Международная группа ученых построила математическую модель, которая описывает возникновение акушерской дилеммы — высокого процента родов, осложненных тазоголовной диспропорцией. Результаты работы представлены в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Тазоголовная диспропорция — показание для проведения кесарева сечения, при котором размер головы плода превышает ширину таза матери. Проблему связывают с возникновением прямохождения (около пяти миллионов лет назад), с одной стороны, и увеличением объема головного мозга (около двух миллионов лет назад) в процессе эволюции, с другой. Таким образом, естественный отбор принимал характер парадокса: развитие мозга было необходимо для эволюции, однако условием прямохождения и предотвращения преждевременных родов являлся именно узкий таз, повышающий риск осложнений при родах.

На уровне индивидов вариативность размеров таза у матери и головы у новорожденного определяется генами ребенка и матери и часто соответствует друг другу. Так, у крупных женщин, как правило, рождаются крупные младенцы. Однако вклад в соотношение вносят также гены отца, которые не подвергаются отбору, и средовые факторы. Например, у женщин, перешедших на белковую диету в зрелом возрасте, с большей вероятностью рождаются более крупные дети. В новой работе ученые из Венского университета и других учреждений построили математическую модель, которая объясняет противоречивый сценарий такого отбора.

Авторы построили функцию распределения индивидуальной приспособленности к родам на основе переменной D — разности между шириной таза матери и размером головы новорожденного. Отрицательные значения переменной соответствовали ситуации, когда роды прошли без осложнений, а при D равной нулю функция приспособленности достигала максимума. Результаты показали, что большое количество осложненных родов у человека неизбежно. Так, оба признака имеют нормальное распределение, и значения D всегда входят в зону тяжелых родов. Кроме того, показатель зависит от широкого круга генетических переменных.

Наконец ученые предсказывают не только сохранение, но и рост уровня осложнений при слабом направленном отборе. В частности, кесарево сечение, которое значительно снизило материнскую смертность во время родов, согласно построенной модели, изменяет градиент отбора за счет увеличения числа новорожденных с крупной головой. По словам авторов, расчеты показывают, что такой отбор должен увеличивать диспропорцию размера головы ребенка и ширины таза матери на 10–20 процентов всего за два поколения. Однако последнее предсказание пока не подтверждено эмпирическими данными.