代人女性較大的骨盆 。
頭顱骨骼的適應性改變
為了適應直立行走和人類大腦增大而造成的分娩困難,只靠女性增大骨盆還是不夠的,還需要有另一種變化,這就是胎兒大腦骨骼的變化 。
人類適應環境的一種演化是 , 讓胎兒在出生前后的大腦具有伸縮性,這就能使胎兒在分娩時易于通過女性的產道,在出生后又可以再繼續生長 。這個進化最明顯的表現形式就是,胎兒的頭骨在出生前后并沒有完全愈合定型 , 受到擠壓時能夠改變形狀,而且這種情況可以持續到2周歲 。每個人的顱骨共有6塊骨頭組成,在出生時 , 每個人都在大腦的骨與骨之間留有縫隙,其中有兩個明顯的縫隙,也稱為囟門 。
囟門有前后兩個 。前囟門在頭頂前部,一般在2歲左右閉合;另一個稱后囟 , 在前囟之后,一般出生時就很小或已閉合,最晚在2-4個月時閉合 。
人出生時留有的囟門就是要讓大腦骨縫延遲愈合,目的是在自然生產時 , 胎兒經過產道可以讓頭顱壓縮一些,從而能順利經過產道娩出,在出生后,經過約2年左右的生長,又可以讓大腦充分發育增大,在適應大腦容積的擴充之后囟門再閉合 。因為,新生兒的腦容量僅為400毫升 , 成年之后可達1400毫升左右 。
因此,這是人類在進化中適應自然選擇而獲得的一舉兩得的舉措,既可以讓分娩比較順利地進行,又可以讓大腦容量在出生后增長較大,以超出其他動物的智慧而在進化中勝出,成為萬物之主 。
骨縫延遲愈合成為自然選擇
通過對人的近親黑猩猩、狒狒的比較可以發現 , 骨縫的愈合延遲現象早在300萬年前就出現在人類祖先身上了 。美國圣塔菲高級研究院的人類學家迪安·福爾克的研究團隊對大量的古人類化石、現代人、黑猩猩和狒狒的頭骨愈合情況進行研究后,在《美國科學院院刊》發表文章稱,靈長類如黑猩猩和狒狒的胎兒在出生后不久額縫就迅速愈合了,但是早期的南方古猿頭部卻已經有囟門了 。
他們發現,一個被稱為湯恩兒童的4歲齡南方古猿非洲種化石上保存了骨縫的印痕 。研究人員使用CT掃描技術,在電腦上建立了湯恩兒童的顱內虛擬圖像,以便重點考察大腦額縫的生長情況 。額縫也稱額中縫,將額骨分成左右兩部分 , 即前囟的雛形 。研究人員發現 , 湯恩兒童的額縫并沒有愈合,其腦容量為400毫升 。但它的大腦繼續發育的空間并不大,因為成年南方古猿腦量也僅為460毫升 。
這說明,從那時起,人類的祖先——非洲南方古猿就在開始直立行走的情況下讓胎兒大腦形成可以伸縮的骨縫結構以適應直立行走而形成的產道狹窄的分娩難題 。而且 , 至此以后,無論是湯恩兒童還是后來的人族成員,囟門都在2歲以后乳臼齒長出時才漸漸愈合 。但是 , 黑猩猩和狒狒胎兒在出生后不久就迅速愈合了 。
不過,這一研究所提出的問題是 , 為何在那個時候腦容量還非常有限的南方古猿和早期人類就有骨縫推遲愈合的現象呢?福爾克等人的解釋是,一旦古猿開始直立行走,生育就會變得困難起來 。盡管南方古猿的腦量比現代人小很多,但是仍然比黑猩猩多出22% 。因此從南方古猿時代起,骨縫推遲愈合已成為一種進化趨勢 。同時,盡管在當時南方古猿大腦容積沒有明顯增加,但大腦的額葉顯著加寬 , 有充分的證據表明,南方古猿大腦的額葉區域比今天的黑猩猩更寬闊 。南方古猿大腦整體形狀的改變已經對分娩造成困難,需要有一種方式來應對分娩困難 。所以 , 骨縫延遲愈合就成為一種選擇 。
此后,早期人族成員的大腦容量逐漸增加 , 頭骨延遲愈合又順理成章地為大腦留出了生長空間,于是,便成為今天現代人出生后大腦加速發育的一種模式 。
近年來剖腹產率呈直線上升趨勢,這種人為分娩選擇的增多,會不會與自然選擇一道也影響到人類的進化?
人為的分娩困境
中國在上世紀八九十年代剖腹產的比例不超過25% , 但近年來卻呈直線上升的趨勢,許多地方剖腹產率已接近或超過50% 。但是,世界衛生組織倡導的剖腹產率只是15% 。
50%以上的孕婦選擇剖腹產有多種原因,怕分娩過程中的疼痛,擔心產道分娩會使陰道擴大松弛而影響日后性生活,怕難產威脅母嬰安全 , 但主要還是怕疼痛 。雖然這種人為的選擇還不足以在進化上產生什么結果,但是 , 目前已經造成了一些后果 。分娩時有節律的子宮收縮,能使胎兒肺臟得到鍛煉,為出生后建立自主呼吸創造有利條件 。但是,如果不經過產道自然分娩,有可能造成嬰兒的一些疾病發病率增高 。研究表明,自然分娩的新生兒患呼吸困難綜合征者為0.2%,但剖腹產兒的發病率卻達4.7%,相差20倍之多 。同時,剖腹產出生的嬰兒,比自然分娩出生的嬰兒在生理機能(身長、體重、智能指數等)方面的發育速度要慢 。
自然分娩時,胎頭的娩出就像游泳抬頭出水時換氣一樣,這時一陣陣子宮收縮和相對抗的骨盆腔的阻力,可將胎內積貯在肺、鼻腔和口腔中的羊水及黏液擠出,能防止嬰兒首次呼吸時吸入這些液體 , 但剖腹產卻達不到這種結果 。
剖腹產的孩子由于沒經過產道的擠壓,缺少了生命自然孕育中必不可少的一道程序,因而缺乏必要的觸覺和本體感的學習,在未來的成長過程中會情緒敏感,注意力不夠集中,手腳拙笨 , 動作不太協調 。自然分娩的孩子由于有產道的擠壓,能自然而然地獲得本體感 , 在成長過程中動作靈敏、協調,注意力集中 , 情緒穩定,智商較高等 。剖腹產是一種人為的分娩選擇 。這種人為選擇當然無法與人類在數十萬年和數萬年進程中的自然選擇相提并論 , 但是,人為的選擇如果時間足夠長 , 是否會有如同自然選擇所產生的同樣效果呢?而且,未來人類的演化是自然選擇和人為選擇同時并舉 , 因此,也必然可能影響到人類的進化趨勢或方向 。
所以 , 盡管現在剖腹產這種人為選擇并不足以與自然選擇造成的分娩難題相提并論,但是 , 也不能不引起關注 。時間一長,諸如剖腹產這種人為選擇 , 也許會單獨或更可能與自然選擇一道影響到人類的進化 。
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