The way we walk is unique when compared to our closest living relatives, the ape. But scientists are not sure when our skeleton evolved to create this distinction, which is one of the questions driving the study of human evolution today. Now, researchers believe the answer could lie in our big toes. Scientists have developed a new method of analysing long bones, such as the hallucal metatarsal - the shaft of the foot bone that links to the big toe - in order to study differences between the feet of humans and apes. The method shows structural differences in different colours, as shown above . An interdisciplinary team led by scientists at the University of the Witwatersrand in Johannesburg, South Africa, has combined visualisation techniques, engineering principles and statistical analysis into a  new way of analysing the structure of long bones. They used it to document foot differences between humans and apes, so that variations were highlighted in a rainbow of colours. This work will be the starting point for future studies, which could investigate how far back in our evolutionary history the modern human pattern of bone structure in the hallucal metatarsal – the shaft of the foot bone that’s connected to the big toe - emerged. Scientists are not sure when our skeleton evolved to create our unique walk, but they believe the answer could lie in our big toes, which we use in the propulsive phase of walking, unlike apes which use it to climb and grasp. A computer graphic showing a version of the March of Progress is pictured . Podiatrist Christopher Hunt claims that the condition of our feet can indicate health problems. They are composed of 26 major bones and joints and the way humans walk depends on the way they move in relation to each other. Beacuse of this, flat feet can indicate curvature of the spine and distorted toes can signify rheumatoid-arthritis later in life. 'A slow pulse can signify poor circulation and, for example, rolling ankles - a condition where ankles roll inwards - can show incorrect posture, which can lead to severe back pain,' he said. Returning red ulcers could indicate diabetes, which affects 1.4 million people in Britain, while discoloured feet could hint at circulatory problems. As well as offering crucial evolutionary insights into the timing and appearance of modern human gait, they believe the method will advance the study of bone biology in hominin fossils. They focused on the hallucal metatarsal in groups of modern humans, gorillas and chimpanzees, because the big toe, or hallux, plays a pivotal role during the propulsive phase of walking and running in humans. In other living apes, the big toe is more thumb-like so it can be used for grasping and climbing. Their method, which is described in the journal Plos One, allowed them to detect differences in the shape and size of the bone in the modern species, by creating images from CT scans to make a ‘colour map’ where different qualities and properties of the bone are shown in different colours. Dr Kristian Carlson explained: ‘This study is an exemplar proof-of-principle analysis for a technique that can advance the general fields of bone biology and functional morphology by introducing a powerful new means of analysing long bone shafts, particularly their structural properties. ‘In our first study, we have documented exciting structural differences between humans, chimpanzees, and gorillas, some of which were predictable based on their gait differences. ‘The unexpected structural differences we observed are equally intriguing. We are eager now to begin examining how far back in evolutionary time these differences can be traced.
Researchers from the University of the Witwatersrand developed a new technique to analyse the shape of bones in feet .
They have used it to show the structural differences between the feet of humans and apes in different colours, which may explain the way we walk .
They say the method could one day reveal when our skeleton evolved to make us walk differently from our closest living relatives .
הדרך בה אנו הולכים היא ייחודית בהשוואה לקרובינו החיים הקרובים ביותר, הקוף. אבל מדענים לא בטוחים מתי השלד שלנו התפתח כדי ליצור את ההבחנה הזו, שהיא אחת השאלות המניעות את חקר האבולוציה האנושית כיום. כעת, חוקרים מאמינים שהתשובה יכולה להיות בבהונות הגדולות שלנו. מדענים פיתחו שיטה חדשה לניתוח עצמות ארוכות, כמו המטטרסל ההזוי - הציר של עצם כף הרגל המקשר אל הבוהן הגדולה - על מנת לחקור הבדלים בין כפות הרגליים של בני אדם לקופים. השיטה מציגה הבדלים מבניים בצבעים שונים, כפי שמוצג לעיל. צוות בינתחומי בראשות מדענים מאוניברסיטת וויטווטרסרנד ביוהנסבורג, דרום אפריקה, שילב טכניקות הדמיה, עקרונות הנדסיים וניתוח סטטיסטי לכדי דרך חדשה לנתח את המבנה של עצמות ארוכות. הם השתמשו בו כדי לתעד הבדלים בכף הרגל בין בני אדם לקופים, כך שווריאציות הודגשו בקשת של צבעים. עבודה זו תהווה נקודת המוצא למחקרים עתידיים, שיוכלו לחקור עד כמה אחורה בהיסטוריה האבולוציונית שלנו הופיע הדפוס האנושי המודרני של מבנה העצם במטאטרסל ההזוי - הציר של עצם כף הרגל המחובר לבוהן הגדולה. מדענים לא בטוחים מתי השלד שלנו התפתח כדי ליצור את ההליכה הייחודית שלנו, אבל הם מאמינים שהתשובה יכולה להיות בבהונות הגדולות שלנו, שבהן אנו משתמשים בשלב ההנעה של ההליכה, בניגוד לקופים שמשתמשים בו כדי לטפס ולתפוס. תמונה ממוחשבת המציגה גרסה של מצעד הקידמה. פודיאטר כריסטופר האנט טוען שמצב הרגליים שלנו יכול להעיד על בעיות בריאותיות. הם מורכבים מ-26 עצמות ומפרקים עיקריים והדרך שבה בני אדם הולכים תלויה בדרך שבה הם נעים זה ביחס לזה. בגלל זה, רגליים שטוחות יכולות להעיד על עקמומיות של עמוד השדרה ואצבעות מעוותות יכולות להעיד על דלקת מפרקים שגרונית בשלב מאוחר יותר בחיים. "דופק איטי יכול להעיד על זרימת דם לקויה, ולמשל, קרסוליים מתגלגלים - מצב שבו הקרסוליים מתגלגלים פנימה - יכולים להראות יציבה לא נכונה, מה שעלול להוביל לכאבי גב חזקים", אמר. חזרת כיבים אדומים עלולה להצביע על סוכרת, המשפיעה על 1.4 מיליון אנשים בבריטניה, בעוד שכפות רגליים דהויות עשויות לרמז על בעיות במחזור הדם. בנוסף להציע תובנות אבולוציוניות חיוניות לגבי העיתוי והמראה של ההליכה האנושית המודרנית, הם מאמינים שהשיטה תקדם את חקר ביולוגיית העצם במאובני הומינינים. הם התמקדו במטטרסל ההזוי בקבוצות של בני אדם מודרניים, גורילות ושימפנזות, מכיוון שהבוהן הגדולה, או ההלוקס, ממלאת תפקיד מרכזי בשלב ההנעה של הליכה וריצה בבני אדם. אצל קופים חיים אחרים, הבוהן הגדולה יותר דמוית אגודל כך שניתן להשתמש בה לאחיזה וטיפוס. השיטה שלהם, המתוארת בכתב העת Plos One, אפשרה להם לזהות הבדלים בצורה וגודל העצם במין המודרני, על ידי יצירת תמונות מסריקות CT כדי ליצור 'מפת צבע' שבה איכויות ותכונות שונות של עצם מוצגות בצבעים שונים. ד"ר כריסטיאן קרלסון הסביר: "מחקר זה הוא ניתוח מופתי של הוכחה לעיקרון לטכניקה שיכולה לקדם את התחומים הכלליים של ביולוגיה של העצם ומורפולוגיה תפקודית על ידי הצגת אמצעי חדש רב עוצמה לניתוח פירי עצם ארוכים, במיוחד תכונותיהם המבניות. "במחקר הראשון שלנו, תיעדנו הבדלים מבניים מרגשים בין בני אדם, שימפנזים וגורילות, שחלקם היו ניתנים לחיזוי על סמך הבדלי ההליכה שלהם. "ההבדלים המבניים הבלתי צפויים שצפינו מסקרנים באותה מידה. אנו להוטים כעת להתחיל לבחון עד כמה אחורה בזמן האבולוציוני ניתן לאתר את ההבדלים הללו.
חוקרים מאוניברסיטת Witwatersrand פיתחו טכניקה חדשה לניתוח צורת העצמות בכפות הרגליים.
הם השתמשו בו כדי להראות את ההבדלים המבניים בין כפות רגליהם של בני אדם וקופפים בצבעים שונים, מה שעשוי להסביר את הדרך בה אנו הולכים.
הם אומרים שהשיטה יכולה יום אחד לחשוף מתי השלד שלנו התפתח כדי לגרום לנו ללכת בצורה שונה מקרובינו החיים הקרובים ביותר.