Изкривяване на стъпалото при; произход на Science et Avenir бипедализъм

Публикувано на 15.03.2020 г. в 11:00 ч.

С твърде гъвкав крак, невъзможно да се ходи. Според изследователи от Йейлския университет, твърдостта на крака на двуногата зависи от две кривини на свода: едната надлъжна спрямо добре известната важност, а другата напречна на ролята, която до този момент е била подценявана.

Без сковано средно стъпало не можете да ходите. Злато без напречно извита арка, без твърдост.

„Сковаността на човешкото стъпало позволява ефективно бутане при ходене или бягане и е необходима за появата на бипедализъм“, казва група изследователи от Йейлския университет (САЩ) в публикувано проучване на Nature на 26 февруари 2020 г. Това изявление представлява консенсус в рамките на научната общност. Хората притежават сводеста (извита, с форма на арка) средна част на краката, която е твърде твърда, за да се огъне отпред назад: тази характеристика е известна, че прави човешкото стъпало достатъчно силно, за да действа като лост и да притиска към гърба на всяка стъпка. Също така знаем, че човешкото стъпало не е напълно сковано, че запазва достатъчна гъвкавост и еластичност, за да съхранява енергията, произведена от мускулите, и да я освобождава, за да тласне тялото напред, като пружина. Следователно много точната степен на твърдост на крака му позволява на хората да ходят.

Но от каква морфологична характеристика зависи твърдостта на хомо сапиенса? За степента на кривина на надлъжната дъга на стъпалото, която започва от петата и минава до метатарзуса, изследователите по целия свят отговарят в унисон от няколко години. Според тях надлъжната ос на свода е не само естетична: тя трансформира вертикалните сили поради гравитацията в сили на натиск, разпределени в дебелината на стъпалото, което позволява на крайника да не се срути върху себе си при ходене и да възстанови енергията в ефективна форма за движение напред. Въпреки това, степента на кривина на друга арка в стъпалото също може да помогне за втвърдяване на стъпалото, казват изследователите от Йейл: напречната дъга на стъпалото, тоест арката, описана от тарзалните кости и метатарзалите от едната страна на крайника до другата, би била отговорна за 40% от сковаността на човешкото стъпало.

Модели с три крака, за да обяснят съотношението на кривина-скованост на човешкото стъпало

За да демонстрират ролята на напречния свод на свода на стъпалото за втвърдяване на стъпалото, авторите на изследването на Nature първо са моделирали тази арка като напречно извита еластична обвивка. Тъй като тази обвивка е относително гъвкава, изследователите успяха да й присвоят различни нива на кривина. Те също го подлагали на сили, подобни на тези, упражнявани върху човешкото стъпало при ходене и измервали степента му на твърдост. И това, което откриха, ги подтикна да продължат своите експерименти: според първите им резултати, колкото повече се увеличава степента на напречната кривина на корпуса, толкова по-високо е неговото ниво на твърдост.

Защото, ако този първи модел на стъпалото даде възможност да се опише връзка между формата на конструкцията и твърдостта на последната, не е достатъчно да се разбере как кривината на напречния свод на стъпалото допринася за сковаността. Последният.