Um quarto de todos os nossos ossos estão nos pés

Naquelas discussões sobre curiosidades com os amigos você muito provavelmente pode ter ouvido que uma grande porcentagem dos seus ossos está nos seus pés! Isso é verdade! 25% dos nossos ossos vivem nas meias. Parece um exagero. O que levanta a questão: por que há tantos ossos lá embaixo? A resposta simples é "porque sim!", mas para entender completamente a resposta, que é mais complicada do que parece, temos que seguir nossos passos ancestrais até o oceano, centenas de milhões de anos atrás.

Primeiro, vamos começar estabelecendo o que queremos dizer com a palavra "pé". Claro, parece que deveria haver uma definição bastante direta. Mas você ficaria surpreso. O que colocamos em um sapato consiste em 26 ossos: sete tarsos, cinco metatarsos e 14 falanges. Você também pode dividir o pé em três seções: retropé, mediopé e antepé.

Mas, embora todos esses ossos estejam solidamente confinados ao que chamaríamos de pé, isso não é verdade para a maioria dos outros tetrápodes, também conhecidos como animais com quatro membros e uma espinha dorsal.

Você pode estar familiarizado com aqueles diagramas codificados por cores dos membros dos animais, que destacam os ossos que são homólogos, o que significa que eles compartilham uma origem evolutiva entre as espécies.

Então, vamos seguir esses ossos, até nossos ancestrais que viviam no oceano, que nem tinham pés. Começaremos há cerca de 560 milhões de anos, quando os ancestrais de todos os peixes com mandíbula começaram a evoluir para ter dois pares de nadadeiras em seus corpos. Agora há um salto muito grande a ser dado, de nossas quatro nadadeiras para quatro membros.

Nossos ancestrais marinhos tiveram que se concentrar em muitos detalhes importantes, como pulsos, tornozelos e dedos. Deixar de lado nossas nadadeiras frágeis era um dado adquirido, já que tínhamos que desenvolver algo que pudesse suportar nosso peso em terra. Afinal, estávamos deixando os mares flutuantes para trás e a força da gravidade tornou-se muito menos indulgente.

Para fazer isso, tivemos que eliminar os raios das nadadeiras, as longas estruturas ósseas que sustentam as membranas das nadadeiras, e substituí-las por ossos mais sólidos. A partir daí, esses pares de nadadeiras abarrotados de raios se transformaram lentamente em quatro membros, com conjuntos de dígitos com muitos ossos.

Esses primeiros tetrápodes não haviam definido quantos dígitos teriam por membro, e alguns teriam oito dedos em cada um. Mas, cerca de 350 milhões de anos atrás, nossos ancestrais tetrápodes diminuíram para cinco, o que abriu caminho para que todos os tetrápodes subsequentes herdassem consistentemente o mesmo número de dedos.

E esse padrão de cinco dedos ainda é encontrado na grande maioria dos tetrápodes modernos, mesmo naqueles que diminuíram ainda mais sua contagem , como nossos amigos cavalos. Você pode ver isso em como eles se desenvolvem como embriões.

Veja, mesmo que eles saiam com apenas um dígito completo por perna ao nascer, os embriões de cavalo começam brevemente a desenvolver cinco dedos por membro, antes de reduzir para um. E centenas de milhões de anos se passaram desde que esses 5 dedos apareceram pela primeira vez.

Esse é tempo suficiente para todos os diferentes vertebrados terrestres se tornarem selvagens, evoluindo algumas modificações bastante extremas nesses ossos, com base em como eles queriam se locomover. Remos para nadar, asas para voar, cascos para cavalgar... você entendeu.

E dependendo de como eles se adaptam para usar seus membros, acabam havendo compensações significativas entre estabilidade e flexibilidade.

A estabilidade é fundamental para as articulações que atuam como alavancas longas e rígidas, para auxiliar na corrida, por exemplo. Nesse caso, os ossos podem se fundir ou se perder com o tempo, o que reduz o número total de articulações e elimina partes flexíveis desnecessárias.

Por outro lado, ter mais articulações e ossos no pé significa aumentar sua flexibilidade e destreza, realizando muitos movimentos diferentes. E para nossos ancestrais primatas que viviam em árvores, essa flexibilidade era fundamental.

Os primatas surgiram na época em que os dinossauros morreram, e nós pegamos o que nossos ancestrais tetrápodes nos deram e realmente corremos com isso. Ou, mais precisamente, balançamos com isso.

Os primatas não humanos são conhecidos por terem não apenas mãos flexíveis, mas também pés semelhantes a mãos, e por serem capazes de fazer muito com eles, como agarrar galhos minúsculos.

E como mencionei antes, quanto mais complexos os movimentos que você quer fazer, mais articulações móveis você precisa ter, por causa dessa compensação, entre estabilidade e flexibilidade.

Então, faz sentido que os primatas arbóreos, que passam muito tempo em árvores, também tenham muitos ossos nos pés. O que é ótimo para nossos primos primatas amantes de árvores, mas ainda não responde à pergunta, por que ainda temos todos esses ossos, se não podemos fazer nada daquelas coisas divertidas de primatas, com nossos pés grandes e chatos?

Especialmente porque sabemos que outras espécies, como os cavalos, eliminaram todos os seus ossos extras sem problemas. Bem, a questão é que não faz muito tempo que podíamos fazer todas aquelas coisas sofisticadas de agarrar os pés.

Os humanos se separaram de nosso último ancestral comum, com os chimpanzés, em algum momento por volta do final do Mioceno, e infelizmente há uma lacuna de 7,5 milhões de anos, no registro fóssil de pés de macacos. Isso significa que estamos perdendo algumas informações importantes, sobre a aparência de qualquer pé de macaco, entre 4,4 e 11,9 milhões de anos atrás.

Dito isso, fósseis de antes da divisão nos dizem que os pés de nosso último ancestral comum provavelmente se pareciam muito com os chimpanzés de hoje. Isso significa que eles tinha um longo dedão do pé opositor, ou hálux, usado para agarrar coisas, e um tornozelo super flexível para manobrar em torno de troncos e galhos de árvores.

Embora tenhamos algumas lacunas para preencher em nossa linha do tempo do pé em forma de mão para o pé real, um fóssil de 4,4 milhões de anos, de uma espécie chamada Ardipithecus ramidus, nos dá uma boa ideia de como essa transição pode ter sido.

Este macaco antigo ainda tinha um longo hálux, também conhecido como dedão do pé, projetando-se para o lado como os macacos não humanos, mas seu meio-pé era menos flexível do que você esperaria de um escalador de árvores estrito.

Isso nos diz que eles usavam a parte plana do pé para um movimento de impulso, também conhecido como caminhar. Portanto, parece que este macaco em particular estava andando ereto sobre duas pernas, muito mais do que seus ancestrais anteriores, mas ainda não havia desistido totalmente da vida nas árvores.

Embora os fósseis de pés de nossos primeiros ancestrais sejam poucos e distantes entre si, fósseis como este nos ajudam a juntar as peças de como teria sido essa transição.

Outro passo importante para entender é quando nosso dedão do pé começou sua lenta migração, de volta à linha com seus companheiros. Lembra do que eu disse sobre estabilidade versus flexibilidade? Bem, acontece que ter um dedo do pé que se projeta em um ângulo de 90 graus do seu pé não é o ideal quando você está andando por aí.

Por um lado, topadas nos dedos aumentariam exponencialmente, e ninguém quer isso. Além disso, estudos mais modernos sobre os pés humanos mostram que nosso dedão do pé é fundamental para nos ajudar a impulsionar a cada passo, então é muito mais útil onde o colocamos.

Sabemos que algumas espécies, como Australopithecus afarensis e Australopithecus africanus, que viveram entre 2 e 4 milhões de anos atrás, andavam bípedes, na maior parte do tempo. E com base nas pegadas, achamos que seus dedões estavam alinhados com o resto do pé, já há 3,6 milhões de anos.

Então, quando nos estabelecemos em andar sobre nossos dois pés, perdemos a flexibilidade dos nossos dedões, mas mantivemos todos os ossos. Vemos isso há cerca de 1,8 milhão de anos, em fósseis de pés, de duas espécies dentro do nosso gênero Homo, que se acredita serem do Homo habilis e do Homo erectus.

E até temos algumas pegadas preservadas, do Homo erectus também. Suas pegadas revelaram um longo arco de pé, assim como os pés humanos modernos. Então, a essa altura, tínhamos chegado totalmente ao bipedalismo, e ao formato de pé apropriado para acompanhá-lo!

Foi apenas ao longo de alguns milhões de anos, que nossos pés em forma de mãos se tornaram, bem, apenas pés. Isso significa que nosso caminho evolutivo, foi pavimentado em uma escala de tempo relativamente curta, desde que descemos das árvores.

Compare isso com os cavalos, cujos ancestrais nunca se preocuparam em mexer com a vida nas árvores para começar. Foi um caminho evolutivo muito mais direto. Sem dedos longos e flexíveis para fazer engenharia reversa.

Mas como compartilhamos todos o mesmo conjunto de ossos dos pés, com nossos primos grandes macacos modernos, tivemos que fazer todos esses ossos bônus funcionarem, da melhor maneira possível.

Os humanos desenvolveram os ajustes de que precisávamos, para fazer nossos pés trabalharem para nós, e até que a seleção natural comece, para favorecer pessoas nascidas com menos ossos dos pés, todos 26 ossos por pé vieram para ficar.