Entre los rasgos que separan se destaca la habilidad para pararse y caminar y correr con eficiencia en dos pies. Un hombre sabio de los grandes simios, y podemos deberle mucho a un arco medial elevado. Si bien es crucial, la mecánica detrás de la marcha bípeda sigue siendo un misterio evolutivo. A estudio publicado el 30 de mayo en la revista Fronteras en Bioingeniería y Biotecnología descubrió que los arcos útiles y similares a resortes pueden haber evolucionado con el propósito de ayudarnos a caminar sobre dos pies.
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El equipo descubrió que el retroceso de un arco flexible se reposiciona en la posición vertical del tobillo para caminar de manera más eficiente y es particularmente efectivo para correr.
“Originalmente pensamos que el arco en forma de resorte ayudaba a elevar el cuerpo al siguiente paso”, dijo la coautora del estudio e ingeniera biomecánica de la Universidad de Wisconsin-Madison, Lauren Welte. dijo en un comunicado. “Resulta que, en cambio, el arco con forma de resorte retrocede para ayudar al tobillo a levantar el cuerpo”.
Se cree que el arco elevado en el centro del pie humano les da a los homínidos más influencia mientras caminan erguidos. Cuando el movimiento del arco está restringido, como podría ser en personas con pies más planos, correr exige más energía del cuerpo. El retroceso del arco podría potencialmente hacer que nuestra especie sea más eficiente al impulsar el centro de masa del cuerpo hacia adelante, compensando esencialmente el trabajo mecánico que los músculos tendrían que hacer de otra manera.
En esto nuevo estudio, el equipo seleccionó a siete participantes con movilidad de arco variable y filmó sus patrones de caminar y correr con cámaras de captura de movimiento de rayos X de alta velocidad. El equipo midió la altura del arco de cada participante y tomó tomografías computarizadas de sus pies derechos. También crearon modelos rígidos que se compararon con el movimiento medido de los huesos del pie. Luego, los científicos midieron qué articulaciones agregaban más al retroceso del arco y la contribución del retroceso del arco al centro de masa y la propulsión del tobillo.
Sorprendentemente, descubrieron que un arco rígido sin retroceso hacía que el pie dejara el suelo prematuramente, lo que probablemente disminuía la eficiencia del músculo de la pantorrilla. Un arco rígido también inclinó los huesos del tobillo demasiado hacia adelante. Una inclinación hacia adelante se parece más a la postura de los chimpancés que caminan que a la postura erguida y erguida de un paso humano.
Un arco flexible ayudó a reposicionar el tobillo en posición vertical, lo que permitió que la pierna se levantara del suelo con mayor eficacia. Este efecto es mayor al correr, lo que sugiere que un arco flexible para una carrera más eficiente puede haber sido un rasgo evolutivo deseado.
El equipo también encontró que una articulación entre dos huesos en el arco medial, el navicular y el cuneiforme medial, es crucial para la flexibilidad. Investigar los cambios en esta articulación a lo largo del tiempo podría ayudar a los científicos a rastrear el desarrollo del bipedalismo en nuestro propio registro fósil.
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“La movilidad de nuestros pies parece permitirnos caminar y correr erguidos en lugar de agacharnos hacia adelante o dar el siguiente paso demasiado pronto”, dijo el coautor del estudio e ingeniero mecánico y de materiales de la Universidad de Queen, Michael Rainbow. dijo en un comunicado.
Estos hallazgos y comprender más acerca de la flexibilidad del arco podrían ayudar a las personas que tienen arcos rígidos debido a una enfermedad o lesión. Su hipótesis aún necesita más pruebas, pero podría ayudar a resolver una gran cantidad de dilemas de los pies de hoy en día.
“Nuestro trabajo sugiere que permitir que el arco se mueva durante la propulsión hace que el movimiento sea más eficiente”, dijo Welte. “Si restringimos el movimiento del arco, es probable que haya cambios correspondientes en el funcionamiento de las otras articulaciones”.