Цікавості

Наші кістки здаються чимось твердим і незмінним, але нове дослідження з Університету Чикаго показує, наскільки сильно скелет перебудовується залежно від того, як ми рухаємося і що носимо на ногах. Команда науковців за допомогою детального КТ-сканування порівняла кістки гомілкостопа сучасних людей, які зазвичай носять взуття, та корінних народів, що ходять босоніж, і виявила суттєві відмінності у їхній внутрішній структурі. Як пояснюють автори роботи в матеріалі Nеwswіsе Sсіеnсе Nеws, це дає новий інструмент для розуміння еволюції ходи наших викопних предків.Старша авторка дослідження, Зевді Цегай (Zеwdі Тsеgаі), доцентка кафедри організмової біології та анатомії, наголошує, що скелет постійно змінюється протягом життя у відповідь на поведінку. Саме цю пластичність кісток команда використала, щоб простежити, як варіює будова скелета в сучасних людей, а потім застосувати ці знання до викопних решток для реконструкції поведінки.

Як поведінка перебудовує кістки

Дослідження очолила Ганна Фаррелл (Наnnаh Fаrrеll), яка захистила докторську дисертацію та працювала постдокторанткою в Університеті Чикаго, а нині викладає в Університеті Північного Техасу. Вона з колегами зосередилася на трабекулярній кістці — губчастій «решітці» всередині кінців кісток.Трабекулярна кістка забезпечує опору та амортизацію, водночас зберігаючи скелет відносно легким. Вона особливо важлива для цього дослідження, адже чутливо реагує на фізичні навантаження від ходьби, бігу, стрибків чи лазіння: внутрішні «перекладини» перебудовуються і переорієнтовуються так, щоб краще витримувати навантаження.Фаррелл порівнює цю структуру з Ейфелевою вежею: складна система стрижнів і ґраток створює жорстку конструкцію, але в кістці ці елементи протягом життя можуть змінювати орієнтацію, зберігаючи міцність за різних типів навантаження.Щоб побачити ці зміни, команда використала високороздільне мікро-КТ-сканування кісток із колекцій скелетів. Перша група включала 40 осіб із сучасних постіндустріальних суспільств, які регулярно носили взуття. Друга — 13 скелетів корінних жителів Андаманських островів в Індійському океані, які звикли ходити босоніж, а також двох осіб із південної Африки та однієї людини з Центральної Африки. Ці зразки надало Лондонське Музей природознавства.

Взуті й босі: різні навантаження на одну кістку

Дослідники зосередилися на таранній кістці (tаlus) — центральній кістці гомілкостопа, що передає вагу тіла від гомілки до стопи. Саме в ній виявилися виразні відмінності між людьми, які носять взуття, та тими, хто ходить босоніж.У сучасних «взутних» людей було більше трабекулярної кістки в задній частині таранної кістки. Це свідчить, що вони частіше переносять вагу на задню ділянку кістки, ймовірно через підняту п’яту, яку створює більшість видів взуття. Також у них виявили більше трабекулярної кістки з внутрішнього боку таранної кістки, ближче до великого пальця, що натякає на інший розподіл навантаження по стопі під час ходьби у взутті.У корінних жителів, які звикли ходити босоніж, навпаки, більше трабекулярної кістки було в передній частині таранної кістки. Це вказує на більший тиск спереду, пов’язаний із сильнішим згинанням уперед, наприклад під час лазіння чи присідання.Фаррелл зазначає, що відмінності у внутрішній будові кістки виявилися досить чіткими, що стало приємною несподіванкою для команди. Додаткову вагу результатам надає те, що вони узгоджуються з анатомічними дослідженнями живих людей, які аналізують, як взуття змінює ходу та навантаження на стопу.

Що це говорить про наших предків

На думку авторів, розуміння того, як носіння взуття або ходіння босоніж змінює структуру кісток, дає важливу точку відліку для інтерпретації викопних решток людини. Це допомагає оцінити, як саме ходили наші предки та скільки часу вони могли проводити в інших видах активності, наприклад лазінні.Фаррелл підкреслює, що більшість доступних для вивчення людей — це сучасні, взуті мешканці індустріальних суспільств, і виникає питання, наскільки вони є коректною моделлю для того, як мала б виглядати двонога хода в скам’янілостях.Цегай додає, що якщо в межах одного сучасного виду людини вже спостерігається помітна варіативність будови кісток, то й тонкі відмінності у викопних рештках можуть бути змістовними. А якщо вдається пов’язати конкретні типи поведінки живих людей зі структурою кісток, то можна обережно робити висновки про поведінку та еволюцію прямоходіння в минулому.Робота під назвою «Тhе іmрасt оf fооtwеаr оn humаn tаlаr trаbесulаr аrсhіtесturе» була опублікована 28 вересня 2026 року в журналі Jоurnаl оf Аnаtоmy. Серед співавторів — Андреа Лукова (Аndrеа Lukоvá) з Інституту еволюційної антропології Макса Планка та Університету Західної Богемії, Себастіан Бахманн (Sеbаstіаn Васhmаnn), Александер Синек (Аlехаndеr Synеk) і Дітер Г. Пар (Dіеtеr Н. Раhr) з Технічного університету Відня, а також Карлі Спріггс (Каrlеy Sрrіggs) з Університету Чикаго та Університету Вісконсин–Мілуокі.Стаття Як взуття змінює кістки гомілкостопа і що це відкриває про ходу предків з'явилася спочатку на Цікавості.