چگونه کفش‌ها استخوان‌های ما را تغییر می‌دهند - و این چه چیزی در مورد تکامل راه رفتن به ما می‌گوید

ویرایش شده توسط لیزا لاک، بررسی توسط رابرت ایگان

این مقاله با توجه به روند و سیاست‌های ویرایشی Science X بررسی شده است. ویراستاران ضمن اطمینان از اعتبار محتوا، ویژگی های زیر را برجسته کرده اند:

ما تمایل داریم استخوان‌هایمان را به‌عنوان ساختارهای پشتیبان جامد و تغییرناپذیر درون بدن‌مان بدانیم، اما مطالعه‌ای که اخیرا در دانشگاه شیکاگو انجام شده است نشان می‌دهد که بسته به نحوه استفاده ما چقدر می‌توانند تغییر کنند.

محققان با استفاده از سی تی اسکن دقیق، استخوان‌های مچ پا را از افراد مدرنی که معمولا کفش می‌پوشند و افراد بومی که پابرهنه می‌روند مقایسه کردند و تفاوت‌های قابل توجهی در ساختار داخلی آنها مشاهده کردند. این مطالعه راه جدیدی برای درک تکامل راه رفتن در اجداد فسیلی ما با ارائه نقاط مرجع برای چگونگی شکل دادن رفتارها به اسکلت ما ارائه می دهد.

Zewdi Tsegai، استادیار زیست شناسی و آناتومی موجودات زنده در UChicago و نویسنده ارشد این مطالعه می گوید: «بسیاری از مردم فکر می کنند اسکلت یک چیز ثابت است، اما در طول زندگی شما در پاسخ به رفتار شما دائما در حال تغییر است. بنابراین، ما از این شکل پذیری اسکلت استفاده می کنیم تا بفهمیم انسان های زنده چگونه متفاوت هستند و سپس آن را به فسیل ها برمی گردانیم تا رفتار را بازسازی کنیم.

هانا فارل، Ph.D. '24، که اکنون در دانشکده UNT Health Fort Worth است، این مطالعه را رهبری کرد که در مجله Anatomy منتشر شد. او و همکارانش روی استخوان ترابکولار، شبکه اسفنجی بافت داخل انتهای استخوان ها تمرکز کردند.

استخوان ترابکولار حمایت ساختاری و جذب ضربه را فراهم می کند در حالی که اسکلت را سبک نگه می دارد. نکته مهم برای این مطالعه، همچنین در پاسخ به نیروهای فیزیکی از رفتارهایی مانند راه رفتن، دویدن، پریدن یا بالا رفتن تغییر می‌کند تا پایه‌های داخلی خود را دوباره تنظیم کند و حمایت بیشتری ارائه دهد.

فارل می‌گوید: «می‌توانید آن را مانند برج ایفل در نظر بگیرید، جایی که تمام این پایه‌ها و مشبک‌ها برای ارائه ساختاری بسیار سفت و سخت دارد. اما ترابکول‌ها نیز ترجیحا در طول زندگی تغییر جهت داده می‌شوند تا همچنان همان حمایتی را ارائه دهند که فرد با بارگیری از رفتارهای مختلف روبرو می‌شود.

فارل و هم تیمی هایش از میکروسی تی اسکن با وضوح بالا برای تجزیه و تحلیل استخوان های مچ پا از مجموعه اسکلت ها استفاده کردند. گروه اول شامل 40 نفر بود که به طور مرتب کفش می پوشیدند. گروه دوم شامل 13 اسکلت از افراد بومی معمولی از جزایر آندامان در اقیانوس هند، دو فرد از جنوب آفریقا و یک فرد از آفریقای مرکزی بود که توسط موزه تاریخ طبیعی لندن ارائه شد.

محققان بر روی استخوان تالوس تمرکز کردند - یک استخوان مرکزی و تحمل کننده وزن در مچ پا که ساق پا را به پا متصل می کند. افراد مدرن و نعلین دارای استخوان ترابکولار بیشتری در پشت تالوس بودند که نشان می‌دهد افرادی که کفش می‌پوشند، وزن بیشتری روی پشت این استخوان وارد می‌کنند، شاید از زاویه بالاتری از پاشنه که توسط کفش‌ها ایجاد می‌شود. کفش‌پوشان مدرن همچنین دارای استخوان ترابکولار بیشتری در قسمت داخلی تالوس به سمت انگشت شست پا بودند که نشان می‌دهد کفش‌ها چگونه وزن را دوباره توزیع می‌کنند.

در مقابل، افراد بومی و بی‌کفش دارای استخوان ترابکولار بیشتری در جلوی تالوس بودند که نشان می‌دهد وزن بیشتری بر روی استخوان از خم شدن به سمت جلو، شاید از بالا رفتن یا چمباتمه زدن، وارد می‌شود.

فارل گفت: "ما تمایزات کاملا واضحی را در ساختار استخوان داخلی می بینیم که برای من شگفتی بسیار خوبی بود." چیزی که واقعا جالب بود این است که نتایج ما در مطالعات آناتومیکی واقعی که مردم با انسان‌های امروزی انجام می‌دهند منعکس شده است، که نتایج ما را نیز کمی قوی‌تر می‌کند.

هر دو محقق می گویند که درک تغییرات ساختار استخوان ناشی از پوشیدن کفش (یا نه) مرجع بهتری برای مطالعه فسیل های اجداد انسان ما است. این می تواند بینشی را در مورد نحوه راه رفتن آن اجداد و مدت زمان صرف انجام سایر رفتارها، مانند کوهنوردی، ارائه دهد.

"اغلب انسان هایی که به مطالعه آنها دسترسی داریم، انسان های مدرن و کفش پوشی مانند من و شما خواهند بود، و سوال بزرگی که وجود دارد این است: آیا این مقایسه خوبی برای آنچه ما انتظار داریم دوپا بودن در پرونده فسیلی به نظر برسد؟" فارل گفت.

Tsegai گفت: «اگر بتوانیم تنوع را در یک گونه مدرن پیدا کنیم، به این معنی است که تفاوت‌های ظریفی که ممکن است در فسیل‌ها پیدا کنیم معنادار است. و اگر بتوانیم رفتارهای انسان‌های زنده را با ساختار استخوانی مرتبط کنیم، می‌توانیم به گذشته نگاه کنیم و درباره رفتار و تکامل دوپا استنباط کنیم.»

Hannah N. Farrell و همکاران، تأثیر کفش بر معماری ترابکولار تالار انسان، مجله آناتومی (2026). DOI: 10.1111/joa.70236

لیسانس تاریخ هنر، کارشناسی ارشد فرهنگ مادی. سردبیر سابق موزه، پیراپزشک و هماهنگ کننده پیوند. ویرایش برای Science X از سال 2021. نمایه کامل →

لیسانس زیست شناسی ریاضی، کارشناسی ارشد در نوشتن خلاق. خوش سفر با دیدگاه های منحصر به فرد در علم و زبان. نمایه کامل →