11:01 03 Aprile 2020
Scienza e tech
URL abbreviato
251
Seguici su

Il piede umano non ha analoghi nel mondo animale. Sembra una struttura alquanto fragile, ma è in grado di resistere anche a grandi pesi, ci permette di camminare velocemente e di correre lontano.

A spese di cosa? Da tempo gli scienziati cercano di rispondere a questa domanda.

Un uomo scende da un albero

Leonardo da Vinci ha definito il piede umano un capolavoro, un'opera d'arte. Gli scienziati moderni lo ammirano allo stesso modo. Infatti, l’uomo in posizione eretta riesce a muoversi tanto agilmente quanto gli animali a 4 zampe: cammina velocemente, corre senza problemi, è stabile e agile. Forse non proprio tanto quanto altri animali, ma è comunque in grado di arrampicarsi su un albero e di scendere da una montagna. Riesce anche a trasportare carichi pesanti incrementando notevolmente il carico sulle gambe.

Quando si cammina e si corre sui piedi vengono applicate forze che superano il peso corporeo. Dalle lesioni ci protegge una buona ammortizzazione: infatti, il piede agisce come una molla, immagazzinando energia meccanica e trasformandola in rigidità.

L'uomo è l'unica creatura ad assumere una postura eretta sul pianeta. Si ritiene che ciò sia dovuto proprio all'evoluzione del suo piede. I primati di grandi dimensioni presentano un piede molto diverso. Le dita dei piedi sono in proporzione più lunghe, il pollice è opponibile, il che permette loro di afferrare gli oggetti con i piedi e di arrampicarsi agilmente sui rami.

L’uomo presenta ossa del tallone piuttosto grandi, corte dita del piede, un alluce più spesso e schiacciato, un collo del piede ben sviluppato. Tutti questi elementi sono il risultato dell’adattamento alla postura eretta, secondo la maggior parte degli scienziati.

Gli animali che si muovono su quattro zampe fanno pressione sulle dita e poi sul metatarso. L’uomo, invece, si muove facendo pressione sul tallone e questo può sorprendere. Il tallone viene sottoposto a un forte scontro con il terreno, ma ne esce indenne grazie alla sua struttura unica. Poi il peso viene trasferito sulla parte esterna del piede, sul metatarso e solamente infine sulle dita. Così facendo il corpo si inclina in avanti e verso il basso. La camminata può essere paragonata a una serie di cadute.

Per staccarsi in maniera efficace dal terreno, la parte centrale del piede dev’essere rigida. In tal senso un ruolo chiave è svolto dall’arco longitudinale mediale, un elemento proprio unicamente dell’uomo moderno. L’arco è sostenuto da muscoli, legamenti e dall’aponeurosi (un particolare tipo di tessuti che ricoprono l’area inferiore delle ossa dell’arco e di alcune altre zone del nostro corpo). Ad esempio, gli scimpanzé quando camminano su due zampe si appoggiano prima sul tallone e poi su tutto il resto del piede. L’uomo, invece, grazie a questo arco effettua un movimento diverso. Per questo motivo si pensava che il piede dello scimpanzé non potesse acquisire rigidità nella sua area centrale ma gli esperimenti degli ultimi anni hanno confutato questa conclusione.

Secondo alcuni scienziati di Harvard, l’adattamento alla postura eretta non è sufficiente per spiegare l’elevato grado di specializzazione del piede umano. A loro avviso, sarebbe il risultato dell’adattamento alla corsa veloce su lunghe distanze.

Infatti, durante la corsa le forze derivanti dall’impatto tra il tallone e il suolo sono molto forti e potrebbero generare lesioni. Per questo, il corridore cambia postura: incedendo si appoggia sulla parte centrale del piede e poi sulle dita. Questo approccio lo aiuta non solo dal punto di vista anatomico, ma gli permette anche di compiere movimenti più efficienti.

Riflessioni sull’arco longitudinale

Recentemente taluni scienziati dell'Università di Yale, con la partecipazione di colleghi di altri Paesi, hanno dimostrato che l’arco trasversale è importante per garantire la rigidità del piede almeno quanto la volta longitudinale, o forse anche di più. Un modello matematico appositamente sviluppato ha dimostrato che maggiore è la curvatura dell’arco trasversale, maggiore è la rigidità della parte centrale del piede in direzione longitudinale quando si cammina.

Prelevando dal corpo di un defunto i legamenti che tengono insieme l’arco trasversale, i ricercatori hanno sperimentato il loro modello. È emerso che, tagliando i legamenti, la rigidità del piede diminuisce del 40%. Questo solleva nuovi interrogativi. È solo la curvatura degli archi a garantire la rigidità del piede? Cosa succede alle persone con i piedi piatti? È possibile sfruttare le informazioni relative al grado di curvatura per determinare quale dei nostri antenati avesse una postura eretta?

Anche l'evoluzione del piede umano presenta molti aspetti ad oggi ancora poco chiari. Fino al 1960 gli scienziati conoscevano solo il piede di un uomo di Neanderthal. Negli ultimi 2 decenni le collezioni si sono arricchite di decine di campioni di altri rappresentanti del genere Homo e questo ha permesso di estendere il panorama in maniera significativa.

Prima si credeva che il piede del primo Homo dovesse essere un incrocio tra il piede di un gorilla e quello di un uomo moderno. Poi si è ipotizzato che la differenza principale riguardasse la posizione dell’alluce. Al momento appare evidente che il quadro sia molto più complesso e che la posizione eretta sia il risultato di molti piccoli e grandi adattamenti del piede avvenuti nel corso di milioni di anni.

Nel 1979 in Tanzania in uno strato di cenere vulcanica sono state rinvenute tracce fossilizzate di una famiglia di australopiteci di 3,6 milioni di anni fa. Questo ci ha permesso di scoprire che questi antichi ominidi camminavano assumendo la posizione eretta.

Nel 2009 taluni scienziati statunitensi hanno pubblicato un articolo sulle tracce rilevate nei pressi del lago Turkana, molto probabilmente lasciate da un Homo erectus vissuto un milione e mezzo di anni fa. Sembravano una via di mezzo tra le tracce degli australopiteci e quelle dell'uomo moderno. L’alluce era stato premuto con maggiore forza, mentre l’arco era accennato al suolo con meno intensità. Si ipotizza che questi ominidi fossero già in grado di percorrere lunghe distanze in posizione eretta e trasportare pesi.

Il caso più strano è quello di un esemplare di Homo floresiensis i cui resti furono rinvenuti nel 2003 sull'isola di Flores in Indonesia. Si trattava una piccola creatura con tratti tipici degli australopiteci. L’alluce è pronunciato, mentre l’arco manca oppure è poco sviluppato. Per questi ominidi doveva essere difficile muoversi su due gambe, figuriamoci correre. Poiché vivevano su una piccola isola, forse il loro processo evolutivo è stato diverso rispetto a quello dei loro simili sul continente.

O forse erano i discendenti più vicini degli australopiteci che sopravvissero molto più a lungo di altre specie arcaiche grazie all'isolamento.

Tags:
Scienza e Tecnica, scienza
RegolamentoDiscussione
Commenta via SputnikCommenta via Facebook