Hidtil overset del af menneskefoden er nøglen til dens udvikling og funktion
En længe overset del af den menneskelige fod viser sig nu at være nøglen til, hvordan foden fungerer, hvordan den har udviklet sig, og hvordan vi går og løber.
Opdagelsen vender næsten et helt århundredes konventionel tænkning om den menneskelige fod på hovedet og kan åbne op for ny forskning i evolutionær biologi ogfå stor betydning for design afeksempelvis fodproteser og robotteknik.
Opdagelsen er offentliggjort i det videnskabelige tidsskrift Nature og er foretaget af et internationalt team af forskere fra Yale University, University of Warwick, Okinawa Institute of Science & Technology og Institut for Ingeniørvidenskab, Aarhus Universitet (AU).
Når vi mennesker bevæger os, skubber vi konstant forfoden mod jorden med en kraft, der langt overstiger hele kroppens vægt. Alligevel opretholder foden sin form uden at bøje væsentligt.
Stive fødder er unikke for mennesker blandt primater, og de var vigtige for udviklingen af vores evne til at gå på to fødder, kaldet bipedalisme. Men hvad er det, der gør menneskefødder så stive?
I henhold til den konventionelle tankegang er det hovedsageligt den langsgående bue i foden, medial longitudinal arch (MLA). Buen løber fra hæl til forfod og er forstærket af elastisk væv. Det skaber en struktur, der i næsten et helt århundrede blev betragtet som vigtigste kilde til fodens stivhed.
Foden har imidlertid en anden bue, den tværgående bue, transverse tarsal arch (TTA), der løber over bredden af midtfoden. Og det er denne bue, der ikke tidligere er blevet undersøgt. Forskningsteamet udførte en række eksperimenter på buen via mekaniske efterligninger, fødder fra menneskekadavere og fossile prøver fra for længst uddøde menneskelige forfædre.
Resultaterne viser, at TTA er den vigtigste årsag til fodens stivhed. Faktisk lyder det fra forskerholdet, at TTA er ansvarlig for næsten halvdelen af hele fodens stivhed, hvilket er betydeligt mere, end hvad MLA bidrager med.
”Forestil dig, at du spiser et stykke pizza. For at afstive skiven og forhindre at den bøjer ned, så alt toppingen ryger af, trykker man ned på kanten og indsætter derved en krumning i tværretningen. Det er denne krumning, som forplanter sig gennem skiven, der giver den strukturelle stivhed,” siger adjunkt Marcelo Dias fra Institut for Ingeniørvidenskab, AU, som bl.a. har udført de matematiske modeller og numeriske simuleringer i forbindelse med projektet.
Opdagelsen forklarer dermed muligvis også, hvordan det kan være, at hominiden Australopithecus afarensis, som levede for 3-4 mio. år siden, kunne gå på to ben og efterlade et menneskelignende fodaftryk på trods af, at den tilsyneladende ikke havde en langsgående bue i foden.
Ved hjælp af en af forskerteamet nyudviklet teknik til at måle tværgående krumning ved hjælp af knoglefragmenter kunne forskerne endvidere fastslå, at den tværgående bue sandsynligvis har udviklet sig for 3,5 mio. år siden – hele 1,5 mio. år før oprindelsen af slægten Homo – og var et vigtigt trin i udviklingen af det moderne menneske.
”Det ser dermed ud til, at den menneskelignende hæl-til-tå måde at gå på udviklede sig allerede for 3,5 mio. år siden, fordi TTA udviklede sig på det tidspunkt. Og det er i øvrigt i overensstemmelse med de bevarede fodtryk, der er fundet i dele af Etiopien fra den tidsalder,” siger Marcelo Dias.
Nøgleord
Kontakter
Marcelo Dias
Adjunkt, Institut for Ingeniørvidenskab, Aarhus Universitet
Mail: madias@eng.au.dk
Tlf.: 93508876
Jesper Bruun
Presseansvarlig
Mail: Bruun@eng.au.dk
Tlf.: 42404140
Billeder
Information om Aarhus Universitet Technical Sciences
Følg pressemeddelelser fra Aarhus Universitet Technical Sciences
Skriv dig op her, og modtag pressemeddelelser på e-mail. Indtast din e-mail, klik på abonner, og følg instruktionerne i den udsendte e-mail.
Flere pressemeddelelser fra Aarhus Universitet Technical Sciences
DCE bringer satellitter længere ind i miljøovervågningen1.5.2024 09:31:07 CEST | Pressemeddelelse
Aarhus Universitet tilbyder hjælp til brug af europæiske satellitdata og går i dialog med amerikanske myndigheder om overvågningen af miljø og natur.
Stor energiudvikler går sammen med forskere fra Aarhus Universitet om biodiversitet og miljø1.5.2024 08:00:00 CEST | Pressemeddelelse
Gæs og grøn energi skal kunne eksistere side om side i projektet Viborg Go Green i Vinge ved Viborg. En samarbejdsaftale i millionklassen og ansættelsen af en ph.d. skal sikre, at projektet og andre tilsvarende projekter kan udvikles under iagttagelse af gældende fuglebeskyttelsesregler.
Sjældne gæs står i vejen for den grønne omstilling1.5.2024 08:00:00 CEST | Pressemeddelelse
En gruppe sjældne gæs overvintrer på én bestemt mark ved Viborg, hvor kommunen og en virksomhed har planer om at opføre en energi-park. Men hvordan flytter man en stædig gås, der ikke gider lette rumpetten?
Orme kan gøre fiskeopdræt langt grønnere29.4.2024 08:47:42 CEST | Pressemeddelelse
Et nyt forskningsprojekt skal udvikle masseproduktion af orme, der kan erstatte både kosttilskud og vaccinere fiskene tidligere end hidtil. Noget, der gør opdræt mere effektivt og dermed nedsætter CO2-aftrykket.
Forsker: Aktivistiske enkeltindivider spænder ben for den forskning, der kan sikre dyrevelfærd26.4.2024 08:42:45 CEST | Pressemeddelelse
Når aktivistiske enkeltindivider tilskudsfodrer heste i naturpleje og chikanerer dyreholderne, spænder de ben for den forskning, der skal sikre netop den velfærd, de hævder at gå op i.
I vores nyhedsrum kan du læse alle vores pressemeddelelser, tilgå materiale i form af billeder og dokumenter samt finde vores kontaktoplysninger.
Besøg vores nyhedsrum