Структура ноги человека: Переломы костей плюсны — Клиника 29

Ортопедия для детей и взрослых

Ортопедия как наука о здоровом теле.

Основу хорошего самочувствия и высокой работоспособности, обеспечивают гармоничное развитие и слаженное функционирование всего организма. Одной из самых масштабных и не менее важных систем человека, которая принимает участие в нашей повседневной жизни, отвечает за нашу выносливость, гибкость, резистентность и опору относиться костно-мышечный аппарат. А наука, изучающая профилактику, диагностику, лечение деформаций и нарушений функций костно-мышечной системы, как врождённых дефектов, пороков развития, так и в последствий травм или заболеваний является — Ортопедия.

Данная область медицины включает обширное количество клинических дисциплин и разделов. Протезирование — дисциплина, направленная на изготовление и применение протезов, включая корректирующие стельки и ортопедическую обувь. Прогрессивно развивающийся в настоящее время раздел спортивной медицины с ее отделами лечебной физкультуры, массажа и физиотерапии, необходимые для формирования и поддержания мышечного и связочного аппарата.

В данной статье мы рассмотрим наиболее важный в физиологическом плане раздел ортопедии — «подиатрия», дисциплина изучающая строение и лечение различных заболеваний кистей и стоп.

Что это за дисциплина? И зачем она нужна?

Правильная опора – правильная биомеханика ходьбы.

Говоря о человеке, как о слаженном механизме, имеющем множество важных взаимосвязанных структур и подсистем, можно без сомнений сказать, что изменения даже малейшей константы, подобно «эффекту бабочки» может привести к серьезным нарушениям целостного организма. Отсюда говоря о физиологии опорно-двигательного аппарата, можно так же отследить параллель развития различных заболеваний позвоночника и всех вытекающих из этого нарушений. А всё начинается с ходьбы и правильной ее биомеханики.

Нарушения биомеханики стопы с последующими изменениями костно-мышечной системы прослеживаются наглядно в формировании деформаций пояса нижних конечностей, влекущих за собой болевую симптоматику, недомогание, нарушение сна и настроения, особенно у детей, эстетический дискомфорт, а в самых запущенных случаях искривление позвоночника, нарушение функционирования организма в целом и ухудшению качества жизни.

Немного о правильной биомеханике и физиологии.

Биомеханика – это сочетание правильно сформированных костно-мышечных структур нижних конечностей и корректная их установка при совершении акта ходьбы.

В норме стопа человека имеет три точки опоры: Две головки плюсневых костей и пяточный бугор. Благодаря такому эволюционно сложившемуся механизму наша стопа способна выполнять такие наиболее важные функции как: опора и ходьба, а далее возможность выполнения статических нагрузок, поддержание равновесия, амортизация, подъемный механизм. Отсюда любое смещение точки опоры или их явное изменение может привести к нарушению акта ходьбы.

Помимо трех опорных точек важное значение играют правильно сформированные своды стопы. Основных выделяют три:

Поперечный свод образован из головок костей плюсны, с опорой на первую и 5 головку, и располагается под ними в виде арки. Для наглядности, данные свод можно свободно пропальпировать как небольшие острые бугорки, находящиеся чуть ниже оснований пальцев стопы.

Продольный свод выражен в большей степени и состоит из наружного и внутреннего свода. Внутренний свод образована таранной, ладьевидной, тремя клиновидными и тремя плюсневыми костями, его можно пропальпировать от бугорка плюсневой кости первого пальца стопы к пятке.

Внешний свод состоит из пяточной, кубовидной и двух костей плюсны и его можно найти, пальпируя от бугорка плюсневой кости пятого пальца к пятке.

При нормальной форме стопы нога опирается на наружный продольный свод, а внутренний свод служит рессорой, обеспечивающей эластичность походки.

Помимо костной структуры свода большую роль играет сухожильный комплекс, в частности, подошвенный апоневроз, который соединяет передний и задний отделы стопы в единую кинематическую цепь и сохраняет правильную арочную конфигурацию свода во время нагрузки на стопу, во время ходьбы, бега, выполнения физических упражнений.

Каждый свод — это как арки моста, опирающиеся на скелетные кости стопы. Другие точки опоры или их смещение приходит к перераспределению центра тяжести, нарушению биомеханики сокращения мышц, травматизации мягких тканей. Высота арки свода есть величина, зависимая от тонуса мышц. Они регулируют, приводят центр тяжести тела в площадь опорного треугольника, смещение которого ведет к перегрузке и деформации стоп. Смещение центра тяжести, компенсируется повышенной нагрузкой на позвоночник. Удержание позвоночника в деформированном положении вызывает спазмирование мышц. Спазм нарушает трофику мышцы, нарушается энергетический баланс в организме.

Отсюда для нормальной биомеханики ходьбы нам необходимо иметь три правильные точки опоры, поперечный и продольный свод, а также прочный связочный и мышечный аппарат.

Патология свода стопы и нарушение биомеханики: Всё начинается с точек опоры.

Мышечная система ребенка, как еще функционально несовершенная система, не имеющая выносливости и достаточной силы, играют ключевую роль в формировании патологии свода стопы. Мышцы, поддерживающие свод стопы, ослабевают и вся нагрузка ложится на связки, которые, растягиваясь, смещая точки опоры и тем самым уплощают стопу, приводят к общеизвестной патологии –

плоскостопию.

При плоскостопии нарушается опорная функция нижних конечностей, ухудшается их кровоснабжение, отчего появляются боли, судороги в ногах. Стопа становится потливой, холодной, синюшной. Уплощение стопы влияет на положение таза и позвоночника, что ведет к нарушению осанки. Нарушение осанки в свою очередь ведет к перемещению точки опоры всего организма и отсюда правильно сформированные изгибы позвоночника претерпевают структурные изменения в виде сколиозов. Смешение центра тяжести ведет к перенапряжению мышц спины и шеи, вызывая невралгии, остехондроз, и др. заболевания позвоночника и костей.

Ни только неприспособленные мышцы виноваты в развитии заболеваний, но и недостаточность витамина D, общая слабость, пониженное физическое развитие, а так же избыточная масса тела.

Распространенные дефекты опорно-двигательного аппарата:

Вальгусная (Х-образная) деформация — о вальгусном искривлении ног можно говорить тогда, когда расстояние между внутренними лодыжками при плотно сжатых и выпрямленных коленях превышает 4-5 сантиметров. Искривление ног появляется чаще всего через несколько месяцев после того, как ребёнок встал на ноги и начал ходить, это объясняется чрезмерной нагрузкой на нижние конечности в период быстрого роста и ещё слабым мышечно-связочным аппаратом. Ещё одной причиной деформации ног является рахит, перенесённый в младенческом возрасте, особенно его малосимптомная и нелечёная форма, в тяжёлых случаях возможно искривление костей голени выпуклостью кнутри, к более редким причинам относятся некоторые дефекты стоп, врождённый вывих бедра, болезни и травмы коленных суставов. Неблагоприятно сказывается на формировании ног излишний вес малыша, однако у детей коренастого телосложения предрасположенность к этому дефекту меньше, чем у худых, девочки болеют чаще, что связано с их более широким тазом.

При вальгусной деформации основные изменения происходят в коленном суставе, неравномерное развитие мыщелков бедренной кости приводит к тому, что суставная щель становится шире внутри и уже снаружи, связки, укрепляющие сустав, растягиваются, особенно с внутренней стороны, колено теряет свою стабильность. Если посмотреть на такого ребёнка сбоку, то заметно переразгибание ног в коленных суставах. Стопы постепенно деформируются и приобретают устойчивое плосковальгусное положение — пятки отклонены кнаружи, развивается плоскостопие. В далеко зашедших случаях страдает походка, ребёнок ходит неуверенно, неловко, быстро устаёт, жалуется на боли в ногах, если одна нога искривлена больше другой, часто развивается искривление позвоночника, сколиоз.

Варусная (О-образная) деформация -О-образное искривление ног определяется у стоящего с плотно сжатыми стопами ребёнка, если его колени отклонены кнаружи и между ними имеется промежуток, по величине которого можно судить о величине деформации. Основной причиной О-образных ног является рахит, однако этот дефект, может быть, и у практически здоровых детей, которым разрешили стоять и ходить слишком рано, то есть тогда, когда тяжесть тела представляла ещё чрезмерную нагрузку для слишком податливых костей ребёнка. При варусной деформации происходит неравномерное развитие коленного сустава, увеличение наружного мыщелка бедренной кости и уменьшение внутреннего приводит к сдавливанию внутреннего мениска, суставная щель становится шире с наружной стороны и уже с внутренней, растягиваются связки, укрепляющие коленный сустав, особенно с наружной стороны, кости голени часто искривлены выпуклостью кнаружи, в тяжёлых случаях происходит поворот бедра кнаружи, а голени — кнутри. Стопы приобретают плосковарусную установку, пятки и передние отделы стоп отклонены внутрь. Развивается косолапость, ребёнок не разгибает полностью колени, что заметно, если посмотреть на него сбоку.

Заболевание стопы – причина асимметрии всего тела. Уплощение стопы вызывает каскад компенсаторных изменений и перегрузок нижних конечностей, таза, позвоночника. Стопа, уплощаясь и отклоняясь кнаружи, ведет за собой наружную ротацию голени и компенсаторную внутреннюю ротацию бедра. При этом увеличивается Х-образность коленей. Стопа — прежде всего орган опоры и движения. По сравнению с четвероногими стопа человека испытывает двойную нагрузку при опоре и ходьбе.

Как избежать последствий и с чего начать?

Еще в утробе матери у ребенка формируются главные элементы опорно-двигательного аппарата. Это кости, суставы и связки, мышцы. Каждая из которых является уникальной и необходимой единицей в последующем акте движений и ходьбы. После рождения появляются первые точки окостенения, начинают работу мышцы, крепнут связки и сустав. Ребенок совершает первые осмысленные движения головы и рук. Позвоночник приобретает физиологические изгибы. Малыш уже сидит и ползает, а потом совершает свой первый шаг. В этот момент очень важно сохранить правильно сформированные изгибы позвоночника и поставить ножки так, чтобы обеспечить правильную биомеханику ходьбы, о который мы уже ознакомились выше.

Что поможет сохранить и поддержать в правильности данные системы организма и когда лучше начать? На этот вопрос нам развернуто ответила действующий врач МК «Гармония» хирург травматолог-ортопед Полякова Оксана Викторовна.

Какая же всё-таки нужна обувь для ребёнка, который только встал на ноги?

«Сейчас имеется большое разнообразие обуви для любого возраста и сезона — летняя, зимняя, модельная, спортивная и конечно ортопедическая. Почему так много? Одна защищает от холода, другая помогает завоевывать олимпийские медали, а для малыша самая лучшая – ортопедическая! Данная обувь помогает в правильном распределении нагрузки на мышечную систему, создает нужную опору в формирования стопы и в целом костно-мышечной системы.»

Какие основные критерии подбора правильной обуви?

«Ортопедическая обувь должна иметь жесткую пятку. Ровную подошву с выраженным каблучком, фиксированный во время ходьбы и встроенный супинатор»

А можно ли выбрать другую обувь?

«К сожалению, не вся обувь отвечает критериям «ортопедическая». Отсутствие одного из пунктов может привести к перенапряжению мышц и суставов, отсюда, если что-то идёт не так, у ребёнка возникает -БОЛЬ. Болят не только стопы, но и коленный и голеностопный суставы, дети быстрее устают и утомляются, плохо спят ночью из-за ноющей боли в ножках. Долгое ношение неправильно подобранной обуви приводит к Х образной деформации. Поэтому красивую обувь лучше оставить на потом, когда главные константы опорно-двигательного аппарата уже сформируются.»

Полезно ли при плоскостопии ходить босиком?

«Босиком ходить полезно по траве, гальке, паханной земле, но если это плоский асфальту, то это только усугубит.»

А если мы уже упустили момент?

«Любую возникшую проблему костно-мышечной системы на поздней стадии можно исправить корректирующими стельками. Они помогут облегчить болевую симптоматику, расслабят спазмированные мышцы, снимут ненужную нагрузку с позвоночника, обеспечат необходимый подъем стопы, сформируют верный свод. Единственное надо понимать, что ортопедическая стелька станет пожизненным атрибутом ребёнка, поэтому главное не упустить момент.»

А чтобы вовремя заметить первые дефекты развития опорно-двигательного аппарата, правильно подобрать индивидуальную обувь ребёнку и корректирующие стельки Оксана Викторовна ждёт Вас на консультации в МК «Гармонии» ежедневно с 14:00-16:00. Записаться на приём и получить консультацию Вы можете по телефону 8-928-226-18-17

Как алкоголь ставит на колени, наступает на пятки и оттаптывает ноги

Выпивка кончается. А проблемы, вызванные ею, остаются…. Остается пустота, потери, кризисы в семье и множество болезней, которые в состоянии опьянения уходят в подполье. И пациенты круг за кругом ходят по врачам и дивятся: пока пили — ничего не болело. Как перестали — все болит…

И пьющие, и трезвенники неплохо осведомлены о том, как пагубно действует спиртное на печень и поджелудочную железу, на сердце и сосуды. Но есть менее очевидные, но мучительные заболевания, которые находятся в прямой зависимости от употребления алкоголя. Как показывает статистика, каждый четвертый алкоголик страдает болезнями опорно-двигательного аппарата. При каждом приеме алкоголя происходит сгущение крови, которая в результате закупоривает мелкие сосуды. Плохое кровообращение приводит к кислородному голоданию и нехватке питательных веществ.

Позвоночник особенно чувствителен к таким состояниям, как, впрочем, и вся опорно-двигательная система. Остеопороз, этот тихий убийца, имеет в лице алкоголя верного союзника. Спиртное вымывает кальций, нарушает общий обмен, что препятствует усвоению необходимых микроэлементов, когда его опьяняющее действие уже миновало. Снижение общей массы тела, уменьшение мышечной массы, вызванные хроническим алкоголизмом, тоже ослабляют кости и суставы. Появляется ломкость костей, подверженность травмированию и плохая регенерация тканей.

Строение сустава

Суставы — это чудо природной биомеханики. Десятки тысяч инженеров бьются над изучением суставов в надежде повторить это совершенное изобретение природы. Суставы — это подвижные соединения костей скелета. Они разделены щелью, покрыты синовиальной оболочкой и суставной сумкой.

Полость, заполненная синовиальной жидкостью, делает движение мягким, бесшумным и безболезненным. Прерывистое, полостное соединение позволяет сочленяющимся костям совершать движения относительно друг друга с помощью мышц. Мы совершаем эти движения неосознанно с самого рождения, не замечая этого превосходного дара, и задумываться над ним начинаем только тогда, когда появляется дискомфорт, боли, ограничение в движении. Наши конечности несут на себе большую нагрузку. Мы ходим, садимся, встаем, переносим тяжести. Выполняем различный ручной труд.

С возрастом происходит определенный «износ оборудования», возникают микротравмы, развиваются воспалительные и дегенеративные заболевания. Хрящи суставов особенно подвержены износу при беге, ходьбе, прыжках. Некоторые суставы страдают в большей степени. Например, стопы и колени.

Влияние алкоголя

Давно замечено, что негативные процессы в суставах у пьющих людей идут значительно быстрее, чем у тех, кто придерживается трезвого образа жизни. Употребление алкоголя запускает цепочку взаимосвязанных процессов: происходит активное вымывание минералов, в особенности калия, смещение калиево-натриевого баланса, что вызывает отеки. Мочевая кислота вступает в реакцию со щелочами, кристаллы солей выпадают в области суставного хряща. Запускается подагрический процесс.

Чтобы противостоять разрушениям, внутриклеточный метаболизм ускоряется. Быстрее расходуется ресурс, ускоряются старение и износ. Нарушения нейрогуморальной регуляции активизируют асептические воспаления. Недостаточное кровоснабжение костей влечет за собой омертвение и разрушение костной ткани — асептический некроз. Хрящи одновременно и очень устойчивая и очень нежная часть сустава.

Устойчивая к естественным нагрузкам и чувствительная к тому, что не подразумевается естественным ходом вещей. Например, к употреблению алкоголя. Даже умеренные дозы спиртных напитков, если они употребляются регулярно, приводят к истончению хряща, его преждевременному старению и даже полному исчезновению. И вот тогда незаметный в начале заболевания дискомфорт становится невыносимой болью, потому что кости, не защищенные хрящевой прокладкой, трутся друг о друга, деформируются, разрастаются, и в полной мере разворачиваются грозные, инвалидизирующие заболевания — артроз, синовит, артрит.

Заболевания опорно-двигательного аппарата часто развиваются исподволь, незаметно, однако при многолетнем употреблении алкоголя полное разрушение сустава в результате некроза может произойти очень быстро, буквально за три-четыре года. Излишества в виде богатой трапезы и обильных возлияний награждают за неумеренность «аристократической» подагрой.

Мучения от боли в суставах в прежние времена бывали так сильны, что прислуга прочь разбегалась от раздражительных и нетерпимых подагриков. Причина этой болезни — образование солей мочевой кислоты, которые откладываются в суставах, образуя специфические подагрические шишки.

Заметно страдают и почки, которые не справляются с выведением мочевой кислоты из организма. К основным факторам риска развития подагры относится мужской пол, генетическая предрасположенность, употребление продуктов, богатых пуринами и жирами, а также неумеренность в выпивке. Приступ подагры начинается нестерпимой болью, которая совершенно лишает возможности двигаться и может сопровождаться температурой. При отсутствии лечения заболевание часто переходит в хроническую форму.

Отмечается скованность после состояния покоя, болезненность, изменение формы сустава, поражение почек. Не менее мучительным является артроз — неизлечимое дегенеративное заболевание. Если раньше его называли возрастным, то сейчас, в силу изменения образа жизни, питания и экологии, артроз захватывает гораздо более широкие слои населения, включая молодежь. Часто можно наблюдать семейную предрасположенность к артрозу.

В этом случае нужно иметь в виду, что людям с генетической предрасположенностью к этому заболеванию употребление алкоголя наносит особенно серьезный ущерб. Несбалансированная диета, в которой чрезмерно много жирной, острой, копченой и соленой пищи, приправленная спиртными напитками — прямой путь к артрозу, болям и туго — подвижности суставов.

Частой ошибкой является употребление пива, которое кажется потребителю безвредным, малоградусным и даже полезным напитком. Но многие отмечают со временем прямую взаимосвязь между выпитой бутылкой пива и острым приступом боли в ближайшем будущем. Пенный напиток выводит кальций и полезные микроэлементы из организма. При наличии воспалительного процесса и остеопороза даже умеренные количества пива спровоцируют ощутимый дискомфорт. Как говорят врачи: суставы приветствуют алкоголь только в виде растираний и компрессов. Опорно-двигательная система человека способна выдерживать большие нагрузки.

Процессы разрушения в ней идут незаметно. Но, как говорится: капля камень точит. А каждая капля алкоголя подтачивает совершенство нашего организма, ускоряя старение, приближая немощь и беспомощность. Боль в костях и суставах появляется тогда, когда упущены многие возможности. Выпивающие люди особенно склонны пропускать первые тревожные звоночки в виде болей, поскольку алкоголь притупляет болевые ощущения. Хуже того, у них формируется привычка гасить выпивкой неприятные проблемы, которые на трезвую голову, естественно, возвращаются и усиливаются. Так создается порочный круг, который в итоге может привести к тяжелым последствиям.

Лечение и алкоголь

Чтобы начать лечение, нужно посетить врача — ортопеда, хирурга или травматолога и далее следовать его рекомендациям. Многие пациенты не придают должного значения необходимости изменить образ жизни: отказаться от алкоголя, соблюдать диету, дозировать физические нагрузки. Но волшебной таблетки по-прежнему не существует, и облегчить свое состояние можно только следуя определенным правилам.

Терапия также накладывает ряд ограничений, которые нужно учитывать. Совершенно недопустимо сочетать лекарственные препараты с алкоголем. Результатом такого смешения могут быть серьезные побочные эффекты: тошнота, рвота, головокружения, аллергические реакции. Без отказа от вредных привычек ни одно лечение не будет достаточно эффективным.

Начать не с той ноги

Анатомия стопы и лодыжки человека. Авторы и права: сотрудники Blausen.com (2014 г.), WikiJournal of Medicine; doi:10.15347/wjm/2014.010 (CC BY 3.0 [https://creativecommons.org/licenses/by/3.0]), через Wikimedia Commons

Человеческое тело удивительно способно… несмотря на тот факт, что во многих местах все спроектировано неправильно.

Возьмем, к примеру, нашу голень. В нашей стопе 26 костей, а в лодыжке — 7. Подвижных частей гораздо больше, чем необходимо для ходьбы или бега, что делает нас гораздо более подверженными травмам.

Как это произошло?

Ну, мы произошли от более ранних гоминидов, которые избегали хищников и находили пищу на деревьях.

Этим предкам нужна была хватательная ступня, как у шимпанзе, с большим пальцем, как противопоставленный большой палец, и гибкой лодыжкой, как запястье.

Когда мы спускались с деревьев на землю, наши ноги должны были эволюционировать.

Стопа и лодыжка стали жесткими, чтобы образовать движущий рычаг. Арка разработана как амортизатор. Большой палец двинулся вперед вместе с остальными.

Это сработало достаточно хорошо. Несмотря на то, что они построены на старой конструкции, больше похожей на руки, наши несовершенные ноги перенесли нас в современность.

Теперь посмотрите на свои ноги и представьте другой дизайн: обтекаемая голень, обтянутая связками, а не мышцами; сросшаяся лодыжка, оканчивающаяся одним или двумя большими простыми пальцами ног с одной костью в каждом.

Звучит странно, но именно эта конструкция разгоняет страусов и лошадей до скорости более 40 миль в час, поглощая больше стресса и потребляя сравнительно меньше энергии.

Различные структуры, возникшие в результате различных эволюционных воздействий.

Мы рассмотрим другие любопытные случаи эволюции человека в будущих выпусках EarthDates.

Описание: Если бы вы могли сконструировать наиболее эффективную стопу для балансировки, ходьбы или бега в вертикальном положении, в ней не было бы 26 костей, как в стопе человека. Как эволюционировали наши ноги, чтобы поддерживать нас?

• Сравнение анатомии ног человека и страуса. Красные линии соединяют анатомические точки; зеленые линии соединяют функционально эквивалентные суставы. Авторы и права: Нина Шаллер, тел. ScienceinSchool.org Из всех животных Земли только люди и птицы действительно двуногие. Естественная стойка других животных зависит от четырех или более ног.
  • Люди являются стопоходящими, что означает, что они стоят на ногах.
  • Птицы являются пальцеобразными, то есть они стоят на пальцах ног.
• Человеческая стопа служит устойчивой платформой, когда мы стоим, и движущим рычагом, когда мы идем или бежим — так зачем ей 26 костей?
  • Человеческая голень устроена намного сложнее, чем нужно. В результате стопы и лодыжки человека страдают от широкого спектра заболеваний, таких как растяжения связок, компрессионные переломы, плоскостопие, подошвенный фасциит, бурсит, тендинит и бурсит.
  • Как приматы, люди прошли ряд эволюционных этапов. Ранние гоминины приспособились, чтобы оставаться в безопасности от хищников, живя на деревьях, и им требовался гибкий хватательный придаток, который мы видим у современных шимпанзе и человекообразных обезьян, а также у наших собственных запястий и рук.
  • Когда около 5 миллионов лет назад предки человека научились ходить прямо на двух ногах, хватательная ступня в конечном итоге превратилась в жесткий рычаг, который толкает нас вперед сегодня.
  • Чтобы обеспечить устойчивую платформу для движения, стопа должна была стать жесткой и сформировать свод, чтобы действовать как амортизатор. Большой палец должен был сместиться с противоположной ориентации (как наши большие пальцы) на выравнивание с другими пальцами.
  • Человеческие лодыжки состоят из семи костей и промежуточных связок, которые двигаются вместе. Наши лодыжки были бы сильнее и менее подвержены травмам и функционировали бы так же хорошо, если бы эти кости просто срослись в одну кость.
  • Зажившие сломанные лодыжки были обнаружены в окаменелостях возрастом 3 миллиона лет.
• Копыта лошади — это когти увеличенного среднего пальца ноги лошади. Авторы и права: Пит Маркхэм (CC BY-SA 2.0 [https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.0]), через Викисклад. фора на людях. Если бы мы могли переделать наши ноги и ступни, чтобы оптимизировать вертикальное равновесие и передвижение, мы могли бы выбрать дизайн, более похожий на страусиный.
  • Страусы бегают быстрее, чем летают большинство птиц. Бегая со скоростью 37–44 миль в час (60–70 км/ч), страус мог пробежать весь олимпийский марафон всего за 40 минут, что в три раза быстрее, чем требуется чемпионам среди людей.
  • Вместо того, чтобы использовать для стабилизации энергозатратные мышцы, суставы страусов стабилизируются связками, что значительно повышает их выносливость.
  • Как и у других птиц, анатомическая лодыжка страуса находится на середине ноги и выглядит как перевернутое колено. Его настоящее колено находится на уровне груди, а бедро представляет собой короткую горизонтальную кость, соединяющуюся с бедром. Мускулатура страусиной ноги расположена высоко, близко к телу, а голень очень легкая и легко замахивается, обеспечивая как более быстрый темп, так и большую длину шага.
  • У страусов всего два пальца на ногах с мягкой подошвой, которая амортизирует напряжение. Большой палец действует как подпружиненный амортизатор, а второй используется как выносная опора. Каждый палец представляет собой единую кость.
  • Это идеальные беговые машины; однако они также тяжелые и могут быть выбиты из равновесия — если вы сможете их поймать!
  • Некоторые роботы спроектированы так, чтобы двигаться как страусы.
• Не только птицы бегают на цыпочках.
  • Млекопитающие произошли от общего предка с пятью пальцами на ногах, но у некоторых животных появились копыта.
  • Копыто лошади на самом деле является когтем увеличенного среднего пальца лошади. Боковые пальцы исчезли за миллионы лет.

Человеческие ноги ужасны с точки зрения эволюции

Почему страусиные ноги лучше и как человеческие предки перешли от стояния на деревьях к ходьбе по планете, согласно летописи окаменелостей

Палеоантрополог Джереми ДеСильва любит окаменелости, особенно останки наших древних предков-гоминидов . Он пытается разгадать тайну того, как именно мы превратились из маленькой обезьяны, живущей на деревьях, в вид, который станет доминировать на Земле. Это требует кропотливой детективной работы — найти череп здесь, кость там, а затем восстановить то, как эти существа передвигались, находили пищу и избегали гигантских львов и гиен.

Мы еще многого не знаем, но ДеСильва убежден в одном: наши древние предки ходили прямо — и это все изменило. Он излагает этот аргумент в своей книге «Первые шаги: как прямохождение сделало нас людьми».

Стив Полсон с Общественным радио штата Висконсин с программой «В меру наших знаний» отправился в Дартмутский колледж, чтобы навестить ДеСильву в его подвальной лаборатории, где у него есть ящики, полные копий всех великих ископаемых открытий, касающихся эволюции человека.

Это интервью было отредактировано для большей ясности.

Стив Полсон: Что эти окаменелости говорят нам о нашей эволюционной истории?

Джереми ДеСильва: Изучая эти окаменелости, мы можем сказать, что у самых ранних членов нашей линии не было такого большого мозга, как у нас сегодня. Они не использовали сложные технологии и не разговаривали.

Они были передвигающимися на двух ногах. Прямохождение — древнейшее приспособление человека. Это то, что случилось первым.

SP: Значит, прямохождение сделало нас людьми?

JDS: Точно. Это подготовило почву для всего, что произошло позже, от нашего языка и нашей диетической гибкости до нашей зависимости от технологий и инструментов, до того, как мы рожаем и воспитываем наших детей. Все эти вещи действительно имеют свои корни в том, как мы двигаемся.

SP: И все же наши ближайшие родственники — шимпанзе и гориллы — на самом деле не двуногие. Они не ходят, как мы.

JDS: Они могут вставать на две ноги, но это не очень эффективная форма передвижения для них. Их колени согнуты. Они не могут поддерживать свое тело ни на одной ноге, поэтому падают и шатаются.

SP: Они ходят на костяшках пальцев. Когда они передвигаются, они обычно стоят на четвереньках, костяшки пальцев передних рук опущены на землю.

JDS: Совершенно верно. Одна из гипотез на протяжении многих лет состоит в том, что наш общий предок с шимпанзе мог ходить на костяшках пальцев, а прямохождение развилось позже. Теперь мы можем проверить эту идею, взглянув на окаменелости того периода, от 6 до 10 миллионов лет назад. У нас их не так много, но те окаменелости, которые у нас есть, не принадлежат костяшкам. Они от обезьян, живших на юге Европы — во Франции, Италии, Испании, Греции, Турции.

В этот период леса Африки распространились на север и окружили то, что сегодня является Средиземным морем. А обезьяны любят леса. Они любят деревья, которые приносят плоды. Но мы обнаружили, что эти обезьяны, как правило, сидят на деревьях прямо, держась за ветки над ними и передвигаясь на двух ногах по деревьям.

SP: Стоять прямо на деревьях звучит нелогично. Кажется, что лучше жить на деревьях, чем стоять на двух ногах.

JDS: Безусловно. Но может случиться так, что прямота уходит корнями дальше, чем мы когда-то думали. И проводились различные эксперименты по перемещению из точки А в точку Б. Fidelis T Masao (CC-BY)

У знаменитой Люси есть не только ее скелет, но и кости многих других людей, которые были найдены рядом с ней. Ее вид даже оставил нам эти необычные следы в Танзании, известные как следы Лаэтоли.

Судя по следам и скелетам, по их походке мы можем сделать вывод, что их походка была очень похожа на нашу. Они приземлились ударом пятки. Они перенесли большую часть своего веса на большой палец ноги, как и мы. У них была немного более плоская ступня, чем у нас, но если бы вы могли видеть Люси, просто идущую на расстоянии, вы бы не заметили разницы. Она не сгорбилась. Она не ходила как прямоходящий шимпанзе. Она много ходила, как мы. Таким образом, 3 миллиона лет назад у вас была очень похожая на человеческую походка, которая развилась у Люси и ее сородичей, которых мы называем афарскими австралопитеками.

SP: Вы сказали, что если бы вы могли волшебным образом вернуться в любое время, вы бы вернулись во времена Люси.

JDS: Люси — икона нашей науки. Когда я читаю лекции об эволюции человека, не имеет значения возраст аудитории, все слышали о Люси. И все же у нас еще много вопросов о ней. Мы до сих пор до конца не знаем, как ее вид связан с нашим, будь то вымершая боковая ветвь или прямой предок. У нас все еще есть вопросы о ее диете. У нас все еще есть вопросы о повседневной жизни наших вымерших предков.

Реплика скелета Люси в Музее естественной истории Кливленда.  Эндрю Бардуэлл (CC-BY-SA)

SP: Что ела Люси?

JDS: Изучая изотопы в их зубах, мы можем сказать, что они начали есть почти все, что их окружало. Они больше не были специализированными поедателями фруктов, как современные обезьяны. Они ели траву и семена. Они ели орехи, цветы и фрукты, они ели мясо, вероятно, добытое плотоядными животными, убитыми прошлой ночью, ели насекомых, выкапывали личинок.

SP: Я пытаюсь представить Люси и ее спутников. Всего от 3,5 до 4 футов в высоту, они были бы легкой добычей для крупных хищников.

JDS: Верно. У вас были не только большие кошки, но и огромные гиены, живущие в той же среде.

Образ Люси приветствует посетителей Музея антропологии и истории в Мексике. Ernesto Lazaros (CC-BY-SA)

Многие люди думают, что происхождение нашей линии восходит ко временам Дарвина, но затем действительно популяризировалось в 1950-е и 1960-е годы — идея о том, что мы выжили только потому, что владеем оружием, а прямохождение произошло потому, что мы могли освободить руки для инструментов и оружия, и что мы были жестокими, кровожадными обезьянами. Вместо этого мы были жертвами охоты, мы не были охотниками.

Так как же медлительный двуногий, окруженный хищниками, оказался в опасной местности — как выжили наши предки? Они присматривали друг за другом. Они заботились друг о друге. Когда кто-то был ранен, они не оставляли его умирать. Они привели их к дереву, где они могли исцелиться, и, вероятно, принесли им еду и присматривали за ними.

Одно из достоинств человека, которым мы должны гордиться, — это наша склонность к сотрудничеству и наше сострадание друг к другу. Вы знаете, мы можем быть ужасны друг к другу, но мы часто упускаем из виду, насколько хорошо мы можем быть друг к другу.

SP: Итак, это история о нашем очень скромном происхождении. Наши предки не были королями саванны.

JDS: Абсолютно. Когда я изучаю эти окаменелости, которым миллионы лет, меня поразило то, что я поражен тем, что они сохранились. Конечно, многие из них вымерли, но выжило достаточно, чтобы мы существовали и сегодня. Таким образом, стойкость, изобретательность, креативность, способность наших предков выживать, несмотря на все трудности, сложенные против них, довольно примечательны.

SP: Есть птица, которая является интересным контрпримером двуногости человека, и это страус, который может очень быстро бегать на двух ногах. Почему они намного лучше бегают, чем мы?

JDS: Несколько причин. Их ноги состоят из костей и сухожилий. У них нет мышц на ногах и ступнях. Все мышцы тела подняты вверх. Это позволяет их ногам двигаться быстрее — страусы могут бегать со скоростью 45 миль в час.

Стопа человека состоит из 26 отдельных костей. И у вас две ступни, так что у вас 52 кости стопы. Это означает, что четверть вашего скелета состоит из костей стопы. Тонны и тонны костей стопы.

Кости стопы человека. Факультет здравоохранения Ливерпульского университета (CC-BY)

Так почему же? Ну, мы произошли от обезьян. Мы приматы, а приматы живут на деревьях. А на деревьях нужна подвижная нога. Подумайте о стопе орангутанга, стопе шимпанзе. Они могут использовать свою ногу так же, как я использую свою руку, чтобы хвататься за вещи.

Кости, которые есть у нас в стопе, — это те же самые 26 костей, что и у шимпанзе. Они просто немного изменены, и это превращает нашу ногу из хватательного органа, как у шимпанзе, в тот, который может отталкиваться от земли. Но у нас все еще есть те 26 отдельных костей. И каковы результаты? Ну, у тебя подошвенный фасциит, у тебя растяжение связок лодыжки.

SP: Вы говорите, что эта стопа плохо сконструирована.

JDS: О, это катастрофа. Смотрите, эволюция работает с любой предсуществующей формой, она настраивает, переделывает и модифицирует. Это не создает совершенства. Он создает достаточно хорошо, чтобы выжить.

SP: А как насчет страусиной ноги?

JDS: Подумайте о происхождении страуса. Это происходит не от обезьяны или примата. Он произошел от двуногих динозавров. Кости ног их предков срослись в единую жесткую колонну. У них всего восемь костей в ногах, поэтому у них меньше возможностей для движения. Вместо этого их ступня очень похожа на паралимпийское протезное лезвие, которое спортсмены используют с той единственной жесткой структурой, которая может ударяться о землю, накапливать упругую энергию, а затем отталкиваться от земли и продвигать их к следующему шагу.

SP: Это поднимает несколько интересных вопросов. Если мы выживем еще миллион лет, будем ли мы эволюционировать, чтобы иметь лучшую ногу? Могут ли некоторые из этих 26 костей слиться вместе, чтобы у нас получилась больше страусиная нога? Можем ли мы с помощью новых технологий сделать человеческую ногу лучше?

JDS: Конечно. Я вполне могу себе представить, что могут быть технологии, которые могли бы улучшить анатомию стопы человека.

SP: Как бы выглядела ваша идеальная человеческая нога?

JDS: О, это была бы страусиная лапка! У меня были бы ступня и нога страуса, так что вы могли бы бегать со скоростью 45 миль в час.