Ewolucja stopy - długość palców

Jeżeli teraz przeanalizujemy całą drogę ewolucji stopy w kierunku wytworzenia struktury zdolnej do utrzymania oraz korzystania z dwunożności to dojdziemy śmiało do kolejnego wniosku: wytworzenie łuku (przede wszystkim poprzecznego - ale tego, który istnieje, czyli na wysokości kości klinowatych), które doprowadziło do usztywnienia stopy nadaje jej skuteczny napęd zarówno podczas chodu jak i podczas biegu, przy czym organizm podczas biegu omija fazę dwunożnego podparcia i występuje tak zwana faza lotu - m.in celem wytworzenia oszczędności energii. Zbyt labilna stopa w trakcie dwunożności rozpraszałaby siły i zmuszała tkanki miękkie, i co za tym idzie układ nerwowy do wytężonej pracy.

Sztywność jako CECHA, a nie WADA !

Usztywnienie niweluje nieco te zewnętrzne siły i duże momenty obrotowe, wspomagając lokomocję. Można zaobserwować jeszcze jedną bardzo interesująca zależność: długość palców a wytwarzane siły podczas chodu oraz biegu. Nie zastanawialiście się, dlaczego wielkie małpy. biegając posiadają stopy z długimi palcami? Dotarłem do ciekawych badań, które sugerują, że długość względna palców nie ma znaczącego wpływu. na wzrost siły mięśni zginaczy podczas fazy odpychania i zwiększania kosztów energii w trakcie chodu. Jednak podczas biegu długość palca ma znaczenie niebagatelne [13].

Główki kości śródstopia

Sam kształt powierzchni stawowych główek kości śródstopia ludzkiej stopy sugeruje, że zostały one stworzone do mierzenia się ze wspomnianymi siłami zginającymi staw grzbietowo (inaczej jest oczywiście u małp). Tym samym u człekokształtnych powierzchnie stawowe ustawione podeszwowo lepiej są dostosowane do funkcji chwytnych.

Współczesny paradygmat

Współczesny model biomechaniczny, a raczej ,,ciśnieniowy” stopy stworzył zespół McKeon’a (2015) [10] w oparciu o badania McKenziego z 1955 roku [11]. Okazuje się, że nie tylko ,,bierny” mechanizm kołowrotu stopy nadaje jej sztywność i poprawia pęd. Mięśnie wewnętrzne stopy potrafią unieść łuk w. taki sam sposób aby odtworzyć niejako te warunki.

Siła reakcji gruntu próbuje zgiąć grzbietowo stawy śródstopno - paliczkowe, a wspomniane mięśnie przeciwdziałają tym siłom - raczej równoważą je zwłaszcza w fazie push off. Gdy porównamy przekroje mięśni małp i ludzi okazuje się, że mięsień czworoboczny podeszwy u człowieka jest obszerniejszy, przy czym w innych mięśniach widzi się podobieństwo co do wielkości. i masy. Największą różnicę wykazuje stopa goryla (duży mięsień odwodziciel palca piątego) i orangutan (duży pierwszy grzbietowy mięsień międzykostny i mniejszy przywodziciel krótki palucha). Szympans okazał się osobnikiem posiadającym stopę będącą. konsensusem między gorylem i orangutanem, a człowiekiem [12].

Bibliografia:

9. Oishi, Motoharu, et al. "Multivariate analysis of variations in intrinsic foot musculature among hominoids." Journal of anatomy 232.5 (2018): 812-823.

10. McKeon PO, Hertel J, Bramble D, et al The foot core system: a new paradigm for understanding intrinsic foot muscle function Br J Sports Med 2015;49:290.

11. McKenzie J. The foot as a half-dome. Br Med J 1955;1:1068–9

12. Oishi, Motoharu, et al. "Multivariate analysis of variations in intrinsic foot musculature among hominoids." Journal of anatomy 232.5 (2018): 812-823.

13. Rolian, C., Lieberman, D.E., Hamill, J., Scott, J.W. and Werbel, W. (2009). Walking, running and the evolution of short toes in humans. J. Exp. Biol. 212, 713-721. doi:10.1242/jeb.019885

14. Venkadesan, M., Yawar, A., Eng, C. M., Dias, M. A., Singh, D. K., Tommasini, S. M., ... & Mandre, S. (2020). Stiffness of the human foot and evolution of the transverse arch. Nature, 1-4.

15. Bramble, D. M., & Lieberman, D. E. (2004). Endurance running and the evolution of Homo. Nature, 432(7015), 345-352.