El Cedazo

La entrada de hoy de la serie “Lo que se preguntan sus alumnos de 3º de la ESO” nos va a servir para pensar acerca de nuestro cuerpo y acerca de la evolución. Hoy “sus alumnos” -los del profesor Lorenzo Hernández- se han manifestado intrigados con la utilidad de los dedos de los pies. Así, a bote pronto, no da la impresión de que sea una pregunta menor… realmente ¿para qué deben servir estos pequeños pirulís que son los dedos meñiques de los pies, por ejemplo? Parece que para poco. Y si es para poco… ¿por qué los tenemos?… o incluso más, ¿por qué los mantenemos?

Se cree que hace unos seis millones de años unos simios africanos decidieron iniciar una nueva aventura evolutiva al dejar de lado a los que más tarde iban a ser sus primos chimpancés. La aventura se llamó “bajar al suelo y desplazarse a dos patas”. Estos animales provenían de unas estirpes que se movían por las copas de los árboles de las selvas ecuatoriales africanas “braquiando”… ¿y qué es eso de braquiando? Colgados de las ramas mediante las cuatro patas, avanzando gracias a un ágil balanceo. Manos y pies tenían la misma función: formaban una garra con la que podían cogerse bien seguros de las ramas. O manipular hábilmente con las cuatro extremidades el alimento.

Anatomía ósea del pie, con dos zonas de apoyo, anterior y posterior, y una flexible intermedia en donde son parte principal los cinco huesos metatarsianos (Wikimedia, dominio público)

Pero las circunstancias climáticas de aquellos momentos les obligaron a cambiar sus hábitats, ya que las superficies boscosas donde desde siempre habían vivido se fueron limitando y aislando, rodeadas por las cada vez más extensas áreas de monte bajo y de abiertas sabanas repletas de gramíneas. A veces la comida se encontraba en la isla boscosa de al otro lado de la pradera y no quedaba más remedio que ir allí. Imaginad las precauciones que debían tener que adoptar aquellos simios terrestres a la hora de cruzar una zona al descubierto, en donde los depredadores lo tenían fácil. Quien antes llegara al otro lado tendría más probabilidad de sobrevivir y de reproducirse. Su especie perduraría.

No os voy a contar el camino intermedio -lo tenéis con más detalle en las entradas de las series de El Cedazo “La biografía de la Vida” y “Biografía de lo Humano“-. Sólo deciros que la evolución fue modelando aquellos cuerpos que se balanceaban con sus cuatro patas hasta darles una estructura anatómica que les permitió desplazarse de una forma súper-eficiente por los nuevos emplazamientos. Esta nueva forma corporal fue la adecuada para la marcha pedestre: se pusieron de pie… y los pies sirvieron para otras cosas más que para agarrar: fueron una estructura firme y elástica que soportaba el peso del cuerpo y lo impulsaba durante el desplazamiento. Los simios se pusieron de pie y llegaron a ser los Homo.

La anatomía preparada para la marcha pedestre no es la más adecuada para la velocidad –parece ser que el guepardo tiene puntas de 115 kilómetros a la hora, muy superiores a las del campeón mundial Usain Bolt que llegó a los 45-, pero es genial desde el punto de vista de resistencia. De hecho, hay modalidades de caza que consisten en perseguir al animal para ir agotándolo poco a poco. Pero ¿por qué es tan eficiente andar como los humanos? Para decirlo en pocas palabras y que se entienda: porque nuestra anatomía tiene tal arquitectura que cuando andamos o corremos el centro de gravedad del cuerpo apenas se desplaza…. Podríamos decir que su trayectoria es prácticamente recta, sin bamboleos, simplemente un ligero movimiento vertical, lo que hace que se pierda muy poca energía en movimientos y desplazamientos superfluos de nuestra masa corporal.

Y ayudando a esta labor está el pie… favorecer un desplazamiento eficiente. Con los elementos de partida, la misma estructura ósea -un bloque de arranque, la parte palmeada y los cinco dedos- que servía para andar colgados de los árboles, claro está que cambiados. Básicamente con un talón que soporta el peso del cuerpo; con una planta que en reposo proporciona una base estable para sustentarse y que durante el movimiento actúa como un amortiguador y como una ballesta que impulsa nuestro cuerpo paso tras paso; y con unos dedos paralelos –ya no formando una pinza- que facilitan estas dos últimas funciones.

En resumen podemos decir que el pie, en su conjunto, es una maquinaria muy compleja, un conjunto de palancas equilibradas en la que todas sus partes participan armónicamente para conseguir su objetivo, que es sustentar el cuerpo tanto en parada como en movimiento. Es una estructura que debe soportar mucho esfuerzo y que es capaz de ofrecer unos servicios asombrosos. Baste saber que un europeo medio, a lo largo de su vida, puede caminar de media unos 150.000 km, casi cuatro vueltas completas al globo terrestre.

Comparación de los huesos de manos y pies que nos permite apreciar su identidad evolutiva. El I es el pulgar y el V el meñique (Wikimedia, dominio público y CC BY-SA 3.0)

Antes de continuar, vamos a echar un ojo al pie. Lo tenemos en la figura anterior. Son 28 huesos (faltan los dos sesamoideos del pulgar) que se articulan en cincuenta y cinco puntos, atados por un buen número de músculos y ligamentos que les permiten la rigidez estructural que precisan, a la par de la elasticidad necesaria para el movimiento. Como ya se ha dicho, y así puede apreciarse en el dibujo que encabeza esta entrada, en líneas generales consta de tres partes diferentes, dos que apoyan –talón y dedos- y una intermedia que forma el arco del pie. Esta disposición ósea hace al pie adoptar una arquitectura anatómica como la una bóveda de puente que está apoyada en tres puntos, dos a ambos lados del inicio de los dedos y otro más en el talón. Podemos imaginar la estabilidad de esta mesa de tres patas y la elasticidad que confiere este fleje doblemente curvo –transversal y longitudinal- sobre el que se soporta todo el peso del cuerpo como se puede apreciar en la imagen siguiente. 

Bóveda del pie (dibujo: I.A. Kapandji, Cuadernos de Fisiología articular, volumen 3, fair use)

Según esto podemos decir que en posición de reposo el pie normal carga sobre el talón, sobre la cabeza de todos los metatarsianos y en los pulpejos de los dedos, siendo más evidente el apoyo del dedo gordo. A veces sucede que falta el del meñique.

Imagen de un estudio estático de los pies: huella plantar (Imagen, fair use)

Vayamos ahora a ver qué pasa cuando andamos o corremos. Durante la marcha el apoyo del cuerpo sobre el pie va avanzando en dirección anterior, desde el momento en el que el talón golpea en el suelo hasta que los dedos se despegan. En un primer momento el talón apoya en el suelo produciéndose un pequeño giro de la planta del pie hacia fuera con objeto de amortiguar el golpe. Manteniendo esta posición, poco a poco el apoyo del pie va avanzando en dirección anterior mientras va cayendo hasta chocar los metatarsianos con el suelo. En esta fase intermedia el pie se comporta casi como una palanca rígida. Luego se inicia la propulsión: el peso del cuerpo se va desplazando hacia delante, hacia las cabezas de los metatarsianos, comenzando el despegue del talón, para por fin apoyarse en la cabeza del primer metatarsiano y el pulpejo del dedo gordo, y así abandonar el contacto con el suelo.

Todo este proceso, mucho más complejo y sofisticado que lo que nos ha costado contarlo, puede ser medido. Los análisis dinámicos realizados por especialistas permiten una descripción más precisa de la función del pie durante la marcha o la carrera, pudiendo apreciarse la distribución de cargas y presiones en la planta del pie en movimiento. En la figura siguiente podemos ver el resultado de uno de estos estudios que nos permite apreciar cómo va variando la posición en donde se sustenta el peso corporal. Es muy claro cómo va pasando desde la zona externa del talón, cruzando el puente a través del arco de bóveda del que ya hablamos, para desplazarse a la parte delantera interna y desaparecer básicamente a través del dedo gordo. Los otros cuatro dedos prácticamente no participan en la parte dinámica más allá de favorecer el equilibrio durante el movimiento.

Imagen del análisis dinámico de los dos pies durante la secuencia de carrera. Los colores más claros indican la magnitud de la presión ejercida sobre el suelo (A partir de Biofoot IBV, fair use)

Recopilemos. Hemos visto que tanto en reposo como durante la marcha, para que el pie desarrolle correctamente su función, unas partes son más esenciales que otras. Y entre estas otras podemos considerar que se encuentran sus cuatro dedos menores. Si se rompen los metatarsos o se amputa el dedo gordo o se produce una calcificación del talón, la marcha se va a ver seriamente alterada. En estos caso es imprescindible intervenir mediante cirugía o hacer uso de prótesis para recuperar la capacidad de marcha normal. Sin embargo, si la amputación afecta a un dedo menor se sigue manteniendo el equilibrio aunque se pueda alterar un poco la comodidad del andar al verse disminuida ligeramente la superficie de sustentación y de empuje en el momento de levantar el pie. Pueden surgir problemas transitorios secundarios, como sería la erosión de las otras zonas del pie que reacomodan la función perdida de apoyo; o como puede ser la desviación y deformación de algún dedo contiguo. Hemos comentado que una solución es corregir el problema con unas prótesis. Un caso extremo es el del famoso montañero Juanito Oiarzabal, que en 2004 perdió los diez dedos de los pies por congelación cuando descendía del K2 -montaña de los Himalayas de 8.611 de altitud- tras conseguir su cumbre. Después de una complicada época de cuidados médicos, esfuerzo personal y gracias, entre otras cosas, a unas prótesis, consiguió volver a lo que antes fue. Cuatro años más tarde volvía a su reto con los “ochomiles”. Yo no le vi allí, pero sí soy testigo de que en 2007 subía la cumbre pirenaica del Vignemale con las manos en los bolsillos.

El afamado alpinista Juanito Oiarzabal junto a una de sus “fáciles” cumbres, el Vignemale,  3.298 metros (Wikimedia, CC BY 3.0 y CC BY-SA 3.0)

Creo que el tema quedaría incompleto si no habláramos un poco de qué es lo que puede traernos el futuro evolutivo del hombre. ¿Es verdad que perderemos los dos meñiques de los pies por su escasa utilidad? Habría que preguntarse cuál sería la ventaja para la supervivencia y la reproducción el hecho de perder estos dedos. Porque, por supuesto, sólo nos puede pasar si se cumple alguno de estos dos postulados. Nunca por la causa lamarckiana de que por la pérdida de uso están abocados a desaparecer. Evidentemente podríamos decir que la energía que consumen estos deditos es energía malgastada si estamos de acuerdo en que los dedos pequeños de los pies aportan poco para la estabilidad y la eficacia de marcha. Y, por tanto, un lujo innecesario, ya que esta energía podría ser utilizada para otros menesteres más vitales. Sin embargo la evolución no hila tan fino… simplemente lleva a los organismos por caminos de utilidad aunque tenga que dejar algún fleco abierto… siempre y cuando este fleco no suponga, para el que lo tenga, un hándicap con respecto a sus competidores. Hay muchos ejemplos de ello en la naturaleza. Baste pensar, y seguimos con el caso de los dedos de los pies, cómo son, o han sido, especies de éxito animales con un dedo operativo, como los caballos; dos dedos, como las vacas; tres dedos, como las aves; cuatro dedos, como los cánidos; cinco dedos, como los primates o incluso más, como el extinto Acanthostega que tenía ocho dedos. Parece que cualquier arquitectura digital puede ser válida. A la vista de esto ¿es absolutamente necesario e ineludible perder algún dedo de los pies? ¿Aportará alguna ventaja competitiva el tener cuatro dedos en los pies? En principio parece ser que no.

Una alteración de tal calibre se produciría por una variación genética –pérdida, modificación o duplicaciones de genes- o una influencia epigenética que influyera en la cadena operativa de expresión de un gen o grupo de genes que definen el número de dedos (podéis leer al respecto esta entrada de la serie La Biografía de la Vida). Además, la aparición de estas alteraciones, aunque probablemente resultaran neutrales, se verían reforzadas si tuvieran como consecuencia una ventaja para el que la “consiguiera” en relación con sus competidores por la supervivencia y la reproducción en el mismo nicho ecológico vital. No tenemos la bola de cristal, pero casi me atrevería a asegurar que la probabilidad de que los hombres –hoy por hoy en la cúspide, sin competencia, de la pirámide depredadora- pierdan un dedo de los pies debe ser escasa y, en cualquier caso, por causas muy alejadas del hecho de su poca utilidad.

Con esto acabamos este largo recorrido sobre los pies y sus dedos. Más allá de lo que exigía la pregunta que lo ha motivado. Espero que la digresión os haya merecido la pena. ¡Hasta la próxima pregunta-respuesta!

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