Mobility of the human foot’s medial arch enables upright bipedal locomotion
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Developing the ability to habitually walk and run upright on two feet is one of the most significant transformations to have occurred in human evolution. Many musculoskeletal adaptations enabled bipedal locomotion, including dramatic structural changes to the foot and, in particular, the evolution of an elevated medial arch (H. Elftman and Manter, 1935). The foot’s arched structure has previously been assumed to play a central role in directly propelling the centre of mass forward and upward through leverage about the toes (Herbert Elftman and Manter, 1935) and a spring-like energy recoil (Hicks, 1955). Paradoxically, these roles seemingly require either arch rigidity (for the former) or mobility (for the latter). However, it is unclear whether or how the mobility and height of the medial arch support its propulsive lever function. Here we show, using high-speed biplanar x-ray, that regardless of intraspecific differences in medial arch height, arch recoil enables a longer contact time and favourable propulsive conditions for walking upright on an extended leg. This mechanism presumably helped drive the evolution of the longitudinal arch after our last common ancestor with chimpanzees, who lack this mobility during push-off. We discovered that the previously overlooked navicular-medial cuneiform joint is primarily responsible for this mobility in human arches, suggesting that future morphological investigations of this joint will provide new interpretations of the fossil record. Our work further suggests that enabling the mobility of the longitudinal arch in footwear and surgical interventions is critical for maintaining the ankle’s natural propulsive ability.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,004 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».