Nasze stopy, najważniejsze z punktu widzenia naszej zdolności do chodzenia i biegania, są skonstruowane jeszcze bardziej genialnie, niż myśleliśmy. Hinduscy naukowcy, pracujący w USA, Wielkiej Brytanii i Japonii, twierdzą na łamach czasopisma „Nature”, że do tej pory nie potrafiliśmy ich odpowiednio docenić.

Chodzi o to, że kluczowe znaczenie dla naszej zdolności poruszania się przypisywaliśmy łukowi uformowanemu przez kości wzdłuż naszej stopy, podczas gdy z punktu widzenia własności mechanicznych bardziej istotny jest łuk, który tworzy się w poprzek. Odkrycie może pomóc w tworzeniu lepszych butów, ale i lepszych protez, czy nawet sprawniejszych robotów.

Podczas marszu, czy biegania przednia część naszej stopy naciska na podłoże z siłą przekraczającą kilkakrotnie nasz ciężar. Mimo to nie ulega żadnej znaczącej deformacji. Tak sztywna stopa, inna niż u naszych krewnych naczelnych, miała kluczowe znaczenie dla sukcesu ewolucji naszego sposobu poruszania się na dwóch nogach.

Madhusudhan Venkadesan z Yale University, Shreyas Mandre z University of Warwick i Mahesh Bandi z Okinawa Institute of Science & Technology (OIST) pokazali z pomocą symulacji komputerowych, że mechaniczne własności stóp nie wiążą się tylko z charakterystycznym podłużnym łukiem, który dobrze znamy, ale i poprzecznym, uformowanym w obrębie śródstopia.

Badacze posłużyli się symulacjami komputerowymi, prowadzili też eksperymenty na modelach, z wykorzystaniem prawdziwych, pobranych ze zwłok stóp, wreszcie na próbkach szkieletów naszych odległych, człekokształtnych przodków.

Podłużny łuk stopy był do tej pory głównie badany, ale okazuje się, że poprzeczny może być bardziej istotny /OIST /Materiały prasowe

Okazało się, że wbrew opiniom obowiązującym w nauce od blisko stulecia, to właśnie poprzeczny łuk odpowiada za sztywność stopy w największym stopniu, znaczenie łuku podłużnego jest dużo mniejsze.


Dowód na to każdy z nas może znaleźć we własnym portfelu, banknot który trzymamy w palcach opada swobodnie, chyba, że uformujemy go poprzecznie w lekki łuk. Wtedy będzie się trzymał poziomo. Taki sam efekt działa w naszej stopie – mówi Venkadesan. Mechanizm nie jest tak prosty, jak w przypadku kawałka papieru, stopa składa się z wielu kości i innych struktur, ale zasada jest analogiczna.

ballet dancer massaging her foot

Odkrycie może wytłumaczyć zagadkę z odległej przeszłości. Do tej pory naukowcy nie rozumieli jak przedstawiciel gatunku Australopithecus afarensis mógł 3,66 miliona lat temu poruszać się na dwóch nogach i pozostawić podobne do naszych ślady, mimo że nie miał w swoich stopach podłużnego łuku.

Badania szczątków naszych dalekich przodków pozwoliły ocenić, że łuk poprzeczny mógł się rozwinąć w ich stopach już wtedy, czyli 1,5 miliona lat wcześniej, niż pojawili się pierwsi bliżsi przodkowie człowieka.

To mogło znacznie przyspieszyć ich ewolucję.

 

 

Źródło: PhysOrg