Судя по новым данным, поперечный свод стопы играет ключевую роль в придании ей прочности, и появился он у наших предков еще более 3,5 миллиона лет назад.
Подошва человеческой стопы опускается на опору длинной продольной дугой, которая обеспечивает ей дополнительную прочность и упругость, необходимые для ходьбы и бега на двух ногах. Такой способ передвижения весьма требователен и создает на стопы нагрузки, в несколько раз превышающие вес самого тела. При этом кости плюсны образуют и вторую дугу, ориентированную поперек стопы, — и ее функции далеко не так очевидны. Этому вопросу посвящена статья ученых из Йельского университета, опубликованная в журнале Nature.
Ведущий автор исследования Мадхусудхан Венкадесан (Madhusudhan Venkadesan) объясняет функцию поперечного свода стопы на примере бумаги: «Возьмите долларовую купюру в пальцы за одну сторону, и она согнется, — говорит ученый. — Но надавите так, чтобы она слегка согнулась поперек, и купюра останется выпрямленной».
Вообще, ученые испытали жесткость трех различных поперечно изогнутых структур: плоского листа, механической модели человеческой стопы, а также настоящей стопы, заимствованной у трупа. Измерения показали, что именно поперечная, а не продольная дуга является главной для устойчивости структуры. При перерезании в стопе тканей, удерживающих кости поперечного свода, жесткость ее падала сразу на 54 процента.
Кроме того, авторы изучили останки скелетов древних людей и их предков, чтобы определить момент появления поперечного свода стопы в эволюционной истории нашего вида. По этим данным, первые признаки такой структуры можно заметить у Australopithecus afarensis, стопы которого еще не имели продольного изгиба. «Подобный человеческому поперечный свод мог появиться более 3,5 миллиона лет назад, — говорит Венкадесан, — еще за целых полтора миллиона лет до появления рода Homo, и мог оказаться ключевым шагом в его эволюции».