Dik Yürümemizde Evrimleşen Ayak Kemeri Rol Oynadı

Araştırmaya göre insan ayağının genişliği boyunca uzanan ayak kemeri, dik yürümemizin ve koşmamızın önemli bir parçası olabilir.

İnsan ayağının iç kısmı boyunca tabandan topuğa uzanan belirgin bir kemer vardır. Bu yapı, yürümenin ve koşmanın neden olduğu kuvvetlere karşı ayakların dayanmasına yardımcı olur. Ama burada diğerine göre daha az belirgin olan başka bir kemer daha var.

Ayağın ortasında ayak tarağı (Metatarsal) olarak adlandırılan kemikler, ayağın genişliği boyunca bir eğri halinde yer alır. Enine tarsal (ayak bileği) kemeri olarak adlandırılan bu eğri, ayağı uzunlamasına sertleştiriyor ve 3.4 milyon yıl önce evrimleşmiş olabilir. Bu da diğer primatlardan farklı olarak iki ayak üzerinde yürüme ve koşma kabiliyeti kazanan eski hominidlere doğru bir adım olabilir.

(Dik Yürümeyi Bir Süpernovaya Borçlu Olabiliriz)

Bilim insanları, uzunlamasına kemer adı verilen ayağın iç kısmındaki kemerin, yay kirişi gibi altında uzanan elastik dokular ve kemerin şekli sayesinde, ayağı daha sert hale getirdiğini biliyorlardı. Ancak ayak tarağı kemikleri (metatarsal) arasındaki kıvrımın, ayakları daha sağlam hale getirmeye ne kadar yardımcı olduğu bilinmiyordu.

Enine bilek kemerinin ayak sertliğinde oynadığı rol, bir parça kağıt biraz kıvrıldığında olanlara benzer. Yale Üniversitesi’nde makine mühendisi olan Madhusudhan Venkadesan, “Parmaklarınızla, uzunluğunun bir ucu boyunca bir dolarlık banknotu tutun, bükülür. Ancak genişliği boyunca hafifçe kıvırmak için başparmağınızla bastırın; banknot sertleşir ve daha düz hale gelir.” diyor.

İnsan ayaklarının yürümek ve koşmak için nasıl evrimleştiğini bilmek uzmanların daha iyi protez tasarlamasına veya düz tabanlı insanların tedavi edilmesine yardımcı olabilir. Örneğin çoğu protez ayak, yürüyüş için tasarlanmıştır. Koşmak isteyenler farklı bir şeye, yani bıçak biçimli sert bir proteze ihtiyaç duyarlar.

Çalışmaya dahil olmayan paleobiyomekanist Patricia Kramer, bu çalışma hakkında “Bizler için heyecan verici” diyor. Çalışmanın, ayağın evrimini daha iyi anlamak için geleneksel biyolojik antropolojiyi mühendislik ilkeleri ile birleştirmenin mükemmel bir örneği olduğunu söylüyor.

(Dik Yürüyen 11 Milyon Yıllık Maymun Fosili Bulundu)

Venkadesan ve meslektaşları, ince bir tabaka, kadavradan iki ayak ve ayağı taklit eden mekanik yapılar olmak üzere üç tip kavisli yapının sertliğini test ettiler ve enine kemerin örnekleri daha sert hale getirdiğini buldular. Araştırmacılar kadavralarda enine kemeri oluşturan kemikler arasındaki dokuları kestiğinde, ayağın sertliği yüzde 54’e kadar düştü.

Patricia Kramer, enine kemerin ayak sertliği için önemli olduğu açık olsa da tam olarak ne kadar önemli olduğu hakkında daha fazla çalışmaya ihtiyaç duyulacağını söylüyor. Örneğin insan ayaklarının mekanik taklitleriyle yapılan deneylerde, ayağın yere değen kısımları hesaba katılmadı ve bu ayağın genel sertliğinin hesaplanmasında önemli bir ayrıntı olabilir.

Araştırmacılar ayrıca kavisli ayak kemerlerinin ilk ortaya çıkışını araştırırken, eski insan atalarından gelen iskelet kalıntılarını ve fosilleri incelediler. Şempanzeler gibi insan olmayan primatlar ve muhtemelen insanlarla paylaştıkları son ataları, insanlardan daha düz tabanlı ayaklara sahiptiler. Ancak yaklaşık 3.4 milyon yıl önce, bilinmeyen bir insan atasından gelen bir ayakta insan benzeri bir enine tarsal kemer evrimleşmişti.

Venkadesan, bu merkezi kemerin ortaya çıkmasının, iki ayaklı olmamızda muhtemelen büyük bir rol oynadığını söylüyor. “Bu yapı insan ayağının sertliği için eksik olan önemli bir bileşeni ekliyor.”

Science News. 26 Şubat 2020.

Makale: Venkadesan, M., Yawar, A., Eng, C. M., Dias, M. A., Singh, D. K., Tommasini, S. M., … & Mandre, S. (2020). Stiffness of the human foot and evolution of the transverse arch. Nature, 1-4.