Scimpanzé e umani del piede di movimento durante bipedi e l’evoluzione dell’arco longitudinale del piede

L’arco longitudinale del piede umano è comunemente pensato per ridurre il movimento dell’articolazione metatarso per convertire il piede in una rigida leva durante la spinta bipedi. Al contrario, le scimmie africane sono state osservate per esibire dorsiflessione mediale del piede dopo il sollevamento del tallone durante la locomozione terrestre, presumibilmente a causa del loro possesso di articolazioni midfoot altamente mobili. Questa presunta dicotomia tra mobilità del piede mediale umano e africano è stata recentemente messa in discussione sulla base di valutazioni indirette del movimento del piede mediale in vivo, come la pressione plantare e gli studi sui cadaveri; tuttavia, le analisi quantitative dirette della cinematica del piede mediale africano durante la locomozione rimangono scarse. Qui, abbiamo usato il motion capture ad alta velocità per misurare la cinematica tridimensionale del piede in due scimpanzé maschi e cinque umani maschi che camminano bipedi a velocità simili senza dimensioni. Abbiamo analizzato 10 passi per soggetto scimpanzé e cinque passi per soggetto umano, e confrontato intervalli di movimento del piede centrale tra le specie sopra la fase di posizione, così come all’interno di periodi di supporto a doppio e singolo arto. Contrariamente alle aspettative, gli esseri umani hanno usato una maggiore gamma media di movimento del piede centrale rispetto agli scimpanzé per tutta la durata della posizione. Questa differenza è stata determinata dalla drammatica flessione plantare e dall’adduzione delle articolazioni del piede centrale durante il secondo periodo di supporto a doppio arto, che probabilmente aiuta il piede a generare energia durante la spinta. Tuttavia, gli scimpanzé hanno usato leggermente ma significativamente più dorsiflessione midfoot rispetto agli esseri umani nel singolo periodo di supporto degli arti, durante il quale inizia il sollevamento del tallone. Questi risultati indicano che sia la rigidità che la mobilità sono importanti per la funzione dell’arco longitudinale e che il piede umano si è evoluto per utilizzare entrambi durante la spinta nella camminata bipede. Pertanto, la presenza di morfologia articolare del piede mediale simile a quella umana negli ominidi fossili non dovrebbe essere considerata come indicante la rigidità del piede, ma può significare l’evoluzione dell’anatomia del pedale che conferisce una maggiore meccanica di spinta.