Een gecombineerde studie naar de menselijke bekkenmorfologie, waarbij gebruik wordt gemaakt van genetica en deep learning met gegevens van meer dan 31.000 individuen, onthult genetische verbanden tussen de bekkenstructuur en -functie, voortbeweging en bevallingsuitkomsten. Onderzoekers van Western Washington University, Columbia University en de University of Texas in Austin rapporteerden deze bevindingen in 'Science'.
De studie biedt nieuwe inzichten in hoe onze soort is geëvolueerd om de tegenstrijdige eisen van tweevoetigheid [lopen op twee benen] en bevalling in evenwicht te brengen. De overgang naar tweevoetigheid bij hominiden [vroege menselijke voorouders] leidde tot significante veranderingen in de bekkenmorfologie, waaronder een korter en breder bekken, wat een rechtopstaande houding en efficiënte voortbeweging bevordert. Deze aanpassing vormde echter ook een uitdaging voor de bevalling, omdat de vernauwing van het geboortekanaal het moeilijker maakte voor baby's met grotere hersenen om erdoorheen te komen.
Dit conflict, bekend als het "obstetrisch dilemma" [de evolutionaire uitdaging om tweevoetigheid in evenwicht te brengen met bevalling], wordt al decennia lang besproken. Er is gesuggereerd dat dit dilemma zou kunnen worden verlicht door te evolueren naar het baren van minder ontwikkelde baby's, waardoor ze gemakkelijker door het geboortekanaal kunnen gaan. Deze theorie is echter in twijfel getrokken door recente studies die aantonen dat de menselijke zwangerschapsduur [pregnancy] en de grootte van de pasgeborene vergelijkbaar zijn met andere primaten van vergelijkbare grootte. Hoewel functionele genomische studies naar genexpressie en vergelijkingen tussen mensapen en mensen informatie hebben opgeleverd over de ontwikkeling van het bekken, blijft de genetische basis van de bekkenmorfologie bij mensen grotendeels onbekend.
Om de genetische basis van het menselijk bekken te bestuderen, gebruikten Liaoyi Xu en collega's dual-energy X-ray absorptiometry (DXA) [een type medische beeldvorming] beelden van het hele lichaam en genetische gegevens van 42.284 individuen in de UK Biobank [een grootschalige biomedische database]. Met behulp van een deep learning-benadering op 39.469 hoogwaardige DXA-beelden, leidden de onderzoekers een uitgebreide set van 7 skeletmetingen van het menselijk bekken af en voerden ze genoomwijde scans uit om genetische loci [specifieke locaties van genen op chromosomen] te identificeren die geassocieerd zijn met variaties in de bekkenverhouding.
De onderzoekers ontdekten 180 onafhankelijke genetische loci die geassocieerd zijn met de bekkenvorm en vonden geslachtsspecifieke verschillen in de genetische architectuur, evenals asymmetrieën in de bekkenstructuur die verband houden met lateralisatie [voorkeur voor het gebruik van één kant van het lichaam]. Ze ontdekten ook dat bredere geboortekanalen genetisch geassocieerd zijn met een langzamer gang [manier van lopen] en een hoger risico op bekkenbodemstoornissen, evenals een lager risico op obstructieve bevalling [wanneer een baby niet door het geboortekanaal kan].
Verder vond de studie geen bewijs dat een kortere zwangerschapsduur is geëvolueerd om de bevalling te vergemakkelijken, maar observeerde wel genetische correlaties tussen de bekkenvorm en de grootte van het hoofd, wat suggereert dat er evolutionaire reacties zijn op de uitdagingen van het baren van baby's met grote hersenen.