PNAS揭謎：想當年，我們的“寬肩膀”是如何穿越母親的“窄產道”？_風聞

在過去的三百萬年中，人腦增加了大約三倍，遙遙領先於其他物種，成為動物界已知的“最強大腦”。好馬配好鞍，大腦配大腦袋。所以，人類一直是一個高級的大頭動物。

不僅如此，與近親們的“溜肩膀”和“端肩膀”相比，人類的肩膀還要更加寬闊挺拔。雖然寬肩膀有助於在直立行走時保持穩定、在狩獵時將長矛投擲得更遠，甚至有助於大口呼吸；但凡事都具有兩面性，同樣，寬肩膀也存在一個要命的缺點。

在人類的分娩過程中，由於胎兒頭部和肩部比母體產道的尺寸大，因此容易發生肩難產，即胎兒肩部在產道中發生了梗阻（見下圖）。

在當代社會中，肩難產的發生頻率隨着新生兒體重的增加而直線上升，有時還會引起嚴重的併發症，在最壞的情況下，還可能導致胎兒與母親雙雙死亡的悲劇。

那麼當初，我們的“寬肩膀”是如何順利通過“窄產道”的呢？

近日，發表在《美國國家科學院院刊（PNAS）》上的一項新研究中，來自日本京都大學領導的國際研究團隊發現了人類鎖骨進化出獨一無二的生長模式緩解了"寬肩膀"與"窄產道"的相容問題。

此前的研究已經證明，在面對生產困難，人類母體和胎兒兩方面都有不同的緩解方式，如激素影響了母體特有的骨盆形態，以及圍產期胎兒頭部顯示出的各種發育特徵，這些都與改善生產過程有關。

那麼，人類的寬肩膀又是如何“配合”生產的呢？

眾所周知，肩部的寬度受到鎖骨長度的限制，但鎖骨與生產相關的發育軌跡至今仍是未知的。

在這項新研究中，研究人員通過追蹤人類、黑猩猩和日本獼猴從胎兒到成年階段的肩膀發育軌跡來探索了這個問題。

他們分析了81個人類、64只黑猩猩和31隻日本獼猴（Macaca fuscata）的全身標本計算機斷層掃描（CT）掃描結果，並測量了標本頭骨、肩膀、上臂、骨盆、大腿和脊柱中各種骨骼的長度。

標本中約有一半是處於不同發育階段的胎兒，其他則是幼體和成年個體。

研究人員表示，一般來説，脊柱的生長不受生產限制的影響，所以它可以作為比較其他骨骼生長速度的良好基礎。

研究人員證實，這三個物種的頭骨生長速度在出生前都開始減緩；而手臂和骨盆等其他骨骼在子宮中生長穩定，但在出生後加快了生長速度。

至於鎖骨，人類則遵循了一種獨特的發育軌跡：在胎兒出生前兩個月左右生長放緩，然後在出生後的5年間加速生長以進行補償。這就形成了所謂的“生長抑制”，與肩部在分娩時需要穿過骨盆的時間完全吻合。

研究人員表示，人類的肩部發育模式在任何情況下都不能用一般靈長類動物的發育模式來解釋，它可能代表了一種獨有的發育特徵，使生產時的胎兒肩部保持與頭部尺寸相同的寬度。

與人類相比，黑猩猩和日本獼猴都沒有表現出圍產期肩部生長抑制：從出生前到出生後，黑猩猩的鎖骨生長速度相當穩定；而日本獼猴的鎖骨在出生前生長穩定，出生後則走向了下坡路。

紅色為人類的鎖骨生長軌跡；橙色為黑猩猩；藍色為獼猴

總之，這項研究結果首次將人類 “寬肩膀 “與 “窄產道 “這兩個不相容的特徵結合了起來，揭示出人類的肩部發育模式——產前負生長和產後的加速"追趕"階段有效地重建了骨盆、肩部和肢體之間的關聯性，以及骨骼尺寸之間的相關性。這在成人中是可以觀察到的。該研究表明，在人類進化過程中，不僅是頭部，肩部也“修改”了發育模式，以補償生產時的限制。

論文鏈接：

https://www.pnas.org/doi/full/10.1073/pnas.2114935119