Wissenschaftler haben herausgefunden, warum die Geburt so kompliziert und gefährlich geworden ist

Die Weltgesundheitsorganisation schätzt, dass jedes Jahr etwa 300.000 Menschen an Ursachen im Zusammenhang mit einer Schwangerschaft sterben.

Eine Studie ergab, dass komplexe menschliche Geburts- und kognitive Fähigkeiten aus dem aufrechten Gehen resultieren.

Die Geburt beim Menschen ist komplexer und schmerzhafter als bei Menschenaffen. Es wurde lange angenommen, dass dies auf das größere Gehirn des Menschen und die schmalen Abmessungen des Beckens einer Mutter zurückzuführen sei. Forscher der Universität Zürich haben nun anhand von 3D-Simulationen gezeigt, dass die Geburt auch bei frühen Homininen ein hochkomplexer Prozess war, der zu Neugeborenen mit relativ kleinen Gehirnen führte – mit wichtigen Auswirkungen auf ihre kognitive Entwicklung.

Komplikationen treten bei Frauen während und nach Schwangerschaft und Geburt häufig auf. Die meisten dieser Probleme treten während der Schwangerschaft auf und können vermieden oder behandelt werden. Die Geburt ist jedoch immer noch gefährlich. Die Weltgesundheitsorganisation schätzt, dass jeden Tag 830 Menschen an Ursachen im Zusammenhang mit Geburt und Schwangerschaft sterben. Darüber hinaus erleiden auf jede Frau, die bei der Geburt stirbt, weitere 20-30 eine Verletzung, Infektion oder Behinderung.

Vier Hauptkomplikationen sind für 75 % der Müttersterblichkeit verantwortlich: schwere Blutungen (normalerweise nach der Geburt), Infektionen, Bluthochdruck während der Schwangerschaft und geburtshilfliche Komplikationen. Andere häufige Probleme sind unsichere Abtreibungen und chronische Erkrankungen wie Herzkrankheiten und Diabetes.

All dies zeigt, wie viel schwieriger und schmerzhafter die menschliche Geburt ist als die von Menschenaffen. Es wurde lange angenommen, dass dies auf das größere Gehirn des Menschen und die begrenzten Abmessungen des Beckens der Mutter zurückzuführen ist. Forscher der Universität Zürich haben nun anhand von 3D-Simulationen gezeigt, dass die Geburt auch bei frühen Homininenarten ein hochkomplexer Vorgang war, der Neugeborene mit relativ kleinen Gehirnen zur Welt brachte – mit dramatischen Folgen für ihre kognitive Entwicklung.

Der Fötus navigiert normalerweise durch einen engen und komplexen Geburtskanal, indem er seinen Kopf in verschiedenen Stadien während der menschlichen Geburt beugt und bewegt. Dieses komplexe Verfahren birgt ein erhebliches Risiko geburtshilflicher Komplikationen, die von verlängerter Entbindung bis Totgeburt oder Muttertod reichen können. Es wurde lange angenommen, dass diese Probleme das Ergebnis eines Konflikts zwischen Menschen sind, die sich an das aufrechte Gehen gewöhnen, und unserem großen Gehirn.

Das Dilemma zwischen aufrechtem Gehen und großen Köpfchen

Das Gehen auf zwei Beinen entwickelte sich vor etwa sieben Millionen Jahren und formte das Becken der Homininen dramatisch in einen echten Geburtskanal um. Die größten Gehirne begannen sich jedoch erst vor 2 Millionen Jahren zu entwickeln, als die ersten Arten der Gattung Homo auftauchten. Die evolutionäre Lösung für das Dilemma, das durch diese beiden widersprüchlichen evolutionären Kräfte geschaffen wurde, war die Geburt von unreifen, hilflosen und relativ hirnlosen Neugeborenen – ein Zustand, der als sekundäre Erleichterung bekannt ist.

Eine Forschungsgruppe unter der Leitung von Martin Hausler vom Institut für Evolutionäre Medizin (UZH) der Universität Zürich und ein Team unter der Leitung von Pierre Vermondier von der Universität Aix-Marseille fanden heraus, dass Australopithecinen, die vor etwa vier bis zwei Millionen Jahren lebten, ein komplexes Geburtsmuster hatten im Vergleich zu Menschenaffen. „Da Australopithecinen wie Lucy relativ kleine Gehirngrößen hatten, aber bereits morphologische Anpassungen an das Gehen auf zwei Beinen zeigten, sind sie ideal, um die Auswirkungen dieser beiden gegensätzlichen evolutionären Kräfte zu untersuchen“, sagt Häusler.

Lucys Geburtssimulator

Lucy (Australopithecus afarensis) Geburtssimulation mit drei verschiedenen fötalen Kopfgrößen. In den Geburtskanal passt nur maximal 30 Prozent des Gehirnvolumens eines Erwachsenen (rechts). Bildnachweis: Martin Häusler, UZH

Typisches Verhältnis von fötaler und erwachsener Kopfgröße

Die Forscher verwendeten eine 3D-Computersimulation, um ihre Ergebnisse zu entwickeln. Da es keine Fossilien von neugeborenen Australopithecinen gab, simulierten sie den Geburtsprozess mit unterschiedlichen fötalen Kopfgrößen, um die potenzielle Bandbreite der Schätzungen zu berücksichtigen. Jeder Typ hat ein typisches Verhältnis zwischen den Gehirnvolumina von Neugeborenen und Erwachsenen. Anhand des Anteils nichtmenschlicher Primaten und der durchschnittlichen Gehirngröße eines erwachsenen Australopithecus errechneten die Forscher eine durchschnittliche neugeborene Gehirngröße von 180 Gramm. Dies entspricht einem Volumen von 110 Gramm beim Menschen.

Für die 3D-Simulationen berücksichtigten die Forscher auch die erhöhte Beweglichkeit der Beckengelenke während der Schwangerschaft und ermittelten realistische Weichteildicken. Sie fanden heraus, dass fötale Kopfvolumina von nur 110 g den Beckeneingang und die mittlere Ebene ohne Schwierigkeiten passierten, im Gegensatz zu den Größen 180 g und 145 g. „Das bedeutet, dass Neugeborene in Australopithecus neurologisch unreif und wie heutige Babys auf Hilfe angewiesen waren“, erklärt Hosler.

Erweitertes Lernen ist der Schlüssel zu kognitiven und kulturellen Fähigkeiten

Die Ergebnisse legen nahe, dass es möglich ist, dass Australopithecinen schon vor dem Aufkommen der menschlichen Rasse eine Form der kooperativen Zucht praktizierten. Im Vergleich zu Menschenaffen entwickelten sich die Gehirne außerhalb des Mutterleibs länger, was es Säuglingen ermöglichte, von anderen Mitgliedern der Gruppe zu lernen. „Diese lange Lernphase gilt gemeinhin als entscheidend für die kognitive und kulturelle Entwicklung des Menschen“, sagt Häusler. Diese Schlussfolgerung wird auch durch die ältesten dokumentierten Steinwerkzeuge gestützt, die auf 3,3 Millionen Jahre zurückgehen – lange vor dem Erscheinen der Menschheit.

Referenz: „Dynamische Finite-Elemente-Simulationen enthüllen den frühen Ursprung komplexer menschlicher Geburtsmuster“ von Pierre Vermondier, Lionel Thulon, François Marchal, Cinzia Fournay, Nicole M. Webb und Martin Heisler, 19. April 2022, Kommunikationsbiologie.
DOI: 10.1038 / s42003-022-03321-z

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