Математики розрахували наслідки кесаревого перерізу для еволюції людини

Міжнародна команда вчених представила математичну модель, яка описує виникнення однієї з основних проблем прямозбереження - важких пологів, які обумовлені невідповідністю розміру новонародженого і ширини тазу породіллі. Модель пророкує збільшення голови і зменшення тазу з частим застосуванням кесаревого перерізу. Дослідження опубліковано в журналі

Незважаючи на те, що предки людини стали прямоходячими близько п'яти мільйонів років тому, задовго до того, як почав збільшуватися обсяг мозку (це сталося близько двох мільйонів років тому), частота пов'язаних з тазоголовною диспропорцією ускладнень при пологах досі дуже велика. Суть проблеми диспропорції, - так званої акушерської дилеми - в тому, що для народження дитини з розвиненим мозком і, відповідно, великою головою, необхідний широкий таз. Тоді як для прямозбереження і запобігання передчасним пологам таз повинен бути навпаки, вузьким. Виходить, що тиск відбору діє на популяцію в двох протилежних напрямках, зберігаючи широку варіативність розміру голови новонароджених і таза породіль.

На індивідуальному рівні ця варіативність визначається насамперед генами матері та немовляти, які як правило корелюють в частині відповідності розміру голови ширині тазу (у великих жінок народжуються великі немовлята і навпаки). Однак батьківські гени теж впливають на розмір голови немовляти, але при цьому не піддаються акушерському відбору і тому сприяють збереженню різноманітності фенотипів. Крім того, сильний вплив на відповідність розмірів чинять фактори середовища - наприклад у жінок, які перейшли на білкову дієту в дорослому віці, з більшою ймовірністю народжуються більш великі діти.

У своїй спільній роботі австрійські та американські вчені пов'язали ці фактори індивідуальної пристосованості та варіативність популяції, щоб пояснити незвично високий відсоток пологів, ускладнених тазоголовною диспропорцією. Вони запропонували просту і витончену математичну модель, яка пояснює незвичайний сценарій еволюційного відбору, який призвів до невідповідності новонародженого і ширини родових шляхів.

Дослідники побудували асиметричну функцію розподілу індивідуальної пристосованості до пологів на основі ідеалізованої змінної D, яка являє собою різність між розмірами голови новонародженого і шириною материнського тазового каналу. Від'ємні значення D - це пологи без ускладнень, коли голова немовляти менше ширини каналу. Функція пристосованості досягає максимуму при D рівній нулю, коли ширина родових шляхів дорівнює розміру новонародженого і розмір його мозку достатній для народження. Потім пристосованість різко обривається при позитивних значеннях D, що означають важкі пологи.

Результати моделювання показують, що велика кількість ускладнень при пологах у людини практично неминуча. По-перше, воно пов'язане з тим, що обидві ознаки - ширина тазового каналу і розмір новонародженого - не фіксовані, а мають нормальний розподіл, а значить крайні значення D завжди будуть заходити за «край обриву», в зону важких пологів. По-друге, варіативність змінної D також не може бути зменшена стабілізуючим відбором - вона залежить від занадто великої кількості генетичних змінних. При такій селекції рівень ускладнених пологів завжди буде великий.

По-третє, вчені також пророкують підвищення рівня родових ускладнень при слабкому спрямованому відборі. Наприклад, кесаревий переріз, який радикально знизив материнську смертність при ускладненнях, згідно з новою моделлю змінює градієнт відбору за рахунок збільшення числа новонароджених з великою головою. За словами вчених, розрахунки показують, що ця штучна зміна всього за два покоління має збільшити диспропорцію розміру дитини і ширини тазу на 10-20 відсотків. Втім, це передбачення поки не підтверджено емпіричними даними.

Людина ще не повністю перебуває у владі штучного відбору, еволюція теж працює, як показало недавнє масштабне вивчення геномів у Великобританії.