Пятница, 23 февраля, 2024
ДомойБиологияАрхи-соперники: чем человеческие ступни отличаются от наших собратьев-приматов – «шедевр эволюции»

Архи-соперники: чем человеческие ступни отличаются от наших собратьев-приматов – «шедевр эволюции»

- Advertisement -

Исследования эволюции стопы человека подчеркивают важность медиального продольного свода и изучают изменчивость морфологии стопы, на которую влияют такие факторы, как образ жизни, обувь и генетические особенности. Фото: SciTechDaily.com

Комплексное исследование открывает новое понимание эволюции и сложности человеческой стопы, уделяя особое внимание медиальному продольному своду и его значению в дифференциации Homo sapiens от приматов.

«Человеческая стопа — один из сложнейших шедевров эволюции, произведение искусства биомеханики: она не только позволяет нам ходить, бегать и прыгать, но и является истинным свидетелем нашего прошлого и настоящего», — отмечает Рита. Соррентино, исследователь кафедры биологических, геологических и экологических наук Болонского университета и первый автор обширного исследования, опубликованного в Коммуникационная биологияпроливая новый свет на сложную эволюцию наших ног.

Исследовательская деятельность с участием исследователей из Ортопедического института Риццоли и Пизанского университета была сосредоточена на медиальном продольном своде стопы: уникальной характеристике, которая отличает наш вид. Человек разумный — от нечеловекообразных приматов.

Понимание продольного свода стопы и плоскостопия

Продольный свод — это функциональная адаптация, которая позволяет стопе переключаться с функции амортизатора на функцию рычага во время фаз контакта и отрыва от земли, механизм, который позволяет нам эффективно ходить на двух ногах. Однако, несмотря на свою важность, до сих пор неясно, когда эта характеристика появилась в ходе нашей эволюционной истории. Тема «плоскостопии» еще больше усложняет картину: это широко распространенное состояние, заключающееся в более или менее выраженном уплощении медиального продольного свода.

«Не все плоскостопие одинаковы, и все же не существует во всем мире клинического определения плоскостопия у людей», — объяснили Альберто Леардини и Клаудио Бельведере, ученые из Лаборатории анализа движений и функциональной оценки протезов Ортопедического института Риццоли и среди авторов исследования.

Анатомическое положение ладьевидной кости (оранжевый цвет) на медиальном столбе стопы (вверху). Внизу изображены археологические изображения ладьевидной кости H. sapiens (из коллекции человеческих скелетов, идентифицированной Фрассетто – Университет Болоньи) в проксимальном (внизу слева) и дистальном (внизу справа) видах. Показано расположение ориентиров и конфигураций полуориентиров: пять фиксированных ориентиров (черные), 46 изогнутых полуориентиров (голубые), описывающие соответствующие контуры суставной поверхности, и 34 поверхностных полуориентиров (оранжевые) на суставных поверхностях и бугристости ладьевидной кости. Кредит: Соррентино и др. Коммуникационная биология

Морфология ладьевидной кости и стопы

Чтобы найти ответы, ученые сосредоточились, в частности, на роли ладьевидной кости – краеугольного камня медиального продольного свода стопы.

«Результаты этого исследования подчеркивают различия в морфологии ладьевидной кости у людей с плоскостопием и у людей с хорошо развитым продольным сводом», — объясняет Мария Джованна Белькастро, профессор кафедры биологических, геологических и экологических наук Болонского университета и координатор исследований. «В частности, люди, у которых во взрослом возрасте развилось плоскостопие, демонстрируют различия в форме ладьевидной кости по сравнению с людьми с правильным сводом стопы или врожденным плоскостопием».

Такое развитие событий поднимает вопросы о природе врожденного плоскостопия, предполагая, что оно может представлять собой нормальный вариант морфологии стопы, и, таким образом, подчеркивает важность морфологии костей в структуре свода стопы.

Морфология стопы зависит от образа жизни

Ученые также сосредоточились на другой интересной теме: различиях внутри современных Человек разумный группы населения. Действительно, результаты показывают, что на развитие продольного свода могут влиять такие факторы, как тип обуви, образ жизни и преобладающие стратегии передвижения.

«Мы наблюдали, что у людей, принадлежащих к группам охотников-собирателей, которые живут без обуви, ступни более подвижны и относительно плоские, чем у популяций, использующих современную обувь», — объясняет Дамиано Марки, профессор Пизанского университета, один из исследователей. первооткрывателей Homo naledi и одного из координаторов исследования. «Эти различия могут происходить из-за разного культурного образа жизни и обычаев: поэтому ступни популяций охотников-собирателей могут представлять собой форму, более близкую к форме наших доисторических предков».

Сравнение современных и древних стоп

Расследование также сравнило строение наших ног с окаменелостями древних людей. Человек разумный и другие человеческие разновидность прошлого.

«Некоторые проанализированные окаменелости, например, окаменелости Человек флоресский, Австралопитек афарскийи Гомо наледи, показывают особенности ладьевидной кости, более похожие на черты крупных приматов, не являющихся человеком, что позволяет предположить адаптацию как к древесному, так и к двуногому образу жизни», — объясняет Стефано Бенацци, профессор кафедры культурного наследия Болонского университета, один из участников исследования. координаторы. «В то же время, Человек умелый окаменелости, по-видимому, имеют конфигурацию, более похожую на ступни современных людей, что указывает на возможное наличие продольного свода; однако это не исключает возможного наличия плоскостопия, подобного современному врожденному плоскостопию, учитывая морфологическое сходство и близость ладьевидной кости к таковой у лиц с развитым продольным сводом стопы.

Развивающиеся взгляды на человеческие ноги

Исследование в конечном итоге предлагает новый взгляд на эволюцию человеческой стопы и ее изменчивость, способствуя нашему пониманию того, как эта часть тела адаптировалась к двуногому передвижению.

Рита Соррентино, первый автор исследования, объясняет: «Наша стопа — настоящий свидетель нашего прошлого и настоящего, увлекательная глава в великой истории человеческой эволюции. Результаты этого исследования дают всесторонний обзор морфологической изменчивости человеческой стопы на протяжении эволюции и поднимают важные вопросы о врожденном плоскостопии, предполагая, что оно может представлять собой нормальный вариант морфологии человеческой стопы».

Ссылка: «Морфологическое и эволюционное понимание ключевого элемента медиальной продольной дуги стопы человека», Рита Соррентино, Кристиан Дж. Карлсон, Кейли М. Орр, Анналиса Пьетробелли, Карла Фигус, Шуюань Ли, Мишель Конкони, Никола Санчизи, Клаудио Бельведер. , Минджи Чжу, Лука Фиоренца, Жан-Жак Юблин, Теа Джашашвили, Марио Новак, Бирен А. Патель, Томас С. Пранг, Скотт А. Уильямс, Яап П. П. Саерс, Джей Т. Сток, Тимоти Райан, Марк Майерсон, Альберто Леардини , Джереми ДеСильва, Дамиано Марки, Мария Джованна Белькастро и Стефано Бенацци, 19 октября 2023 г., Коммуникационная биология.
DOI: 10.1038/s42003-023-05431-8

Исследование было опубликовано в Коммуникационная биология под заголовком: «Морфологическое и эволюционное понимание ключевого элемента медиального продольного свода стопы человека». Исследования проводились международной междисциплинарной командой, состоящей из палеоантропологов, биоархеологов, инженеров-биомехаников и ортопедов под руководством исследователей Болонского университета из различных отделов: биологических, геологических и экологических наук (Мария Джованна Белькастро, Анналиса Пьетробелли и Рита Соррентино). , Промышленное проектирование (Микеле Конкони и Никола Санчизи), Культурное наследие (Стефано Бенацци и Карла Фигус).

В исследовании приняли участие исследователи и специалисты из следующих университетов и институтов: Пизанский университет, Ортопедический институт Риццоли IRCCS, Университет Южной Калифорнии, Университет Витватерсранда, Университет Колорадо, Университет Монаша, Коллеж де Франс – Париж, Институт Макса Планка. по эволюционной антропологии, Национальный музей Грузии, Институт антропологических исследований – Загреб, Университет Южной Калифорнии, Вашингтонский университет в Сент-Луисе, Нью-Йоркский университетЦентр биоразнообразия Naturalis – Лейден, Западный университет, Университет штата Пенсильвания, Дартмутский колледж.

Исходная ссылка

- Advertisement -

Популярное по теме