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
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.
Studie baner vejen for ny viden om mavetarmsygdomme17.4.2024 10:13:17 CEST | Pressemeddelelse
Overgangen fra spiserøret til mavesækken er et ret sårbart område set ud fra et medicinsk synspunkt, som ofte er forbundet med patologiske sygdomme, der kan føre til kræft. Et internationalt forskerhold har nu opnået ny viden om dette område, som kan bane vejen for nye forebyggelses- og behandlingsmuligheder.
Fremtidens industrirobotter skal i langt højere grad tænke selv16.4.2024 08:25:13 CEST | Pressemeddelelse
Et nyt forskningsprojekt skal ved hjælp af kunstig intelligens give robotter mulighed for at tilpasse sig uforudsete hændelser og nye scenarier i fremtidens automatiserede arbejdsopgaver.
Nu ved vi, hvornår Limfjorden naturligt har været åben ud til Nordsøen11.4.2024 05:30:00 CEST | Pressemeddelelse
Hvis ikke vi konstant gravede sand væk, ville Limfjorden være lukket ud mod Nordsøen. Men sådan har det ikke altid været. Ny forskning viser, hvornår i løbet af de sidste 10.000 år Limfjorden fra naturens side har været åben.
Nye klimavenlige ingredienser til fødevarer skal komme fra planter10.4.2024 13:00:00 CEST | Pressemeddelelse
Et nyt forskningsprojekt skal reducere klimaaftrykket af fødevareingredienser med mindst 33% ved at erstatte æg med plante-baserede ingredienser, som giver god tekstur og smag, der tiltaler forbrugerne og deres pengepung. Projektet er et samarbejde mellem to institutter ved Aarhus Universitet og Ingrediensvirksomhederne Palsgaard A/S og Nexus A/S. Innovationsfonden har investeret 23 mio. kr. i projektet.
I vores nyhedsrum kan du læse alle vores pressemeddelelser, tilgå materiale i form af billeder og dokumenter samt finde vores kontaktoplysninger.
Besøg vores nyhedsrum