チンパンジーと二足歩行中の人間の中足の動きと足の縦アーチの進化

人間の足の縦アーチは、二足歩行中のプッシュオフ中に足を剛体のレバーに変換するために中足の関節運動を減少させると一般的に考えられている。 対照的に、アフリカの類人猿は、おそらく移動性の高い中足関節を所有しているため、陸上移動中にかかとを持ち上げた後に中足背屈を示すことが観察されている。 この仮定された人間とアフリカの猿の中足運動の間の二分法は、最近、足底圧や死体の研究などのin vivoでの中足運動の間接的な評価に基づいて疑問視されている;しかし、歩行中のアフリカの猿の中足運動学の直接定量的分析は乏しいままである。 ここでは、高速モーションキャプチャを使用して、同様の無次元速度で二足歩行する二つの男性チンパンジーと五人の男性の人間における三次元足の運動学を測定しました。 我々は、チンパンジーの被験者ごとに10ステップと人間の被験者ごとに五ステップを分析し、スタンスフェーズ上の種間の中足運動の範囲だけでなく、二重 期待に反して、人間はスタンスの全期間にわたってチンパンジーよりも中足の動きの平均範囲を使用しました。 この違いは、人間の劇的な足底屈曲と第二の二重肢支持期間中の中足関節の内転によって引き起こされたものであり、これは足がプッシュオフ中に力を発生させるのを助ける可能性が高い。 しかし、チンパンジーは、かかとの持ち上げが始まる単一の四肢サポート期間に人間よりもわずかに有意に多くの中足背屈を使用しました。 これらの結果は，剛性と可動性の両方が縦アーチ機能にとって重要であり，人間の足は二足歩行におけるプッシュオフ中に両方を利用するように進化したことを示している。 したがって、化石人類における人間のような中足関節形態の存在は、足の剛性を示すものとして取られるべきではないが、強化されたプッシュオフ力学を付与するペダル解剖学の進化を意味する可能性がある。