Estudios señalan que los humanos se pudieron poner en pie, caminar en dos piesy correr porque desarrollaron una especie de arco de apoyo en forma de resorte que les permitió realizar estas actividades.
Los resultados de las investigaciones fueron presentadas en ‘Frontiers in Bioengineering and Biotechnology’, y de acuerdo con los científicos, estos datos podrían ayudar a los médicos a mejorar los tratamientos de los problemas de los pies de los pacientes actuales
Los investigadores que estudian la evolución de la marcha bípeda han supuesto durante mucho tiempo que el arco elevado del pie nos ayuda a caminar actuando como una palanca que impulsa el cuerpo hacia delante. Pero un equipo mundial de científicos ha descubierto ahora que el retroceso del arco flexible recoloca el tobillo en posición vertical para caminar con más eficacia.
Los efectos en la carrera son mayores, lo que sugiere que la capacidad de correr con eficacia podría haber sido una presión selectiva para un arco flexible que hiciera también más eficaz la marcha. Este descubrimiento, presentado en ‘Frontiers in Bioengineering and Biotechnology’, podría incluso ayudar a los médicos a mejorar los tratamientos de los problemas de los pies de los pacientes actuales.
«Al principio pensábamos que el arco elástico ayudaba a elevar el cuerpo para dar el siguiente paso –explica la doctora Lauren Welte, primera autora del estudio y ahora en la Universidad de Wisconsin-Madison–. Resulta que, en lugar de eso, el arco en forma de muelle retrocede para ayudar al tobillo a levantar el cuerpo».
La evolución de nuestros pies, incluido el arco medial elevado que nos diferencia de los grandes simios, es crucial para la marcha bípeda. Se cree que el arco proporciona a los homínidos más fuerza de palanca al caminar erguidos: el mecanismo no está claro, pero cuando el movimiento del arco está restringido, correr exige más energía.
El retroceso del arco podría hacernos corredores más eficientes, impulsando la masa central del cuerpo hacia delante o compensando el trabajo mecánico que de otro modo tendrían que hacer los músculos.
Para investigar estas hipótesis, el equipo seleccionó a siete participantes con diferente movilidad del arco plantar, que caminaron y corrieron mientras sus pies eran filmados por cámaras de captura de movimiento de rayos X de alta velocidad. Se midió la altura del arco de cada participante y se tomaron imágenes de su pie derecho.
Los científicos crearon modelos rígidos y los compararon con el movimiento medido de los huesos del pie para comprobar el efecto de la movilidad del arco en las articulaciones adyacentes. También midieron qué articulaciones contribuían más al retroceso del arco y la contribución del retroceso del arco al centro de masa y a la propulsión del tobillo.
Aunque los científicos esperaban que el retroceso del arco ayudara a la palanca rígida del arco a levantar el cuerpo, descubrieron que un arco rígido sin retroceso hacía que el pie abandonara el suelo antes de tiempo, lo que probablemente disminuía la eficacia de los músculos de la pantorrilla, o inclinaba los huesos del tobillo demasiado hacia delante.
La inclinación hacia delante refleja la postura de los chimpancés al caminar, en lugar de la postura erguida característica de la marcha humana. El arco flexible ayudó a recolocar el tobillo en posición vertical, lo que permite que la pierna se despegue del suelo con mayor eficacia. Este efecto es aún mayor al correr, lo que sugiere que la eficiencia de la marcha puede haber sido una presión evolutiva a favor del arco flexible.
Los científicos también descubrieron que la articulación entre dos huesos del arco medial, el navicular y el cuneiforme medial, es crucial para la flexibilidad del arco. Los cambios en esta articulación podrían ayudarnos a rastrear el desarrollo del bipedismo en el registro fósil de los homínidos.
«La movilidad de nuestros pies parece permitirnos caminar y correr erguidos en lugar de agacharnos o dar el siguiente paso demasiado pronto», explica el doctor Michael Rainbow, de la Queen’s University (Canadá) y autor principal del estudio.
Estos hallazgos también sugieren vías terapéuticas para las personas cuyos arcos están rígidos debido a lesiones o enfermedades: apoyar la flexibilidad del arco podría mejorar la movilidad general.
«Nuestro trabajo sugiere que permitir que el arco se mueva durante la propulsión hace que el movimiento sea más eficaz –afirma Welte–. Si restringimos el movimiento del arco, es probable que se produzcan los cambios correspondientes en el funcionamiento de las demás articulaciones».
«En esta etapa, nuestra hipótesis requiere más pruebas porque necesitamos verificar que las diferencias en la movilidad del pie en toda la población conducen a los tipos de cambios que vemos en nuestra muestra limitada –subraya Rainbow–. Dicho esto, nuestro trabajo sienta las bases de una nueva y apasionante vía de investigación».