Dit ene kleine lichaamsdeel zorgt ervoor dat mensen goed rechtop kunnen lopen

Lopen op twee benen, het is een van de eerste dingen, die ons onderscheidde van de apen. We ontwikkelden daarbij ook een boog onder onze voeten. Niet om ons te kunnen afzetten, zoals lang werd gedacht, maar om beter overeind te blijven.

Evolutiebiologen gingen er altijd van uit dat we een springveerachtige boog onder onze voeten hebben die als hefboom dient om ons lichaam voort te bewegen. Maar een internationaal onderzoeksteam concludeert nu dat de flexibele boog zorgt dat de enkel meer rechtop staat waardoor we beter kunnen lopen. Ook hardlopen gaat efficiënter. Vermoedelijk gold rennen dan ook als een evolutionair selectiemechanisme voor een flexibele voetboog, waarna gewoon lopen ook efficiënter ging.

“We dachten eerst dat de veerachtige voetboog hielp om het lichaam op te tillen voor de volgende stap”, zegt onderzoeker Lauren Welte, nu verbonden aan de University of Wisconsin-Madison. “Maar nu blijkt dat de spieren van de boog zich intrekken om de enkel te helpen het lichaam op te tillen.”

Meer kracht
De evolutie van de voet is interessanter dan je misschien op het eerste gezicht denkt. Het lopen op twee benen, inclusief de verhoogde voetboog, onderscheidt ons van de mensapen. De voetboog, inclusief de spieren, geeft mensen meer kracht als ze rechtop lopen. Het mechanisme erachter is onduidelijk, maar als de beweging van de boog wordt ingeperkt, kost rennen meer energie. In vroeger tijden was het belangrijk om goed te kunnen rennen, op de vlucht voor roofdieren of op jacht naar een prooi.

De flexibele boog maakt ons tot efficiëntere hardlopers doordat hij het centrale deel van ons lichaam voortstuwt of doordat hij het werk van de spieren overneemt dat zij anders zouden moeten doen. Om deze hypotheses te onderzoeken, lieten de onderzoekers zeven deelnemers met verschillende boogmobiliteit wandelen en hardlopen terwijl hun voeten van dichtbij gefilmd werden. De hoogte van de voetboog werd opgemeten en hun rechtervoet werd onder een CT-scan gelegd. De wetenschappers wilden het effect van de boogmobiliteit meten op de aangrenzende gewrichten. Ze keken ook naar welke gewrichten het meest bijdroegen aan de beweging van de voetboog en hoe die invloed had op het afzetten met de enkel.

Geen voorovergebogen apen
Wat ze ontdekten, verbaasde de onderzoekers: een rigide voetboog zonder veerkracht zorgt ervoor dat de voet te vroeg van de grond komt, waardoor de efficiëntie van de kuitspieren afneemt. Het leidt er ook toe dat de enkelbotten te ver voorover buigen. Dat voorover leunen is typisch voor bijvoorbeeld chimpansees, terwijl mensen veel meer rechtop staan. De flexibele voetboog zet de enkel veel rechter waardoor het been effectiever van de grond omhoogkomt. Dit effect is nog sterker bij rennen, wat het logisch maakt dat de flexibele voetboog in de evolutie behouden is gebleven.

Nog een interessante ontdekking: het gewricht tussen de twee botten in de voetboog blijkt cruciaal voor de flexibiliteit. Veranderingen in dit gewricht kunnen daarom helpen om de ontwikkeling van het op twee benen lopen te herleiden in fossielen. “De mobiliteit van onze voeten lijkt het mogelijk te maken dat we kunnen lopen en rennen op twee benen in plaats van dat we gebukt voortbewegen of te snel afzetten voor een volgende stap”, zegt onderzoeker Michael Rainbow van Queen’s University.

Betere mobiliteit
De bevindingen zijn nuttig voor de behandeling van mensen met te stijve voetbogen door bijvoorbeeld blessures of ziektes: het stimuleren van de flexibiliteit van de voetboog kan de mobiliteit verbeteren. “We kunnen efficiënter lopen door de voetboog te bewegen tijdens het afzetten”, zegt Welte. “Als we de beweging van de boog beperken, leidt dat waarschijnlijk ook tot veranderingen in hoe andere gewrichten functioneren.”

Maar meer onderzoek is nodig. “In dit stadium behoeven onze hypotheses meer tests om te verifiëren dat de verschillen in voetmobiliteit bij de hele bevolking leiden tot de veranderingen die we zien in onze beperkte steekproef”, aldus Rainbow. “Dat gezegd hebbende, is ons werk een belangrijke basis voor een spannende nieuwe onderzoeksrichting.”

Bronmateriaal

"Mobility of the human foot's medial arch enables upright bipedal locomotion" - Frontiers in Bioengineering and Biotechnology
Afbeelding bovenaan dit artikel: Bowden Images / Getty (via Canva.com)

Fout gevonden?

Voor jou geselecteerd