産科のジレンマ

産科的ジレンマとは、人間が出産時に合併症を避けるために他の人間の助けを必要とすることが多いのに対し、ほとんどの非ヒト霊長類は比較的容易に助けを借りずに出産できる理由を説明する仮説である。これは、胎児の頭が母親の産道にぴったりとフィットし、さらに産道が複雑に曲がっているために起こる。つまり、直立歩行しない他の哺乳類とは異なり、胎児の頭、ひいては体がフィットするために出産中に回転しなければならない。その結果、人間では頭骨盤不均衡や分娩障害の発生率が異常に高い。 ^[1]

産科ジレンマでは、この違いは、人間の骨盤の発達における2つの相反する進化圧力、すなわち母親の産道が小さいことと、胎児の脳、ひいては頭蓋骨が大きいことによる生物学的トレードオフによるものだと主張している。支持者は、二足歩行（直立歩行する能力）によって産道の骨の部分のサイズが小さくなったと考えている。また、数千年の間にヒト科動物と人間の頭蓋骨と脳のサイズが大きくなるにつれて、女性は出産するためにより広い腰を必要とし、この広い腰のために女性は本質的に男性よりも歩いたり走ったりする能力が劣り、赤ちゃんは産道を通れるように早く生まれなければならず、その結果、新生児の第4トリメスター（赤ちゃんが他の動物よりも発達が遅れているように見えるときに生まれること）と呼ばれる期間が生まれたと考えている。^[2]最近の証拠は、二足歩行が母親の産道の拡大を制限する強力な進化圧力の一部に過ぎないことを示唆している。二足歩行に加えて、母親の骨盤が広くなることで骨盤底の強度が低下し、産道が比較的狭いままになるという母親のフィットネス上の悪影響も引き起こします。^{[3] [4]}

この考えは1960年に初めて発表されたときには広く受け入れられたが、その後他の科学者から批判されてきた。^[5]

産科ジレンマという用語は、1960年にアメリカの著名な人類学者であるシャーウッド・ラーネッド・ウォッシュバーンによって、ヒトの骨盤の進化的発達と、ヒト科動物および非ヒト霊長類における出産および妊娠との関係を説明するために造られました。^[6]それから数十年にわたり、この用語は人類学者、生物学者、その他の科学者の間で、この仮説や関連するトピックの側面を説明するために広く使用されてきました。

産科ジレンマは、ヒト科動物が二足歩行を発達させ始めたとき、これら2つの相反する進化圧力間の衝突が非常に悪化したという仮説を立てている。人間は現在唯一認められている現存する絶対二足歩行霊長類であるため、つまり体型上2本足しか使えないため、女性の骨盤の形状を変えるために大きな進化が起きなければならなかった。^[2]人間の男性は移動に最適化された狭い腰に進化したのに対し、女性の腰は出産の必要性からより幅広く最適化された。^{[6] [7] [8]}人間の骨盤には、思春期前は性別を区別する骨格マーカーがない。思春期になると、ホルモンが女性の骨盤の形状を変え、産科的要求に応える。全体的に、種の進化を通じて、人間の体の多くの構造は、二足歩行に適応し、直立して前を向くことができるように、サイズ、比率、または位置を変えてきました。上半身を支えるために、骨盤に多くの構造的変化が加えられました。腸骨骨盤骨は前方に移動して広がり、坐骨骨盤骨は縮小して骨盤管が狭くなりました。これらの変化は、人間の頭蓋骨が大きくなるのと同時に起こっていました。

骨盤の検査は、骨格を通じて生物学的性別を識別する最も有用な方法です。人間の男性と女性の骨盤を区別する特徴は、出産と出産の選択圧に由来しています。女性は出産のプロセスを実行できなければなりませんが、二足歩行もできなければなりません。人間の女性の骨盤は、二足歩行を可能にすると同時に可能な限り広く進化してきました。女性骨盤のこれら2つの必要な機能の間の妥協は、特に男性と女性の比較骨格解剖学を通して見ることができます。^[9] （ここでは人間の骨盤の図が必要）人間の骨盤は、寛骨（腸骨、坐骨、恥骨）、仙骨、尾骨の3つの部分で構成されています。これら3つの部分がどのように関節し、その寸法がどれくらいであるかは、男性と女性を区別する鍵となります。女性は、男性の骨盤骨よりも全体的に骨盤骨が薄く密度が高いという特徴を獲得しました。女性の骨盤はまた、子供を安全に出産するために、はるかに幅広く、より大きなスペースを確保するように進化しました。性成熟後、女性の恥骨弓は一般的に鈍角（90〜100度）であるのに対し、男性はより鋭角（約70度）になる傾向があります。^[2]この角度の違いは、女性の骨盤全体が男性の骨盤よりも広く開いていることが好まれるという事実に起因する可能性があります。もう1つの重要な違いは、坐骨切痕に見られます。女性の坐骨切痕は、男性の坐骨切痕よりも広い傾向があります。骨盤入口も重要な違いです。骨盤入口は、女性では楕円形、男性ではハート形に観察されます。^[2]入口の形状の違いは、骨盤の坐骨間の距離に関係しています。入口をより広く楕円形にするために、女性の坐骨は男性の坐骨よりも互いに離れています。

男女間の仙骨の違いは、出産の必要性にも起因する。女性の仙骨は男性の仙骨よりも幅が広い。また、女性の仙骨は男性の仙骨よりも短いことも観察される。幅の違いは、女性の骨盤の全体的な形状が広いことで説明できる。女性の仙骨はまた、後方により湾曲している。これは、産道のためにできるだけ多くのスペースが必要であることで説明できる。女性の関節尾骨も、同じ理由で、男性の尾骨よりも一般的にまっすぐで柔軟であることが観察される。^{[2] [10]}女性の骨盤骨は一般に男性の骨盤骨よりも互いに離れているため、女性の寛骨臼はより内側に位置し、互いに離れている。この向きにより、歩行中の女性の腰の典型的なスイング運動が可能になる。^[2]寛骨臼は距離だけでなく深さも異なります。女性の寛骨臼は男性の寛骨臼よりも深さが深く、大腿骨頭が小さいことがわかっています。これにより、より安定した股関節が形成されます。^[10]最後の重要な違いの1つは、骨盤骨の耳介表面に見られます。女性に見られる仙腸関節が関節する耳介表面は、男性に見られる表面と比較して一般的に粗い質感を持っています。^[11]この関節表面の質感の違いは、男性と女性の仙骨の形状の違いによるものである可能性があります。これらの重要な違いを調べて、2つの異なる骨盤骨セットの生物学的性別を決定するために使用できます。これらはすべて、女性では二足歩行の必要性と出産の必要性によるものです。

初期の人類の祖先であるヒト科動物は、もともと非ヒト霊長類と似た方法で出産していた。これは、初期の絶対四足動物の個体が類人猿と似た骨格構造を保持していたためである。今日のほとんどの非ヒト霊長類は、新生児の頭が母親の産道に近い大きさであり、出産に助けを必要としない雌の霊長類が、同種の他の霊長類から離れて隔離されることを観察することによってその証拠となっている。^[9]現代人の出産は、母親の骨盤の形状と新生児の形態の両方により、他の霊長類とは大きく異なる。二足歩行に対処するためにさらなる適応が進化し、新生児の頭蓋骨の大型化も重要であった。例えば、新生児の回転、妊娠期間の短縮、出産の助け、新生児の頭部の柔軟性などである。

新生児の回転は、より大きな脳サイズに進化した人間にとっての解決策でした。比較動物学的分析により、人間の脳のサイズは異常であることが示されており、人間の脳は同様の比率の他の動物よりもかなり大きいです。大型類人猿の間でも、人間の脳はこの点で独特で、人間の最も近い親戚であるチンパンジーの3〜4倍の脳を持っています。新生児の頭蓋骨と母親の骨盤の密接な一致はサルの特徴でもありますが、骨盤の直径の向きは異なります。平均して、人間の胎児は母親の体重に対して、他の同様のサイズの霊長類で予想されるもののほぼ2倍の大きさです。^[2]胎児の頭と母親の骨盤の寸法の極めて密接な一致には、出産プロセス中のすべてのポイント（入口、中間面、出口）でこれらの寸法が一列に並ぶことが必要です。^[11]出産の際、新生児の回転は、体が回転して小さな骨盤に入るときに頭と肩が横方向に揃うようにすることで起こります。これは内旋とも呼ばれます。次に胎児は産道を出るときに縦方向に回転します。これは外旋とも呼ばれます。ヒトでは、産道の入口と出口の長軸は互いに垂直になっています。^[2]これは重要なメカニズムです。頭蓋骨のサイズと肩の幅が大きくなると、乳児が骨盤を通過するのが難しくなるためです。^[2]これにより、分娩が進むにつれて、胎児の頭の最大寸法が母体の骨盤の各面の最大寸法と揃います。^[2]ヒト以外の霊長類ではこれが異なり、ヒト以外の霊長類では産道が乳児を収容するのに十分な幅があるため新生児の回転は不要です。^[11]この複雑な出産メカニズムは、骨盤に対する胎児の頭の絶え間ない再調整を必要とし（骨盤の形状によって多少異なる）、胎児が回転や再調整なしに骨盤から落ちる他の高等霊長類の産科メカニズムとはまったく異なります。^[2]サルや高等霊長類の肩は狭く、回転せずに産道を通過できるのに対し、現代人の肩は広くて硬く、通過するには頭が通過するのと同じ一連の回転が必要です。^[11]

人類の二足歩行の進化により、骨盤は二足歩行を支えるため、より短く前方に湾曲した腸骨とより広い仙骨を持つように進化した。これにより産道は縮小し、より楕円形になったため、乳児は骨盤を通過できるように特定の姿勢で自分自身を回転させる特別な動作を経なければならない。これらの動作は7つの基本動作と呼ばれ、乳児は骨盤の最も広い直径で自分自身を回転させ、胎児の体の最も狭い部分が骨盤の最も狭い直径と揃うようにする。^[12]これらの動作には、係合、下降、屈曲、内旋、伸展、外旋、および排出が含まれる。

1. 出産の最初の動きは、頭の最初の部分が骨盤の入り口に入ることです。
2. 下降とは、乳児の頭の直径が最も広い骨盤入口を通って頭がより深く動くことを指します。
3. 屈曲は下降中に起こり、骨盤の組織が抵抗を生じ、頭が骨盤腔を下って乳児の顎を胸に近づけます。これにより、頭の最小部分が骨盤を突き抜け始め、乳児の娩出が積極的に促進されます。^[13]
4. 内旋は、頭部が下降し続け、抵抗筋のある骨盤底に接触したときに発生します。これらの筋肉により、乳児は頭を回転させ、頭と肩を骨盤内で動かすことができます。仙骨の幅広の形状により、胎児の頭は後頭横位から後頭前位に回転する必要があり、つまり乳児は横向きの位置から回転して前頭が母親の臀部に向くようにする必要があります。^[13]
5. 伸展とは、頭が恥骨結合を過ぎて、前頭が母親のお尻に向いたまま産道の下で曲がらなければならない点です。
6. 外旋（または復元）は、赤ちゃんの頭が体を通過した後、赤ちゃんが一時停止したときに起こります。この一時停止中に、赤ちゃんは肩が産道を通れるように横向き（母親の太ももに面して）に回転します。
7. 娩出は分娩の最終段階です。この段階では、まず前肩が産道を通過し、次に後肩が通過します。両方の肩が外に出ると、赤ちゃんは産道から完全に出されます。

7つの基本的な動きは、人間の赤ちゃんの陣痛と出産の正常なメカニズムであると考えられていますが、^[12]骨盤の大きさと形は女性によって異なる場合があり、特にこれらの動きが完全に赤ちゃんによって行われるため、回転と出産のエラーのリスクが高まる可能性があります。出産時の骨盤の形状に関する最大の問題の1つは、坐骨棘です。坐骨棘は骨盤底を支えるため、棘が離れすぎると骨盤底筋が弱くなります。これは、妊娠が進むにつれて、胎児を満期まで育てることが困難になるなどの問題を引き起こす可能性があります。人間の出産中に起こり得る別の合併症は、肩が産道に引っかかっている肩甲難産です。^[13]これにより、胎児の上腕骨と鎖骨が骨折し、出産後に母親が出血する可能性があります。^[13]したがって、これらの新生児の回転は、赤ちゃんが安全に骨盤を通過できるようにし、母親の健康も確保するために重要です。

ヒトの妊娠期間は、同程度のサイズの他の霊長類のほとんどよりも短いと考えられている。ヒトの妊娠期間は266日で、女性の最終月経初日から数えて9か月より8日短い。妊娠中、母親は胎児と母親の両方の組織成長の代謝コストと、成長する胎児の増え続ける代謝率を支えなければならない。^[14]哺乳類と霊長類の比較データによると、胎児が母親の体から離れるまでにどれだけ大きくエネルギーを消費して成長できるかには代謝上の制約があることが示唆されている。 ^{[14]この短い妊娠期間は}晩産性につながるため、母子の生存を確保するための適応であると考えられている。ヒト科の系統では新生児の脳と体のサイズが増加しており、ヒトの母体への投資は同様の体重の霊長類で予想されるよりも大きい。^[14]産科ジレンマ仮説は、出産を成功させるためには、乳児をどんどん早く産まなければならず、その結果、子どもの発達が未熟になるということを示唆している。^[14]乳児が未発達の状態で生まれるという概念は、早産性と呼ばれる。人間は未発達の脳で生まれ、出生時に完全に発達しているのは脳の25％だけである。一方、非ヒト霊長類では乳児の脳は45～50％発達した状態で生まれる。^[15]科学者たちは、妊娠期間が短いのは骨盤が狭いためだと考えている。赤ちゃんの頭が産道に収まらない大きさになる前に生まれなければならないからである。

人間の乳児も、骨盤の形状のため、ほとんどの場合、他の人間の助けを借りて生まれます。骨盤と産道の開口部が後ろを向いているため、人間は赤ちゃんを産道から導くことができず、自分で出産するのが困難です。人間以外の霊長類は、骨盤と開口部がより前方にあるため、誰の助けも必要ないため、出産時に孤立した場所を探します。^[11]人間の進化のどの時点で出産の介助が始まったのかを確かめる証拠はありませんが、一部の研究者はホモ・ハビリスを示唆しています。^[16]人間の乳児は、他の霊長類よりもはるかに多く、はるかに長い間、親に依存しています。^{[7] [14]}人間は、他の種が生まれたときから自立しますが、子供の成長に伴い、子供の世話に多くの時間を費やします。乳児の発達が速いほど、女性の生殖出力が高くなります。^{[17]そのため、人間の場合、乳児の発達が遅いことの代償として、人間の生殖は比較的遅くなります。この現象は、}協力的繁殖としても知られています。

人間は胎児の頭部が非常に柔らかい状態で生まれますが、胎児が子宮から出た時点では、頭部は完全には発達していません。^[2]胎児の頭頂部のこの柔らかい部分は、頭部を圧迫して産道を塞がずに通過しやすくします。^[7]これにより、出生後に頭部がさらに発達し、出産プロセスに影響を与えることなく頭蓋骨が成長し続けることができます。

産科ジレンマ仮説は、より多くのデータが収集され、分析されるにつれて、いくつかの疑問を呈してきました。さまざまな研究分野が、人間の出産プロセスと人間の祖先の種の出産プロセスについてさらに理解することに関心を寄せています。

いくつかの研究では、これまで考えられていたよりも早い段階で脳の成長率が高いことが示されており[18]、これは^産科的ジレンマの説明として人間は未発達の脳を持って生まれるという考え方に疑問を投げかけています。これは、脳の成長率が発達初期に最も高ければ、そのときに脳のサイズが最も大きくなるからです。成長のほとんどがすでに起こっていたとしたら、早産では頭のサイズがそれほど大きくならないはずです。また、母親の骨盤の大きさはいくつかの生態学的要因に敏感であることが示唆されています。

体重と脳の質量を関連付ける証拠は数多くあり、胎児の成長における母親の代謝が重要な要因であると結論づけられています。母親の制約は主に熱ストレスまたはエネルギー利用可能性によるものです。新生児の脳質量が大きいほど、それを維持するために必要なエネルギーが多くなります。子宮内で脳が完全に発達すると、母親はより多くのエネルギーを必要とします。母親のエネルギーが制限要因である場合、乳児は母親が維持できる範囲でしか成長できません。また、胎児の大きさは母親のエネルギー使用と正の相関関係にあるため、胎児が大きいほど母親が熱ストレスを受ける可能性が高くなるため、熱ストレスが問題となります。^[6]

追加の研究は、他の要因が産科ジレンマ仮説をさらに複雑にする可能性があることを示唆している。その1つは、おそらく農業の出現による食生活の変化である。これは、農業が発達して以来の食生活の変化と人口密度の増加の両方が原因である可能性があり、人口が増えると病気も増える。^[6]双子を対象とした研究でも、骨盤の大きさは遺伝よりも生活環境による可能性が高いことが示された。^[19]別の研究では、狭い腰が移動に最適化されているという考えが否定されている。なぜなら、主に陸上移動で生き延びた後期石器時代の南アフリカの集団には、特徴的に小さい体格で大きな骨盤管を持つ女性がいたことがわかったからである。^[6]

妊娠と成長のエネルギー論（EGG）仮説は、妊娠と出産の制約を母親のエネルギー制限と同一視し、産科ジレンマ仮説に直接挑戦するものである。プロのアスリートと妊婦を対象とした研究では、有害な影響を引き起こすことなく女性が作り出せるエネルギー量には上限があり、基礎代謝率の約2.1倍であることが示された。妊娠中、新生児の脳の質量と長さは成長し、それを維持するために必要なエネルギーが増える。その結果、胎児のエネルギー需要と、その需要を満たす母親の能力との間でバランスが競合する。妊娠約9か月で、胎児のエネルギー需要は母親のエネルギー制限を超え、平均出産時間と相関する。^[14]新生児は母乳で維持することができ、これは母親と子供の間の栄養伝達のより効率的でエネルギー要求の少ないメカニズムである。^[20]さらに、この仮説は、産科的ジレンマとは反対に、骨盤サイズの増加が二足歩行に有害ではないことを示しています。男性と女性の走行メカニズムを研究した結果、骨盤サイズの増加は女性に対する代謝や構造上の要求の増加とは関係がないことが示されました。^[21]

産科ジレンマ仮説もまた、新たな研究に基づいて概念的に疑問視されている。著者らは、産科ジレンマ仮説は、人類、ひいてはヒト科の出産が種の進化を通じて苦痛を伴う危険な経験であったことを前提としていると主張している。^[22]この前提は根本的に誤っている可能性がある。なぜなら、初期の分析の多くは、 19世紀から20世紀の西ヨーロッパと米国の限られた集団における、主にヨーロッパ系女性の妊産婦死亡データに焦点を当てていたからである。 ^[22]最近の研究では、人間の骨盤の形状、身長、頭の大きさの共変動が報告されている。頭の大きい女性は、頭の大きい新生児に適した産道を持っていると言われている。頭の大きい母親は通常、頭の大きい新生児を出産する。したがって、検出された共変動のパターンは出産を容易にすることに寄与しており、強い相関選択に応じて進化してきた可能性が高い。^[23]最近の研究では、「産科的ジレンマ」という元々の考え方を評価し、人間に見られる胎児と骨盤の密着性について、より詳細で複雑な説明を提供することを目指しました。彼らは、元々の産科的ジレンマ仮説は、母親の骨盤の形状と胎児の大きさを制限する進化的、生態学的、生物文化的圧力の複雑な組み合わせを説明する基礎として依然として価値があると提案しています。^[24]

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