Eine kombinierte Studie zur menschlichen Beckenmorphologie, die Genetik und Deep Learning mit Daten von über 31.000 Personen nutzt, zeigt genetische Verbindungen zwischen Beckenstruktur und -funktion, Fortbewegung und Geburtsergebnissen. Forscher der Western Washington University, der Columbia University und der University of Texas at Austin berichteten diese Ergebnisse in 'Science'.
Die Studie bietet neue Einblicke, wie sich unsere Spezies entwickelt hat, um die widersprüchlichen Anforderungen von Bipedalismus [Gehen auf zwei Beinen] und Geburt in Einklang zu bringen. Der Übergang zum Bipedalismus bei Hominiden [frühen menschlichen Vorfahren] führte zu signifikanten Veränderungen in der Beckenmorphologie, einschließlich eines kürzeren und breiteren Beckens, was eine aufrechte Haltung und effiziente Fortbewegung ermöglichte. Diese Anpassung stellte jedoch auch eine Herausforderung für die Geburt dar, da die Verengung des Geburtskanals es Babys mit größeren Gehirnen erschwerte, hindurchzukommen.
Dieser Konflikt, bekannt als das "Geburtshilfe-Dilemma" [die evolutionäre Herausforderung, Bipedalismus mit Geburt in Einklang zu bringen], wird seit Jahrzehnten diskutiert. Es wurde vermutet, dass dieses Dilemma möglicherweise dadurch gemildert wurde, dass man sich so entwickelte, dass man weniger entwickelte Babys zur Welt brachte, wodurch sie leichter durch den Geburtskanal gelangen konnten. Diese Theorie wurde jedoch durch neuere Studien in Frage gestellt, die zeigen, dass die menschliche Schwangerschaft [Gestation] und die Neugeborenengröße mit anderen Primaten ähnlicher Größe vergleichbar sind. Während funktionelle Genomstudien zur Genexpression und Vergleiche zwischen Menschenaffen und Menschen Informationen über die Beckenentwicklung geliefert haben, ist die genetische Basis der Beckenmorphologie beim Menschen weitgehend unbekannt.
Um die genetische Basis des menschlichen Beckens zu untersuchen, verwendeten Liaoyi Xu und Kollegen Dual-Energy-Röntgenabsorptiometrie (DXA) [eine Art medizinische Bildgebung] Bilder des gesamten Körpers und genetische Daten von 42.284 Personen in der UK Biobank [einer groß angelegten biomedizinischen Datenbank]. Mithilfe eines Deep-Learning-Ansatzes auf 39.469 hochwertigen DXA-Bildern leiteten die Forscher einen umfassenden Satz von 7 Skelettmessungen des menschlichen Beckens ab und führten genomweite Scans durch, um genetische Loci [spezifische Orte von Genen auf Chromosomen] zu identifizieren, die mit Variationen in der Beckenproportion verbunden sind.
Die Forscher entdeckten 180 unabhängige genetische Loci, die mit der Beckenform verbunden sind, und fanden geschlechtsspezifische Unterschiede in der genetischen Architektur sowie Asymmetrien in der Beckenstruktur im Zusammenhang mit der Lateralität [Präferenz für die Verwendung einer Körperseite]. Sie fanden auch heraus, dass breitere Geburtskanäle genetisch mit langsamerem Gang [Art des Gehens] und einem höheren Risiko für Beckenbodenstörungen sowie einem geringeren Risiko für einen behinderten Geburtsvorgang [wenn ein Baby nicht durch den Geburtskanal gelangen kann] verbunden sind.
Darüber hinaus fand die Studie keine Beweise dafür, dass sich eine kürzere Schwangerschaft entwickelt hat, um die Geburt zu erleichtern, beobachtete jedoch genetische Korrelationen zwischen der Beckenform und der Kopfgröße, was auf evolutionäre Reaktionen auf die Herausforderungen der Geburt von Babys mit großen Gehirnen hindeutet.