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看動物世界時,最震撼的莫過于非洲草原上新生兒們的頑強(qiáng)生命力。
它們才出生不到幾小時,就能站能跑了。
這種極強(qiáng)的適應(yīng)性,讓它們剛出生就能躲避天敵的追擊,保住小命。
那為什么我們還是會為動物幼崽們的頑強(qiáng)動容?
可能是我們的新生兒實(shí)在太弱雞了。
即便沒有志玲姐姐的鼓勵,“萌萌們”也會自己站起來
回過頭來做個對比,人類嬰兒出生后基本上就是一個只會吃的廢物。
覓乳與吮吸這兩個原始反射,已經(jīng)是人類新生兒全部的求生技能了。
別說站起來跑步了,我們剛出生時甚至連翻身都做不到。
如果沒有大人的照顧,嬰兒根本無法活下去,脆弱得不堪一擊。
當(dāng)然,在動物界亦存在不少新生兒,同樣需要一定時長的照料。
但人類幼崽,依然是里面最弱雞的。
與人類的近親其他靈長類相比,就最能體現(xiàn)人類嬰兒的無助了。
例如大猩猩寶寶剛出生,就能緊緊抱住母親了,盡量不去惹麻煩。
才兩個月,它們就學(xué)會爬行并可以自由活動了。
也是從這時起,它們還會抓些植物放入嘴里,開始懂得自己動手豐衣足食的道理。
那人類寶寶2個月時候在干嘛?他們才剛學(xué)會控制脖子,終于可以微微抬頭了?。ㄕ孀尞?dāng)?shù)?dāng)媽的感到興奮)
3個月翻身,6個月坐穩(wěn),9月爬行,直到一歲以后人類嬰兒才逐漸學(xué)會獨(dú)立行走。
為什么人類在智商早已碾壓其他動物,但生出來的孩子卻弱成這樣?
有一個假說認(rèn)為,可能全人類都早產(chǎn)了。
不是針對誰,而是說我們所有人都還沒在母親體內(nèi)呆夠,便早早出生了。
而這也注定了我們剛出生時是不夠成熟的,無法快速擁有獨(dú)立生存的能力。
當(dāng)然,該早產(chǎn)與我們現(xiàn)在理解的早產(chǎn)是有些不同。
我們現(xiàn)在定義的早產(chǎn)兒,是指那些孕期小于37周出生的新生兒。
理論來說,37~42周之間出生的新生兒便都屬于正常的“足月兒”了。
但相對于其他哺乳動物來說,人類嬰兒即便超過42周再出生也依然屬于“早產(chǎn)兒”。
而這也叫作“生理性早產(chǎn)”(Physiological prematurity),最早由瑞士生物學(xué)家阿道夫·波特曼(Adolf Portman)提出。
保育箱內(nèi)的人類早產(chǎn)兒
一般來說,動物的孕期與其壽命是相關(guān)的。該物種的壽命越短,其孕期也會越短。
然而奇怪的是,人類的壽命與孕期長短是不匹配的。
人類自然衰老的平均壽命有80年,但孕期卻只有短短280天。
拿黑猩猩來作對比,其孕期為240天,與人類差別很小。
但是它們的自然衰老的平均壽命,卻只有短短50年。比較下就能看出,人類的孕期是很短的。
而阿道夫·波特曼經(jīng)過計算認(rèn)為,嬰兒要被懷胎18~21個月,才能達(dá)到黑猩猩幼崽出生時的成熟度。
換言之,人類需要撫養(yǎng)嬰兒到1歲多時,其發(fā)育程度才能與剛出生的黑猩猩相近。
那么為什么人類還要制造出這么多脆弱且難帶的“早產(chǎn)兒”?
這與人類有別于其他靈長類的兩大特征——直立行走以及腦容量發(fā)達(dá)有關(guān)。
這兩大特征,使我們站到了食物鏈的頂端,但也同時使人類陷入了生育與分娩的窘迫地步。
都說女人生孩子,就是要過鬼門關(guān)。
除非人類不生育,否則就必然伴隨著健康的代價,這也被稱為“產(chǎn)科困境”(Obstetrical dilemma)。
2016年,中國孕產(chǎn)婦死亡率已下降到了19.9/10萬。這一水平,已經(jīng)產(chǎn)于發(fā)展中國家前列并接近發(fā)達(dá)國家水平。
但這都是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)到來之后的數(shù)據(jù)了。
在1920年到1930年之間,我國還全靠無知識的舊式產(chǎn)婆接生時,產(chǎn)婦死亡率竟高達(dá)千分之十五。
這死亡率接近現(xiàn)在的100倍,更別說是在茹毛飲血的原始社會了。
在一百年以前,分娩便成了育齡婦女的首要死因。
當(dāng)然,產(chǎn)婦的死亡是由多個因素造成的。
但究其根本原因,還是在于人類母親的骨盆和產(chǎn)道過于狹窄,而人類嬰兒卻偏偏是個大頭娃娃。
計算機(jī)模擬南方古猿Lucy行走,lucy是至今保存最完整的早期人類化石
而這,還得從人類選擇了直立行走說起。
320萬年前,人類的已滅絕祖先南方古猿,就已經(jīng)實(shí)現(xiàn)直立行走的偉大演化了。
但為了滿足直立行走的需求,人類的骨盆和產(chǎn)道也相應(yīng)的變窄了。
于是,我們?nèi)祟惐愠闪遂`長類中最難生產(chǎn)的其中一支隊伍。
黑猩猩(左),南方古猿Lucy(中)和智人(右)的骨盆大小與性狀對比
除了人類的盆骨變窄意外,更糟糕的還有人類的腦袋也越來越大了。
學(xué)會直立行走南方古猿Lucy,骨盆已經(jīng)變窄了。
但在那個年代她的分娩生產(chǎn)還不算太難,因?yàn)槠淠X容量不過440~530毫升。
當(dāng)時,猿類的平均腦容量也不過500毫升左右,與今日黑猩猩相差無幾。
但在200-300萬年的時間里,人類祖先的腦容量卻一直在變大。
早期智人大腦容量已經(jīng)達(dá)到了1350毫升,分娩更是變得難上加難了。
要知道現(xiàn)在人類想要分娩,胎兒還需要在特定位置做一套動作才能通過狹窄的產(chǎn)道。
這也就是婦產(chǎn)科中經(jīng)常提到的“七個基本動作”。
胎兒鎖骨是無法折疊的,所以需要和大頭一同旋轉(zhuǎn)才能順產(chǎn)。
如果不小心被骨盆卡主,難產(chǎn)悲劇很容易會發(fā)生。
反觀其他沒學(xué)會行走的猿類就容易得多,分娩基本上是靠“拉出來”的。
幼崽會以面朝母親的姿勢從產(chǎn)道鉆出。
母親只需要彎腰,就能把幼崽從產(chǎn)道直接拽出來,隨即咬斷臍帶。
這整個過程是一氣呵成,根本不像人類一樣還需要助產(chǎn)士。
其實(shí)為了避免窄骨盆與大腦袋的沖突,人類在演化過程中也做出了一些取舍。
那就是,讓嬰兒在母親子宮內(nèi)的時間縮短。
如果讓胎兒在母體發(fā)育成熟后再分娩,新生兒的頭部根本無法通過母親的產(chǎn)道。
這樣的結(jié)果便是一尸兩命,是個非常強(qiáng)大的自然選擇壓力。
所以,只有較早地讓胎兒脫離母體,新生的腦袋才不會過大,能有效避免難產(chǎn)。
事實(shí)上,為了適應(yīng)母親狹窄的產(chǎn)道,新生兒的腦袋也做出了一些適應(yīng)性變化。
人類胎兒的頭骨,在出生前后其實(shí)是不完全愈合定型的,各個骨片都是互相游離的。
其中最明顯的縫隙也被稱為囟門,柔軟的結(jié)締組織可為大腦提供更充裕的空間。
換句話說,嬰兒的頭部受擠壓時是可以變形的,能降低孕婦分娩的難度。
助產(chǎn)護(hù)士應(yīng)該都知道,因?yàn)楫a(chǎn)道的擠壓,剛出生的孩子腦袋是偏長且偏尖的。
人類嬰幼兒頭頂?shù)呢堕T一般在12-18個月閉合,其閉合程度也是反映大腦發(fā)育情況的窗口。
如果在6個月之前閉合,說明孩子可能小頭畸形或腦發(fā)育不全;
在18個月后仍未閉合就屬于太晚了,孩子可能有腦積水、佝僂病和呆小??;
然而其他非人靈長類,囟門在出生后很快就會閉合了。
例如黑猩猩的前囟門,在3個月時就已完全閉合了。但這卻屬于它們正常的發(fā)育過程,并非病理性的。
顱骨早閉導(dǎo)致的不同類型的頭部畸形
當(dāng)然,上面所介紹的只是基于產(chǎn)婦困境的其中一個假說。
而該假說其實(shí)也有一些沒辦法理清的矛盾之處,反對聲也不小。
有不少人認(rèn)為,讓產(chǎn)婦陷入困境的鍋,不能完全甩給直立行走。
研究者h(yuǎn)olly Dunsworth經(jīng)過計算發(fā)現(xiàn),并沒有證據(jù)支持骨盆越寬越不利于直立行走。
當(dāng)婦女在跑步機(jī)上運(yùn)動時,他們并沒有發(fā)現(xiàn)更寬的骨盆會導(dǎo)致機(jī)動性減弱或造成更高的能量消耗。
況且,人類的骨盆寬度本身就有較大的差異性。
只需要讓女性骨盆平均寬個3厘米,就可以讓人類新生兒接近黑猩猩幼崽的發(fā)育程度了。
而增加3厘米,則完全在女性骨盆寬度的正常波動范圍內(nèi)。
那為什么不干脆讓女性的骨盆演化寬3厘米呢?這就沒法解釋得通。
所以根據(jù)這一發(fā)現(xiàn),Dunsworth也提出了一個新的假說,稱為EGG(energetics-of-gestation-and-growth )假說。
這個假說認(rèn)為,與其說嬰兒是因?yàn)楫a(chǎn)道過窄而被母親提前分娩,不如說是母親子宮無法提供給嬰兒更多的能量,以支持他們繼續(xù)發(fā)育。
要知道,人的基礎(chǔ)代謝值都是相對穩(wěn)定的。
但懷孕時,母體的代謝率卻會激增至2倍基礎(chǔ)代謝率的水平,這已讓母親吃不消。
而胎兒長得越大,消耗母體能量也就越高。
當(dāng)母親無法再繼續(xù)滿足嬰兒的營養(yǎng)和代謝需求時,分娩自然就會發(fā)生。
值得一提的是,9個月剛好是胎兒大腦最大量消耗能量的時期。
母親(灰線)與胎兒(黑線)的耗能
通常來說,僅憑這占人體2%的重量,大腦卻需要消耗20%的血氧和25%的葡萄糖。
當(dāng)然,這還是成年人的水平,人類胚胎與嬰兒的腦消耗量還要更驚人。
4歲兒童的大腦耗能達(dá)43%,而9個月大的胎兒則為87%。
如果仍然放肆胎兒大腦繼續(xù)大量消耗能量,母親的營養(yǎng)必然會被榨干。
為了母子平安,選擇此時分娩仍是個折中的選擇。
當(dāng)然,前面提到的兩種假說并不一定完全互斥。
可能骨盆過窄、嬰兒頭太大以及孕婦的代謝負(fù)擔(dān)都在共同起作用,讓人類更早地接觸外面的世界。
而從結(jié)果看來,人類的生理性早產(chǎn)也并非什么壞事。
盡管小時候比不上別的動物,但人類嬰兒勝在可塑性極強(qiáng)呀。
更有趣的是,生個弱雞嬰兒可能在一定程度上還能提高整個種族的智力。
因?yàn)橐呀?jīng)有研究顯示,新生兒越是需要被照料,該物種的智力水平也就越高。
*參考資料
https://en.wikipedia.org/wiki/Obstetrical_dilemma
白雁.民國時代接生婆手段可怕,全國每天500個孕婦死亡.鳳凰網(wǎng).2010.12.01
李愉. 直立行走,人類演化及其他[J].化石.2003
Anna Wittman,L Wall.The Evolutionary Origins of Obstructed Labor: Bipedalism, Encephalization, and the Human Obstetric Dilemma".Obstetrical & Gynecological Survey.2007
Dunsworth, H. M., Warrener, A. G., Deacon,T., Ellison, P. T., & Pontzer, H.Metabolic hypothesis for humanaltriciality. Proc Natl Acad Sci.2012
Piantadosi ST, Kidd C.Extraordinary intelligence and the care of infants. Proc Natl Acad Sci.2016