de Chimpansee en de mens middenvoet beweging tijdens tweevoetige lopen en de evolutie van de longitudinale boog van de voet

De longitudinale boog van de menselijke voet wordt vaak gedacht aan het verminderen middenvoet gezamenlijke beweging te zetten de voet in een starre hefboom tijdens de push-off in tweevoetige lopen. In tegenstelling, Afrikaanse apen zijn waargenomen te vertonen middenvoet dorsiflexion na hiellift tijdens terrestrische beweging, vermoedelijk als gevolg van hun bezit van zeer mobiele middenvoet gewrichten. Deze veronderstelde tweedeling tussen de mobiliteit van de middenvoet van de mens en de Afrikaanse aap is onlangs in twijfel getrokken op basis van indirecte beoordelingen van de middenvoetbeweging in vivo, zoals plantaire druk en kadaverstudies; echter, directe kwantitatieve analyses van de kinematica van de middenvoet van de Afrikaanse aap tijdens de voortbeweging blijven schaars. Hier gebruikten we high-speed motion capture om de driedimensionale voet kinematica te meten bij twee mannelijke chimpansees en vijf mannelijke mensen die tweevoetig lopen met vergelijkbare dimensieloze snelheden. We analyseerden 10 stappen per chimpansee – subject en vijf stappen per menselijk subject, en vergeleken het bereik van de middenvoetbeweging tussen soorten over de standfase, evenals binnen twee-en één-ledemaat ondersteuningsperioden. In tegenstelling tot de verwachtingen, gebruikten mensen een groter gemiddeld bereik van middenvoetbeweging dan chimpansees over de volledige duur van de houding. Dit verschil werd gedreven door de dramatische plantarflexion van de mens en adductie van de middenvoet gewrichten tijdens de tweede Double-limb support periode, die waarschijnlijk helpt de voet genereren van kracht tijdens duwen. Echter, chimpansees gebruikten iets maar aanzienlijk meer middenvoet dorsiflexion dan mensen in de enkele ledemaat-ondersteuning periode, waarin hiellift begint. Deze resultaten wijzen erop dat zowel stijfheid als mobiliteit belangrijk zijn voor de longitudinale boogfunctie, en dat de menselijke voet geëvolueerd is om beide te gebruiken tijdens het afzetten in tweevoetig lopen. De aanwezigheid van mensachtige middenvoetgewrichtmorfologie in fossiele homininen moet dus niet worden beschouwd als een aanwijzing voor de stijfheid van de voet, maar kan de evolutie van de pedaalanatomie betekenen die een verbeterde duwmechanica verleent.