為什麼人類會生下無助的嬰兒

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人類嬰兒來到這個世界時完全依賴於照顧者來滿足他們的每一個需求。儘管其他靈長類動物的新生兒也依賴於照顧者,但人類嬰兒尤其無助,因為他們的大腦相對不發達。事實上,據一項估計,人類胎兒必須經歷 18 到 21 個月的妊娠期,而不是通常的 9 個月,才能在神經和認知發育階段達到與黑猩猩新生兒相當的水平。人類學家長期以來認為,骨盆的大小限制了人類的妊娠期長度。新的研究可能會挑戰這一觀點。

對於我們九個月的妊娠期和無助的新生兒的傳統解釋是,自然選擇偏愛在胎兒發育的早期階段分娩,以適應對大腦尺寸大和直立行走(人類血統的定義特徵)的選擇。在這種觀點中,對雙足行走的適應限制了產道的寬度,從而限制了可以透過它的嬰兒的大小。因此,人類嬰兒出生時,他們的大腦大小不到成人大腦大小的 30%,這樣他們才能透過狹窄的通道。然後他們在子宮外繼續發育,大腦大小在第一年幾乎翻倍。

但是,當羅德島大學的霍莉·M·鄧斯沃思和她的同事們測試這種所謂的產科困境假說時,他們的發現與它的預測不符。例如,該假說預測,因為女性的骨盆比男性的骨盆更寬,所以走路和跑步對女性來說應該比對男性來說更費力。然而,研究人員報告說,大多數關於女性和男性的運動能量學和力學的研究發現,擁有更寬的骨盆並沒有受到這樣的懲罰。


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此外,該團隊斷言,為了容納處於黑猩猩大腦發育階段的嬰兒——即大腦大小為成人大腦大小的 40%,或 640 立方厘米——骨盆入口(產道的頂部,這是最狹窄的部分)平均只需要擴大 3 釐米。今天,一些女性的骨盆入口有那麼寬,而那些更大的尺寸對運動成本沒有可測量的影響。研究人員認為,胎兒大腦的擴張不是受到骨盆尺寸的限制,而是人類骨盆的尺寸已經進化到可以容納嬰兒,而一些其他因素限制了新生兒的大小。

他們認為,另一個因素是母親的代謝率。“妊娠給母親帶來了沉重的代謝負擔(以消耗的卡路里來衡量),”鄧斯沃思和她的合著者解釋說。來自各種哺乳動物的資料表明,胎兒在必須離開子宮之前,其生長和能量消耗能力是有限的。一旦離開子宮,嬰兒的生長速度就會減慢,從而使母親能夠承受。該團隊在哈佛大學研究合著者彼得·T·埃裡森先前提出的一個名為代謝交叉假說的想法的基礎上,提出“母親和胎兒的能量限制是人類和哺乳動物妊娠期長度和胎兒生長的主要決定因素。”大約九個月左右,人類胎兒的代謝需求威脅到超過母親滿足嬰兒能量需求和自身能量需求的能力,因此她會分娩嬰兒。

在他們即將發表在《美國國家科學院院刊》上的報告中,鄧斯沃思和她的合作者得出結論:“如果人類生殖系統在相互競爭的需求之間構成難題,那麼胎兒的能量需求和母親的能量供應是競爭對手,而不是[大腦擴張]和雙足行走。”

當我問特拉華大學古人類學家凱倫·羅森伯格(人類生育演化的專家)她對這項新工作的看法時,她稱其“重要且有趣”。但她認為,“僅僅因為有一個代謝時刻適合生孩子,並不意味著骨盆在生育和雙腿行走之間是一種權衡這一事實不存在。”

羅森伯格觀察到,鑑於人類分娩有多困難,人們會認為如果骨盆可以在不影響運動的情況下變得更大,那麼它就會變得更大——但事實並非如此。“我認為骨盆仍然適應於在相反方向上選擇的功能,”她說。

羅森伯格還指出——我發現這一點特別引人入勝——作者提到了出生時機實際上優化了認知和運動神經元發育的可能性。她說,這個想法是瑞士動物學家阿道夫·波特曼在 20 世紀 60 年代首次提出的,值得進一步研究。“也許人類新生兒適應於吸收所有這些文化內容,也許早點出生可以讓你做到這一點,”她若有所思地說。“如果你是一個文化動物,也許早點出生會更好。”值得思考。

Kate Wong is an award-winning science writer and senior editor at 大眾科學 focused on evolution, ecology, anthropology, archaeology, paleontology and animal behavior. She is fascinated by human origins, which she has covered for more than 25 years. Recently she has become obsessed with birds. Her reporting has taken her to caves in France and Croatia that Neandertals once called home, to the shores of Kenya's Lake Turkana in search of the oldest stone tools in the world, to Madagascar on an expedition to unearth ancient mammals and dinosaurs, to the icy waters of Antarctica, where humpback whales feast on krill, and on a "Big Day" race around the state of Connecticut to find as many bird species as possible in 24 hours. Kate is co-author, with Donald Johanson, of Lucy's Legacy: The Quest for Human Origins. She holds a bachelor of science degree in biological anthropology and zoology from the University of Michigan. Follow Wong on X (formerly Twitter) @katewong

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