Тесный выход

Издавна считалось, что срок рождения человека ограничен анатомическим строением, необходимым для большого мозга и эффективного передвижения на двух ногах, но недавние исследования показали, что мы, как всегда, слишком поспешно пришли к выводу о том, что человек в корне отличается от всех остальных животных.

Таз – это та область человеческого тела, в которой разница между мужчинами и женщинами проявляется наиболее отчетливо, особенно в строении костного скелета таза. Женский таз намного шире мужского. Помимо того что женский таз, как и мужской, сочленяет нижние конечности и позвоночник и является местом прикрепления мышц бедра и тазового дна и наружных гениталий, он исполняет и свою особую роль – участвует в формировании родового канала.

Рождение моего первого ребенка подтвердило то, что я уже знала: головка новорожденного и выход из малого таза имеют практически одинаковый диаметр. Рождение второго ребенка только подтвердило это впечатление. До того как родить первого ребенка, я ходила на курсы подготовки к родам, где нас, будущих матерей, наставляла опытная акушерка. Она показывала нам щипцы для салата и сантехнические вантузы, чтобы продемонстрировать, как в акушерстве накладывают щипцы или извлекают младенцев с помощью присоски. Думаю, что многие женщины уходили с занятий, убежденные, что роды может принять любой сантехник с помощью вантуза или повар с помощью ложки. Та же акушерка показывала нам поворот головки рождающегося плода в родовых путях на 270°. Просовывая головку куклы через пластиковую модель женского таза, она сказала: «Диаметр выхода из материнского таза равен 10 см, и у головки новорожденного диаметр тоже около 10 см. Они идеально подогнаны друг к другу. Разве Природа не прекрасна?» Тут мой муж – в тот момент я страшно гордилась им – подал голос: «Думаю, что она была бы еще прекраснее, если бы у ребенка диаметр головки был сантиметров восемь». Я была абсолютно с ним согласна. Однако акушерка не стала это комментировать и перешла к следующей теме.

Задолго до того, как мне пришлось самой отправиться в родильный зал, я уже знала, как трудны роды у людей. Родовой канал женщины, как совершенно справедливо говорила акушерка, едва ли шире, чем головка плода. Под действием похожих на прогестерон гормонов, которые в совокупности метко названы релаксином, суставы материнского организма несколько разрыхляются во время беременности. Лонное сращение, хрящевой сустав, сочленяющий две тазовые кости спереди, размягчается во время родов и получает возможность немного растянуться. Тонкие костные пластинки, формирующие свод черепа новорожденного, слегка перекрываются, чтобы уменьшить размер головки и помочь ребенку выйти на свет. Из-за этого, кстати, некоторые дети рождаются с деформированными черепами, но обычно такие деформации проходят самостоятельно через пару дней после рождения.

Помимо трудностей деторождения у человека, у детей есть еще одна особенность, требующая объяснения, и эта особенность – невероятная беспомощность новорожденного ребенка. У большинства приматов детеныши рождаются достаточно развитыми, способными самостоятельно о себе позаботиться. В сравнении с ними наши дети совершенно не приспособлены к жизни, вероятно, из-за того, что их мозгу еще только предстоит развиться и созреть. Детеныш шимпанзе рождается с мозгом, вес которого составляет 40 % от веса мозга взрослого животного. У ребенка вес мозга, соответственно, составляет всего 30 % от величины взрослого. Наши дети не могут самостоятельно передвигаться, они даже не могут цепляться за собственных матерей, их надо носить на руках и постоянно за ними присматривать, и пройдет не меньше года, прежде чем они научатся стоять и кое-как передвигаться на двух ногах. Беспомощность детей имеет важное значение для человеческого общества – вероятно, в этом кроется причина возникновения у людей парной семьи, а в большинстве человеческих культур воспитанием детей занимаются не только родители, но и бабушки с дедушками. Несмотря на то что такая беспомощность может, на первый взгляд, показаться недостатком, на самом деле эта особенность, возможно, создала предпосылки к появлению определенных качеств, без которых невозможно само существование человека. Беспомощность ребенка гарантирует его тесный контакт с родителями (и другими людьми, заботящимися о нем). Мозг человеческого дитяти растет и развивается вне утробы матери, в окружении других людей, и интенсивно впитывает законы и понятия общества и культуры. Как утверждает специалист по эволюционной психологии Майкл Томаселло, человеческие дети рождаются в надежде на культуру, как рыбы рождаются в надежде на воду. Действительно, некоторые ученые полагают, что относительная незрелость мозга новорожденного человека явилась результатом эволюционного отбора. Наше выживание зависит от знаний, поведения и навыков, которым мы учимся у других людей. Такими мы стали в процессе эволюции: способность к социальному обучению обеспечила преимущества нашим предкам и является фундаментом нашей видовой успешности. Кроме того, наш мозг открыт для обучения на относительно ранней стадии развития; некоторые даже утверждают, что потребность в обучении с самого раннего возраста и обусловила преждевременное рождение наших детей. Правда, скорее всего, причины здесь все же чисто физические.

Акушерская дилемма – так называется весьма правдоподобная гипотеза, объясняющая, почему таким трудным является деторождение и почему дети рождаются так рано и такими беспомощными. Гипотеза эта предполагает, что женский таз оказался в каком-то смысле жертвой эволюционного перетягивания каната – противоречия между потребностью в прямохождении на двух ногах и потребностью в рождении ребенка с большим головным мозгом. Идея заключается в том, что ширина таза определяется функциональными ограничениями, связанными с ходьбой на двух ногах; если женский таз стал бы еще шире, то женщина не смогла бы эффективно ходить. Но в то же самое время основной признак нашего биологического вида – большой головной мозг, а это значит, что у новорожденного по необходимости должна быть большая голова. Таким образом, необходимое ограничение ширины таза оказало сильное влияние на деторождение: человеческого ребенка надо родить до того, как его голова станет слишком большой для родовых путей. Гипотеза акушерской дилеммы предполагает, что форма женского таза уникальным образом определена этими противоположными требованиями, и в результате получился компромисс. Ширина женского таза такова, что ребенок должен родиться «рано», пока его голова еще может пройти по родовым путям. Один из выводов гипотезы гласит, что женский таз далек от совершенства в плане хождения на двух ногах – и, что, наоборот, мужской таз намного лучше приспособлен к этому. В конце концов, мы и так знаем, что мужчины могут ходить и бегать быстрее, чем женщины, так как у мужчин более узкий таз, благодаря чему они более эффективно используют энергию при движении.

Однако в 2012 году в «Трудах Национальной академии наук» (Proceedings of the National Academy of Sciences) была опубликована статья, в которой были оспорены, казалось бы, безупречные выводы гипотезы акушерской дилеммы и предложено иное объяснение раннему сроку рождения человека. Публикация подобных статей всегда вызывает волнение – ты начинаешь читать ее, понимая, что к концу чтения твое мировоззрение немного изменится. Именно это больше всего нравится мне в науке; каждый день появляется какая-то информация, бросающая вызов устоявшимся парадигмам, переворачивающая старые идеи и меняющая твой взгляд на мир.

Я специально отправилась в Нью-Йорк, чтобы встретиться с ведущим автором статьи Холли Дансуорт, и после этой встречи поняла, почему она считает, что люди не так уж необычны, как мы думали раньше. Холли рассказала, что все началось с сомнения в справедливости допущений, лежавших в основе гипотезы акушерской дилеммы. Холли оценила длительность беременности у других приматов и выяснила, что длительность беременности у человека отнюдь не является такой уж укороченной. Беременность у человека длится 38 недель, что превышает сроки беременности у всех крупных высших обезьян (у шимпанзе беременность длится 32 недели, а у гориллы – 36 недель). Приматы разных размеров вынашивают беременность в разные сроки, и, если соотнести размер тела со сроком нормальной беременности, то выяснится, что у человека беременность продолжается дольше, чем у других высших приматов. Действительно, беременность у женщины длится на один месяц дольше, чем можно было бы ожидать при таком размере тела. Это позволяет предполагать, что длительность беременности увеличилась в ходе эволюции человека. Другими словами, человеческие дети – в сравнении с детенышами других приматов – рождаются на самом деле скорее поздно, а не рано. Несмотря на относительно долгое вынашивание, мозг наших новорожденных детей отличается незрелостью, и ему предстоит еще долгое развитие и рост – просто потому, что у взрослых людей мозг очень велик. Возможно, вы сейчас зададитесь вопросом, почему природа не дала мозгу шанса еще немного подрасти, прежде чем ребенок родится. Вероятно, именно здесь вступает в игру гипотеза акушерской дилеммы, ибо, по всей видимости, беременность не может продолжаться дольше, так как в этом случае у женщины бы безнадежно нарушилась способность к нормальной ходьбе.

Однако насколько все же женский таз менее эффективен, чем мужской? Холли представила меня двум своим коллегам, которые интересовались этим вопросом: Герману Понцеру и Анне Уорренер. Мы встретились в лаборатории, расположенной в углу одного из зданий Хантеровского колледжа, из панорамного окна которой открывался вид на Нью-Йорк. Как раз в это время Герман и Анна наблюдали за двумя студентами, которые в масках бежали по бегущей дорожке. Маски были надеты для того, чтобы измерять потребление кислорода во время бега. Результаты, полученные в тот день в лаборатории, вполне соответствовали другим, полученным раньше при изучении энергетической эффективности ходьбы и бега: выяснилось, что женщины – несмотря на их широкий таз – расходовали энергию так же экономно, как мужчины.

Трудность деторождения у человека: необходимость соответствия диаметра крупного черепа диаметру родовых путей и выхода из таза

Это показалось мне удивительным, так как я ожидала, что мышцы, обнимающие широкий таз, вынуждены работать активнее и в менее выгодных условиях. Когда вы идете или бежите, отводящая мышца на наружной поверхности ягодицы, расположенная выше голени ноги, находящейся в данный момент на земле, напрягается, чтобы удержать таз от избыточного наклона в противоположную сторону. Это на самом деле важно – сохранять горизонтальное расположение таза относительно поверхности земли, так как означает, что вы сможете легко совершить мах другой ногой и переместить ее вперед, чтобы сделать следующий шаг. Без отводящих мышц, работающих на стороне стоящей на земле ноги, другая нога не смогла бы совершить мах, а беспомощно волочилась бы по земле. Слабость этих важных мышц, которая может возникнуть при полиомиелите, приводит к странностям походки, когда таз опускается в сторону и вниз при попытке поднять ногу и переместить ее вперед. Такую походку называют походкой Тренделенбурга, по имени впервые описавшего ее немецкого хирурга.

Однако исследования эффективности ходьбы и бега у мужчин и женщин показали, что не все так просто. Даже несмотря на то, что отводящим мышцам приходится трудиться тяжелее у женщин с их широким тазом, чем у мужчин, есть и другие факторы, участие которых делает ходьбу и бег женщин менее энергозатратными. Небольшие отклонения в положении ноги во время ходьбы могут компенсировать затраты энергии. Это еще одна причина сомневаться, что именно требования локомоции – эффективного бега и ходьбы – ограничили размер женского таза. Это тем более сомнительно в свете очень большого разнообразия размеров таза у женщин, что мы наблюдаем в наши дни. Таких колебаний в размере не было бы, если бы действовал только естественный отбор.

Открытие того, что эффективность женщин в ходьбе и беге не уступает таковой у мужчин, снимает одно из ограничений на строение таза: похоже, что в узких бедрах нет никакого эволюционного преимущества. Кроме того, ископаемые останки показывают, что таз претерпел большие изменения в ходе эволюции человека. В сравнении с более древними предками, обладавшими меньшим мозгом, таз ранних представителей нашего рода Homo стал шире по абсолютной величине. Таким образом, таз наших предков становился шире по мере увеличения размеров головного мозга. Отлично, но почему женский таз тогда не стал еще шире, чтобы облегчить деторождение и позволить ребенку дольше оставаться в чреве матери?

Перед тем как ехать в Нью-Йорк, на встречу с Холли и ее коллегами, я в течение двух недель собирала и замораживала небольшие порции собственной мочи после питья меченной некоторыми изотопами воды. Я отправила эти пробы в Штаты до того, как сама отправилась туда. Герман проанализировал мои результаты, учитывая уровень различных изотопов кислорода и водорода в моей моче для того, чтобы вычислить показатели энергетического обмена, и, когда я приехала, он показал мне эти данные, изображенные в виде графика. Мой обмен оказался вдвое более интенсивным, чем можно было бы ожидать в отсутствие беременности, но я в тот момент была на пятом месяце, и мне приходилось снабжать энергией моего растущего ребенка. Герман сказал мне, что, когда интенсивность обмена станет в 2,1 раза больше нормы, у меня начнутся роды, потому что мой организм больше не сможет покрывать потребности плода в энергии.

Это предсказание зиждилось на надежных данных. Точный механизм определения срока родов у людей (как, впрочем, и у других млекопитающих) остается неясным. В самом деле, этот вопрос называют «самым значительным из нерешенных вопросов биологии размножения». Но несмотря на то что мы не знаем деталей этого механизма – а именно не знаем, какие биохимические сигналы и каким образом в нем участвуют, – представляется, что момент родов, вероятно, определяется энергетическим балансом. Рождение происходит тогда, когда потребности плода в энергии начинают превосходить возможность матери ее обеспечить. Интенсивность основного обмена матери изменяется, как это было и у меня: приблизительно на половине срока беременности увеличивается вдвое по сравнению с нормой, а к девятому месяцу энергетические потребности плода поднимают его еще выше, до уровня 2,1 по сравнению с нормальными показателями основного обмена. Переход этого энергетического Рубикона совпадает с окончанием беременности и началом родов.

Складывается впечатление, что именно этот «энергетический кризис», а не размер таза ограничивает срок вынашивания беременности. Правда, и с этой гипотезой есть проблемы; дело в том, что и после рождения ребенок продолжает расти и требовать энергии, а у млекопитающих, включая и нас, эта энергия поступает к ребенку в виде материнского молока. При этом растущий ребенок требует больше энергии, чем плод, заключенный в чреве матери, потому что у рожденного ребенка энергетические потребности постоянно растут. Однако несмотря на то что матери приходится доставлять больше энергии ребенку после его рождения, темпы роста основного обмена матери замедляются. Возможно, что крутое увеличение потребностей в энергии плода, находящегося в материнской утробе, приводит к «энергетическому кризису» – организм матери не может в таком же темпе увеличивать поставки энергии, а после рождения, хотя рост потребностей ребенка продолжается, его темп снижается, и материнский организм успевает к нему приспособиться.

Гипотеза «энергетического кризиса» привлекательна тем, что предлагает объяснение сроков наступления родов, не связанное с уникальностью человека. Такой же механизм действует и у других плацентарных млекопитающих, у которых продолжительность беременности и размер новорожденного детеныша зависят от размеров тела матери.

Эта новая гипотеза «энергетического кризиса» позволяет объяснить продолжительность беременности у человека лучше, чем гипотеза акушерской дилеммы. Новое объяснение означает, что дети рождаются в тот момент, когда энергетические потребности плода начинают расти с недопустимо высокой скоростью. Археологические данные убедительно показывают, что таз гоминид постоянно расширялся, чтобы адаптироваться к большому размеру мозга и головки новорожденного, но расширялся только до определенного предела. Даже если бы таз расширился еще больше, то плод не смог бы и дальше оставаться в чреве матери, потому что продолжительность беременности определяется не анатомическими, а физиологическими причинами, а именно дефицитом энергии. Но гипотеза «энергетического кризиса» все же не может объяснить трудность процесса деторождения у человека.

Для начала надо задуматься еще об одной вещи: намного ли труднее роды у человека в сравнении с другими биологическими видами? Ответ на этот вопрос будет утвердительным, если мы сравним роды у человека и у большинства млекопитающих, но картина изменится, если мы обратим внимание на приматов, – у некоторых из них роды протекают тоже достаточно трудно. И хотя ученым редко удается наблюдать роды у приматов, из того, что мы знаем, можно заключить, что у шимпанзе, горилл и орангутанов с их широким тазом роды протекают сравнительно легко. Хуже приходится мартышкам. У четвероногих узкая и глубокая грудная клетка и такую же форму имеет таз, а это значит, что у этих обезьян узкий таз затрудняет течение родов. В частности, у игрунок и беличьих обезьян диаметр выхода из таза лишь ненамного превышает диаметр головки новорожденного детеныша.

Таким образом, мы видим, что не у всех млекопитающих роды протекают легко, и человек – не единственный вид, самки которого испытывают затруднения при родах. На самом деле существует целый спектр трудностей. Тем не менее было бы неразумно отрицать, что роды у человека находятся на конце этого спектра, так как у женщин роды продолжаются дольше и являются наиболее болезненными, чем у самок всех остальных приматов. Несмотря на тесное соответствие диаметра головки и диаметра родовых путей, обезьяны справляются с родами легче, чем люди, потому, вероятно, что у их детенышей узкие плечи. Плоду человека с его широкими, как голова, плечами, приходится перед рождением совершать в родовых путях серию поворотов в общей сложности на 270°, в результате чего дети обычно рождаются на свет лицом вниз, в то время как новорожденные детеныши обезьян, как правило, рождаются лицом вверх. Обезьяна может помочь себе в родах, потянув рождающегося детеныша за головку. Потянуть на себя, а значит, вверх головку рождающегося ребенка – это значит сильно разогнуть позвоночник в шейном отделе, что очень опасно. В отличие от других приматов, самки которых предпочитают рожать в одиночестве, женщины стремятся получить помощь. Видимо, институт акушерок-повитух является весьма древним.

Помимо того что роды являются болезненными, они еще и рискованны. Несоответствие размера таза размеру головки может привести к осложнениям при родах (дистокии), в результате которых ребенок не может появиться на свет естественным путем. В таких случаях в опасности оказывается жизнь и матери, и плода. Несмотря на развитую систему родовспоможения во многих странах мира, подобные осложнения до сих пор остаются серьезной проблемой в акушерстве.

Это осложнение встречается в 3–6 % всех родов, однако проведенное недавно в Западной Африке исследование обнаружило его в 20 % всех родов. В свете того, что дистокия представляет такую опасность для матери и плода, кажется странным, что в ходе эволюции таз женщины не стал еще шире.

При том что гипотеза акушерской дилеммы оказалась несостоятельной в плане объяснения срока наступления родов и беспомощности человеческих младенцев, она все же может оказаться полезной для объяснения трудностей деторождения у человека. Показано, что эффективность локомоции у женщин не уступает таковой у мужчин, но, вероятно, если бы женский таз стал еще шире, то эта эффективность могла бы снизиться. Тем не менее такое объяснение не кажется вполне правдоподобным. Давайте сравним возможные последствия: с одной стороны, расширение таза требует дополнительной энергии на ходьбу и бег; с другой стороны, узкий таз, сберегая энергию во время движения, может создать угрозу жизни матери и плода, а это слишком высокая плата за эффективную локомоцию. Таким образом, последствия слишком узкого таза для деторождения намного перевешивают недостатки, связанные с ходьбой и бегом. Естественный отбор едва ли благоприятствовал бы уменьшению ширины таза за счет снижения выживаемости.

Но как можем мы объяснить такое широкое распространение дистокии в некоторых обществах? Даже частота 5–6 случаев на сто родов уже выглядит слишком высокой. Возможно, однако, что у естественного отбора просто не хватило времени, и этот процесс пока не завершился: вероятно, что трудности деторождения – это недавний феномен, и нашим предкам не приходилось сталкиваться с ним с такой частотой, как нам сегодня. Эту точку зрения подкрепляют археологические данные и современные клинические наблюдения.

Известно – несмотря на скудость достоверных данных, – что в сохранившихся до наших дней сообществах охотников и собирателей дистокия встречается крайне редко. Не чаще она встречалась и у древних людей, о чем можно судить по археологическим данным, так как при раскопках в различных местах среди женских скелетов было обнаружено очень мало скелетов с плодами внутри полости таза. В современных аграрных обществах, в особенности там, где плохое питание девочек приводит к отставанию в росте и развитию узкого таза, картина совершенно иная. Причем в этих же обществах, как правило, отсутствует и система организованного родовспоможения.

Дистокия реже встречается у женщин в развитых странах. Проблемы там, как правило, возникают в тех случаях, когда матери питаются продуктами с высоким содержанием углеводов и простых сахаров. Из-за этого увеличивается вес детей при рождении, и, таким образом, проблема связана не с тем, что у женщин слишком узкий таз, а с тем, что они рожают слишком крупных детей.

В бедных странах, где плохое питание приводит к большой частоте дистокии и где ограничена доступность современной акушерской помощи, естественный отбор действует до сих пор, благоприятствуя женщинам с широким, несмотря на недостаток питания, тазом и плодом меньшего веса. В богатых развитых странах, где акушеры-гинекологи готовы немедленно заняться любой женщиной, испытывающей трудности в родах, естественный отбор удается обойти. Матери и их дети имеют шанс выжить даже в тех случаях, когда роды сильно затруднены или вообще невозможны естественным путем из-за несоответствия диаметра родовых путей и размеров плода. Скальпель врача и умелые руки акушерок оказались острее косы естественного отбора.

Возможно, мы, современные люди, можем возложить ответственность за трудные роды на наших предков. Родовспоможение позволило ослабить давление отбора в отношении крупноголовых детей или женщин с узким тазом. Таким образом, мы сегодня испытываем трудности при родах, потому что приобрели способность к сотрудничеству. Нам нужна помощь при родах, потому что наши предки действительно оказывали друг другу помощь в этом процессе. Акушерство называют иногда древнейшей профессией, и с момента ее появления она гарантированно будет востребована всегда.

Мы посвятили много времени и внимания разбору функций таза и расположенных в его области органов, проследив их эволюцию начиная с таких отдаленных предков, как рыбы и амфибии; мы разобрались в том, как наземные животные преодолели трудности зачатия, связанные с выходом на сушу, и, кроме того, поняли, что не размеры таза ограничивают время пребывания плода в утробе матери, то есть продолжи тельность беременности. Вы также, возможно, чуть больше узнали о клиторе и половом члене. Однако таз – не только вместилище органов размножения и родовой канал – он участвует еще и в сочленении ног с туловищем.