分娩痛苦和危險的真正原因
分娩可以是一個漫長而痛苦的過程。並可能導致死亡。據世界衛生組織估計，每天約有 830 名女性因懷孕和分娩過程中的併發症而死亡，這一統計數據實際上已經比 1990 年減少了 44%。
分娩的痛苦不言而喻（圖片來源：Blend Images/Alamy） "這個數字令人震驚，"在英國倫敦大學專門進行兒童營養研究的喬納森·韋爾斯 (Jonathan Wells) 表示，"哺乳類動物中的母親為了繁衍後代而付出如此高的代價，這實屬罕見。" 那麼，為什麼對人類而言，分娩如此危險？我們可以做出何種改善，來進一步降低死亡率？ 古人類學會直立行走，已經過去數百萬年了（圖片來源：Juan Manuel Borrero]/naturepl.com） 科學家們於 20 世紀中期首次開始思考人類分娩的問題。很快提出一種看似能夠解釋所發生現象的理論。他們說，問題始於我們進化譜系中的最早成員——古人類。 到目前為止，能夠發現的最古老的古人類化石距今約 700 萬年。他們屬於動物，與我們共同的特徵很少。但是有一點：一些研究人員認為，即使在這一早期階段，古人類已經依靠雙腿直立行走。 為了有效地利用雙腿來行走，古人類的骨骼必須要向一種新的形態變化，這當然會影響到骨盆。 大多數靈長類動物中，骨盆中的產道相對比較直。而在古人類中，產道很快開始顯現出截然不同的形態。臀部變得相對狹窄，產道變得不再那麼順直，逐漸演化為大小和形狀沿其長度而異的一個圓柱體。 因此從史前時期的早期起，古人類的嬰兒可能就必須要通過呈彎曲狀的產道。這使得分娩比以前艱難許多。 後面的事情變得更糟。 大多數古人類直立行走（圖片來源：P. Plailly/E. Daynes/Science Photo Library） 約兩百萬年前，我們的古人類祖先開始了又一次的改變。那些更像猿類的一些特徵逐漸消失了，如較矮小的身體、較長的臂以及腦容量較小。代之以與人類更近似的一些特徵，如較高的身體、較短的胳膊以及腦容量更大。 腦容量更大，這一個特徵對於女性古人類而言簡直就是一大噩耗。 腦容量大的成年人源於腦容量大的嬰兒，這可能從進化的角度有一點矛盾。一方面，對於女性古人類，必須保持狹窄的骨盆與狹窄的產道，以便有效地使用雙腿行走。但同時，她們所懷胎兒的頭部卻更大，更難適合狹窄的骨盆。 分娩變得令人非常痛苦，且可能導致死亡，當今亦是如此。 1960 年，人類學家舍伍德·沃什伯恩 (Sherwood Washburn) 將這一概念命名為：產科困境。現在經常被稱為"分娩困境"。科學家們認為它很好地解釋了人類分娩的問題。很多人仍這樣認為。 但有些人對這一標凖解釋並不滿意，這些人中就包括韋爾斯。在過去五年裏，韋爾斯和其他幾名研究人員開始深入研究分娩困境的經典案例。 他們認為沃什伯恩的想法過於簡單，因為各種其他因素也會引起分娩的問題。 許多女性在分娩期間借助於緩解疼痛的一些手段（圖片來源：Science Photo Library/Alamy） 當羅德島大學的霍利·鄧斯沃斯 (Holly Dunsworth) 還是一名研究生時，就被分娩困境問題所吸引。"我對這個問題很有興趣，我打算去尋找支持分娩困境的證據，"她說道，"但很快一切都轟然倒塌。" 問題出在沃什伯恩作出的預測。"在沃什伯恩撰寫文章時，他確實提出，在嬰兒發育的相對早期階段將其產下，這可以解決分娩困境，"韋爾斯表示。 回到人類腦容量開始變大的兩百萬年前。沃什伯恩似乎暗示人類找到了一種解決方案：即縮短人類懷孕的時間長度。基於這種假設，人類嬰兒的實際出生時間要被迫早於應出生的時間，因為此時他們相對更小一些，並且大腦較小、未充分發育。 沃什伯恩的解釋似乎合乎邏輯。任何抱著新生兒的人都可領會到他們的未充分發育和脆弱。標凖的觀點是，其他靈長類動物的懷孕時間更長，所以產下的嬰兒發育更完全且更成熟。 但是，鄧斯沃斯指出，這根本不是真的。 一些動物，比如這只常見的幼羚羊（大角斑羚屬），出生後即可直立行走（圖片來源：blickwinkel/Alamy） "我們孕育比想像中更大的嬰兒，且懷孕時間更長，"她說。 從絶對意義上說，人類懷孕時間很長。通常持續 38-40 周，而黑猩猩孕期為 32 周，大猩猩和猩猩約在懷孕 37 周後生產。 正如鄧斯沃斯及其同事在 2012 年的一篇論文中所解釋的，即使我們考慮體質差異對孕期時間做一些調整，上述情況仍然屬實。人類孕期比同等大小的猿類所需的孕期長 37 天。 這同樣適用於大腦。平均體重的女性分娩時嬰兒頭部的大小要大於我們所預期的靈長類動物的頭部。這意味著沃什伯恩對分娩困境的關鍵預測不正確。 沃什伯恩的理論同時存在其他問題。 男性（左）和女性（右）人類骨盆（圖片來源：Visuals Unlimited/naturepl.com） 分娩困境的核心假設是，人類骨盆（特別是女性骨盆）的尺寸和形狀高度受限於雙腿直立行走的習慣。畢竟，如果進化通過簡單地使女性臀部更寬、產道更大就能夠"解決"人類分娩的問題，那麼現在肯定已經是這樣了。 2015 年，馬薩諸塞州劍橋哈佛大學的安娜·沃倫 (Anna Warrener) 及其同事對該假設提出質疑。 研究人員收集了實驗室中步行和跑步的男性和女性志願者的代謝數據。較之臀部較窄的志願者，臀部較寬的志願者在步行和跑步方面的效率更低。至少純粹地從精力方面考慮，似乎沒有什麼可阻止人類進化成更寬的臀部，這將使分娩更容易。 加拿大不列顛哥倫比亞省維多利亞大學的海倫·古琦 (Helen Kurki) 說："分娩困境基本前提 - 骨盆小或狹窄最適合生物力學效率 - 可能不正確。" 古琦並未參與沃倫的研究，但其自己的研究已發現傳統分娩困境假說的更多問題。 分娩的痛苦不言而喻（圖片來源：Blend Images/Alamy） 如果女性骨盆確實嚴格由兩個相反的勢力來支配 - 為了步行，骨盆需窄一點，為了分娩，骨盆需寬一點 - 女性間的產道形狀差異應很小。通過自然選擇，骨盆應是"穩定"的。 在分析了數百具人類骨骼後，古琦在 2015 年報告中指出，產道在尺寸和形狀上非常具有可變性。這種變化甚至超出了人類手臂的大小和形狀的變化，而後者是一種已知的個體間存在差異的特徵。 "我認為研究結果讓我轉變了對分娩困境的態度，"古琦說。 沃什伯恩的光鮮說法似乎不像以前那樣令人滿意。一定還有其他原因。 鄧斯沃斯認為她在困惑中找到一個重要的缺失部分：能量。 "分娩結束時往往已經筋疲力盡，"自己也是一名母親的鄧斯沃斯說，"這種疲憊不堪在分娩後的數周和數月依然持續。他們在挑戰人類可能的可持續代謝率。必須在某一時刻結束。" 孕婦有時開玩笑說，她們孕育的胎兒感覺像一隻消耗能量的寄生蟲。從某種意義上說，確實是，其能量需求與日俱增。 特別是，人類的大腦對能量的需求似乎貪得無厭。從代謝角度，在子宮內孕育的那個小腦袋能夠將孕婦推至接近代謝邊緣。 鄧斯沃斯將這一想法稱為能量、生產和生長 (EGG) 假說。其提出分娩時間受支配於繼續養育 39 周以上胎兒的困難，而不是通過產道擠壓嬰兒的困難。 此 CT 掃描顯示了一個足月胎兒的大小（圖片來源：Cultura Creative RF/Alamy） 鄧斯沃斯認為人們太過糾結於嬰兒頭部大小和母親產道間的匹配。兩者能夠完美匹配只能是一種巧合，她指出，骨盆只會發育到其所需大小。原則上，進化能夠使骨盆更大 - 但這並不需要。 古琦大體上也持同樣的看法。"在大多數時候，產道足以讓嬰兒通過，"她說。 這是真的。但即便如此，再看看產婦死亡率數字：每天 830 人死亡。一些研究表明，在分娩過程沒有失去生命的女性中，出現非致死性但會導致生活習慣變化損傷的案例高達 40％。女性為分娩所付出的代價非常高昂。 韋爾斯同意這一觀點。"無法想像，這一問題在這麼長時間一直帶來如此大的負面影響。" 也許沒有。2012 年，韋爾斯及其同事探究了史前時期的分娩情況，得出一個令人驚訝的結論。在人類進化的進程中，分娩可能曾經更容易。 經發現，直立人的生產可能比我們更容易（圖片來源：Volker Steger/4 Million Years of Man/Science Photo Library） 研究史前時期的分娩是一個困難的學科。古人類骨盆化石非常罕見，而新生兒的頭骨化石則更為稀少。但從現有的少量證據來看，似乎一些早期人類（包括直立人和甚至一些尼安德特人）生育時相對容易。 事實上，韋爾斯及其同事懷疑，在人類這個物種中，分娩可能是一個相對較小的問題 - 至少開始時是這樣的。在早期靠狩獵及採集生存群體的中，人類遺骸中很少有新生兒骨骼，這可能暗示了新生兒的死亡率相對較低。 這種情況在幾千年前才發生改變。人們開始耕作，至少在一些地方，發現新生嬰兒骨骼成為考古記錄一個更常見的特徵。 如果在進入農耕階段的初期出現了新生兒死亡率上升，這幾乎肯定涉及幾大因素。 耕作再次改變我們的身體（圖片來源：Jose Antonio Penas/Science Photo Library） 例如，早期農民開始生活在相對密集的定居點，所以傳染性疾病可能成為了一個更大的問題。某個群落髮生傳染病時，新生兒往往最為脆弱。 但韋爾斯及其同事懷疑，向農業耕作的轉變也導致發育上的變化，這使得分娩更加困難。進入農耕文明的初期，嬰兒死亡率上升的部分原因可能是分娩期間死亡風險的增加。 比較早期農民與其更早期的狩獵及採集者祖先的骨骼時，考古學家發現這一顯著特徵。農民的身材明顯更加矮小，這可能是由於狩獵及採集階段，飲食中富含蛋白質；而農耕階段富含碳水化合物的飲食並不是特別有營養。 韋爾斯說，這對於研究分娩的人來說是一項具揭示性的觀察結果，因為有證據表明女性身高及其骨盆大小和形狀間有聯繫。一般來說，女性身材越矮小，其臀部越窄。換言之，向農業耕作的轉變幾乎肯定使分娩更具挑戰性。 除此之外，更常見於農耕文明的富含碳水化合物的飲食可導致發育中的胎兒生長得更大和更胖。這讓分娩更加艱難。 結合這兩大因素，約在 10,000 年前，人類分娩突然變得更困難（在幾百萬年前，可能相對容易）。 懷孕讓人相當疲憊（圖片來源：Blend Images/Alamy） 每當人類飲食出現營養不良，特別是如果這些飲食還含有大量的碳水化合物和糖，這會促進胎兒生長，那麼類似這樣的"農業革命效應"就會重現。 "我們可以做一個簡單的預測，即母親的營養狀況應該與當地孕產婦的死亡率和生育困難相關，"韋爾斯說。統計數據顯然遵循這種模式，表明改善營養可能是減少產婦死亡率的一種相當容易的方法。 鄧斯沃斯和古琦認為韋爾斯已在其工作中有了一些重大發現 - 這或許僅對具有適當營養和發育背景的研究人員才顯而易見。 "我很幸運，喬納森從人類健康的角度來描述這些複雜的問題，"鄧斯沃斯說，"而與此同時，我從人類進化的角度來探究問題。" 所以我們現在對人類分娩困難有了一個新的解釋。孕婦孕育嬰兒時身體會發生相應變化，直至嬰兒大到無法進行內部孕育。女性骨盆的大小已調整到剛好允許這種最大限度地為胎兒在其發育期間安全提供營養的尺寸。而過去幾千年的飲食變化破壞了這種良好的平衡，增加了分娩的風險 - 特別是對於飲食不良的母親。 然而，鄧斯沃斯所表達的不可能止於此。 雌性黑猩猩與其孫女（左）和兒子（圖片來源：Fiona Rogers/naturepl.com） 沃什伯恩的觀點在幾十年來被普遍接受，直到鄧斯沃斯、韋爾斯、古琦和其他人開始提出不同觀點。"如果 EGG 觀點很好但有失真實，怎麼辦？"鄧斯沃斯問，"我們必須不斷探索以及不斷收集證據。" 這正是其他研究人員正在做的事情。 例如，2015 年，奧地利康拉德·洛倫茨進化與認知研究所 (Klosterneuburg Konrad Lorenz Institute for Evolution and Cognition Research) 的芭芭拉·菲舍爾 (Barbara Fischer) 和維也納大學的菲利普·米特羅克 (Philipp Mitteroecker) 又一次探討了女性骨盆。 在他們看來，鄧斯沃斯的 EGG 假說 - 儘管令人信服 - 但實際上可被視為沃什伯恩理論的補充，而不是完全駁斥。鄧斯沃斯同意：她認為許多因素均涉及現代分娩的演變。 菲舍爾和米特羅克研究了女性頭部大小和骨盆大小之間是否存在任何相關性。頭的大小可以遺傳，至少在一定程度上是可遺傳的，因此如果頭更大，骨盆也將更寬，那麼女性將在分娩期間受益。 研究人員對 99 具骨骼的分析表明這種聯繫確實存在。他們得出結論，女性頭部大小和其骨盆尺寸必定以某種方式在基因層面聯繫起來。 "這不意味著[分娩問題]已解決，"菲舍爾說。但如果頭部大小和骨盆寬度間沒有聯繫，問題會更嚴重。 還有另一個複雜因素：女性的身體隨著年齡的增長而改變。 但分娩後逐漸成長的小生命非常可愛（圖片來源：Tetra Images/Alamy） 2016 年 5 月，由瑞士蘇黎世大學的瑪西亞·龐塞·德萊翁 (Marcia Ponce deLeón) 和克里斯托夫·佐裏科夫 (Christoph Zollikofer) 領導的一項研究調查研究了所有年齡段的 275 名男性和女性的骨盆數據。研究人員得出結論，骨盆在女性一生中的尺寸會發生改變。 其數據表明，女性骨盆呈現出一種更有利於其在二十幾歲分娩的形狀 - 此時，生育率達到高峰。然後一直保持至 40 歲，然後逐漸改變形狀，變得不適合分娩並凖備進入更年期。 科學家們指出這些變化使得分娩更容易一些。他們將該想法稱為"發展性分娩困境"(DOD)。 "DOD 假說為盆腔分娩維度的變化提供一種發展性解釋，"龐塞•德萊翁說。 如果所有這些進化壓力均對分娩起作用，那麼現在的分娩過程是否仍在改變和演變？ 由剖腹產出的嬰兒（圖片來源：Martin Valigursky/Alamy） 2016 年 12 月，菲舍爾和米特羅克因其解決該問題的理論文章成為新聞頭條。 早期研究表明，較大的嬰兒有更好的生存機會且出生時的大小至少具有一些遺傳性。因此，這些因素可能會推動女性骨盆容納嬰兒大小的限制，但若增加太多，可能會致命。 現在，許多嬰兒通過刨宮產的方式來到這個世界，這是一種手術，從母親的腹部取出嬰兒，沒有進入產道。菲舍爾和米特羅克建議，在刨宮產更常見的社會中，胎兒現在可以"過大"地生長，並仍具有合理的生存機會。 因此，理論上，在幾十年內，至少在世界某些地方，分娩過大而無法穿過骨盆的嬰兒數量可能會增加 10％ 或 20％。或者，以更加通俗易懂的話來說，這些社會中的人可能正在演變為孕育更大的嬰兒。 現在這只是一個想法，沒有確鑿證據表明這一切正在發生。但這是一個有趣的想法。 "我們要麼通過骨盆來到世界，要麼不是，"韋爾斯說，"如果我們通過骨盆來到世界，則骨盆非常重要。如果不是，骨盆研究本身也很有趣。" 在活產的發展進化過程中，至少在一定程度上，嬰兒必然受到產道大小的制約。但可能對於另外一些嬰兒而言，已經不復存在這種制約了。 請訪問 BBC Earth 閲讀 英文原文。