Поперечний звід стопи виявився найважливішим для її поздовжньої жорсткості

40 відсотків жорсткості людської стопі забезпечує її поперечний звід, повідомляється в. Раніше вважалося, що для підтримки форми стопи важливіше всього найбільший її звід - медіальний поздовжній. Нові дані допоможуть переглянути погляди на розвиток прямокерування у предків людини.

При ходьбі людина спирається на всю стопу. Для ефективного відштовхування від опори середня частина стопи повинна бути досить жорсткою. Жорсткість цю забезпечують два склепіння - медіальний поздовжній (є й інші поздовжні) і поперечний. Вони утворені кістками плюсні і передплюсні, а також зв'язками і м'язами.

У більшості досліджень прямозбереження автори приділяли увагу медіальному поздовжньому склепінню як найбільшому. Однак не цілком зрозуміло, як висота медіального поздовжнього склепіння впливає на жорсткість стопи: наприклад, люди з сильним поздовжнім плоскостопством, у яких він майже не виражений, нерідко можуть цілком нормально ходити перекатом з п'яти на шкарпетку, тобто знижена жорсткість стопи їм ніби не заважає. До того ж, в теорії і поперечний звід може частково її забезпечувати: якщо зігнути аркуш паперу поперек, він витримає більший вантаж на одному зі своїх кінців, ніж якщо залишити його плоским.

Тому вчені з Єльського університету, шведського Північного університету теоретичної фізики, Ворікського університету і ряду інших зібрали вимірювання поперечного склепіння стопи у людей-добровольців, шимпанзе, горил (дані з літератури) і декількох вимерлих видів гомінід (, та інших; за фотографіями кісток). Особливо дослідників цікавило становище четвертої кістки плюсні.

Крім того, в авторів у розпорядженні був донорський матеріал - заморожені ноги померлих жінок 55 і 64 років. Їх піддали випробуванням: поставили на дві платформи і навантажили так, щоб імітувати масу тіла людини. Жорсткість стоп вимірювали в цільному стані і після перерізки частини зв'язок, які підтримують поперечне склепіння.

Тести справжніх ніг показали, що при пошкодженні поперечного склепіння стопи її жорсткість дійсно падає, притому під високим навантаженням - більш ніж на 40 відсотків. Це набагато більше, ніж можна було очікувати. А вимірювання склепінь стоп і положення четвертої кістки плюсні у різних видів дозволило вивести кут вигину цього ж склепіння, при якому він починає грати помітну роль у жорсткості стопи - і, ймовірно, забезпечувати прямозбереження. За розрахунками дослідників, такий кут спостерігався ще у австралопитеків за півтора мільйона років до виникнення роду.

Виходить, що для прямозбереження може бути важливішим поперечний звід стопи. Це означає, що воно могло виникнути і у тих, хто ще не володів добре розвиненим поздовжнім склепінням. Крім того, автори кажуть, що їхні дані можуть допомогти в розробці взуття для корекції плоскостопства і вивченні локомоції людини, а також змінити деякі підходи до створення кінцівок роботів.

Тим не менш, для прямозбереження важлива форма не тільки стоп, але і хребта. Однією зі змін у будові хребетного стовпа, що забезпечили прямозбереження предкам людини, вважають укорочення грудного відділу з 13 хребців до 12. Найдавнішою відомою знахідкою гомініда з 12 хребцями грудного відділу 3,3 мільйона років, це останки австралопитеку з Ефіопії.