Неандертальцы, возможно, встречали неровную землю стопами, которые больше заворачивались внутрь и имели более низкий свод, чем у нас. Новый анализ предполагает, что такая конфигурация помогала их коренастым, очень активным телам справляться с тяжёлыми нагрузками и неровным рельефом. Привычный ярлык «плоскостопие» отражает часть идеи, но речь идёт о древней форме костей и вероятной функции, а не о медицинском диагнозе.
Исследователи сравнили трёхмерную внешнюю форму семи пяточных костей неандертальцев с 64 костями людей. Работа, опубликованная в Journal of Human Evolution, выявила особое сочетание пропорций и суставных поверхностей. Она добавляет свидетельства того, что анатомия неандертальцев отражала суровую жизнь, и бросает вызов устаревшим представлениям о наших древних родственниках.
Руководила исследованием Рита Соррентино, ныне в Университете Палермо, координировала работу Мария Джованна Белькастро из Болонского университета. Работа изучает, как эволюционное наследие и повседневные физические нагрузки вместе формировали кость, играющую центральную роль при ходьбе.
Пяточная кость поглощает силы и помогает передавать их при движении тела вперёд. Её пропорции и связи с соседними костями дают ключи к передвижению. Как и исследования эволюции таза человека, этот анализ связывает структуру скелета с механикой ходьбы на двух ногах.
Команда использовала цифровые модели, полученные с помощью лазерного сканирования, структурированного света и компьютерной томографии. Трёхмерная геометрическая морфометрия позволила сравнить всю кость и отдельные области, включая суставные поверхности и задний выступ, где прикрепляется ахиллово сухожилие. Такой подход позволяет изучить пространственные отношения, которые могут упустить несколько обычных измерений.
По сравнению с группами людей у неандертальцев пяточная кость была относительно короче, шире и выше. При этом общий размер кости оставался в пределах человеческого диапазона. Различие, таким образом, касается пропорций и формы, а не просто большего размера пятки.
«Массивность пятки отражает общую структуру тела неандертальцев, для которой характерны значительная мышечная и костная масса и чрезвычайно интенсивный уровень физической активности», — сказала Белькастро. Исследователи интерпретируют эту конфигурацию как соответствующую большей нагрузке на заднюю часть стопы и высокой мобильности.
Самые поразительные ключи касаются суставов над и перед пяткой. Суставные поверхности неандертальцев отличались по форме и ориентации от многих человеческих сравнений. Вместе эти черты поддерживают положение стопы, которое было привычно пронированным, то есть стопа склонна заворачиваться внутрь при нагрузке. Исследователи также предполагают более низкий латеральный продольный свод, который идёт по внешней стороне стопы. Иная организация сустава, соединяющего пятку и кубовидную кость, могла допускать иной баланс между подвижностью и стабильностью.
Эта интерпретация не устанавливает, что у неандертальцев было то же состояние, что у живого пациента с диагнозом «плоскостопие». Статья описывает гипотезу о своде как предположительную и призывает к дальнейшим исследованиям, объединяющим анализ формы с трёхмерным моделированием движений. Анатомия ископаемых даёт косвенные свидетельства позы, а не запись реального шага.
Стопа должна обеспечивать поддержку и одновременно приспосабливаться к поверхности под ней. На неровном рельефе некоторая свобода наклоняться и подстраиваться под меняющиеся точки контакта помогает сохранять равновесие. Исследование предполагает, что неандертальцы достигали этого конфигурацией, подходящей к их массе тела и привычным механическим требованиям.
«Эти физические характеристики указывают на адаптацию, направленную на повышение несущей способности задней части стопы и высокую мобильность на неровной земле», — сказала Белькастро. Предполагаемая польза касается стабильности и управления силами, а не утверждения, что один тип стопы лучше в любых условиях.
Сравнительная группа охватывает доисторических охотников-собирателей, земледельцев железного века и собирателей, а также постиндустриальное население с кладбища Болоньи. Некоторые черты у высокомобильных человеческих групп были ближе к неандертальским, чем у относительно малоподвижной городской группы. Это говорит о том, что видовая принадлежность сама по себе не объясняет вариации пятки.
У постиндустриальной группы пяточные кости были более изящными. Исследователи связывают это с пониженной мобильностью и привычным ношением обуви. Жёсткая обувь может ограничивать боковые движения, меняя механические требования к костям. Однако исследование не назначало обувь или уровни активности экспериментально. Наследственность, питание и среда тоже могут вносить вклад в различия формы.
Семь неандертальцев дают ограниченное окно в целый вид. Некоторые отсутствующие области ископаемых требовали реконструкции, а выборка не позволяла статистически оценить половые различия внутри групп. Авторы также отличают черты, потенциально унаследованные от более ранних предков, от тех, что отражают специфическую эволюцию неандертальцев или реакцию на нагрузку.
«Морфология нашего скелета — не только продукт строгой генетической программы, но и следствие физических стимулов и наших повседневных привычек», — сказала Белькастро. Дальнейшее моделирование движений могло бы проверить, как предложенная конфигурация суставов влияла на стабильность и передачу сил.
Вопрос, который остаётся: если форма пятки зависит не только от вида, но и от образа жизни, то сколько ещё анатомических различий между неандертальцами и нами объясняется не эволюцией, а тем, как они двигались и что носили на ногах, — и не окажется ли, что современная обувь изменила нас сильнее, чем мы думаем?
