Fagfelle-vurdert artikkel svarer påstander om "dårlig design" av den menneskelige foten/ankelen
av Casey Luskin, 24. mars 2023. Oversatt herfra

I en fagfellevurdert artikkel -lenke, publisert i Bio-Complexity, forklarer Bristol University Ingeniør professor Stuart Burgess "hvorfor ankelfot-komplekset er et mesterverk av ingeniørfag og en motbevisning av‘ dårlig design ’argumenter."

Brian Miller har tidligere dekket professor Burgess argumenter i et foredrag, men de er innrammet som et svar på argumenter fra ID-kritikk til Jeremy Desilva og Nathan Lents. Disse kritikerne hevder at det menneskelige fot-ankel-komplekset er suboptimal fordi det gjenspeiler en ikke-styrt prosess der evolusjonen forsøkte å konvertere en skjelettstruktur tilpasset firefots bevegelse til bipedalisme. Burgess argumenterer som svar at ankel-fot-komplekset "viser en veldig høy grad av kompleksitet og finjustering" og "mesterlig ingeniørvitenskap." Videre, "Ingeniør innsikt avslører en nær sammenheng mellom form og funksjon i ankelen, et forhold sett i dens flere bein og utformingen av disse beinene" og de "fem midtfotbenene er nødvendige for å danne det optimale kinematiske og strukturelle grensesnittet mellom hæl og tå-fot."

Bilde 1. Ankel og fot må fungere i idrett

Burgess observerer at mange som har studert foten uten forutinntatt bias, har anerkjent et "utmerket design." Han siterer Leonardo da Vinci som kalte den menneskelige foten "et mesterverk av ingeniørfag og et kunstverk", og mer moderne forskere som observerer den "nesten uanstrengte menneskelige gangarten" eller som bemerker at forskjellige fotstrukturer "fungerer i perfekt synkronisering" fordi det er "suverent konstruert for ambulering."

En kontrast til "dårlig design"
Derimot mener "dårlig design" talsmenn at de fleste av de syv ankelbenene er meningsløse, dårlig koordinert, og grunnleggende er et dårlig design, fordi en "sammensmeltet struktur" ville fungere bedre enn "et ledd med så mange separate deler." Burgess svarer på argumenter som ankelfoten presterer dårlig i bipedalisme, fordi den opprinnelig ble utviklet for firefots bevegelse ved å observere at slike argumenter "er basert på sirkulær resonnement og forutsetninger om hva evolusjonen kunne eller ikke kunne gjøre tidligere." Han mener at "en bedre vitenskapelig tilnærming til å vurdere kvaliteten på utformingen, er å studere de faktiske biomekanikkene og funksjonene til foten."

Bilde 2. Benkonstruksjon i foten

Burgess observerer at "kravene til smidig bipedal bevegelse er ekstremt krevende." Tross alt må foten være "en kompakt multifunksjonsfull presisjonsenhet" som må oppfylle flere krav, som noen ganger er motstridende:
1. Fungere som en sterk og stiv kraft for å drive kroppen fremover i å gå og løpe. Ledd-bevegelsen er plantarflexion.
2. Fungere som en fleksibel plattform for å absorbere sjokk og tilpasse seg ujevn grunn. Fellesbevegelser inkluderer dorsi-fleksjon, pronasjon og supinasjon.
3. Forsyne 3-punkts kontakt med bakken for å tillate å stå på ett, eller to ben, og for å muliggjøre kontrollert skyvekraft fra fotbuen. Kontrollen må innebære fin- justering av retning, så vel som kraft.

Vanskelige og motstridende krav
Likevel bemerker Burgess videre at "kravene til en stiv kraft og fleksibel plattform er vanskelige å oppnå, fordi de er motstridende. For å oppnå disse to kravene må foten ha stivhet og fleksibilitet på akkurat de rette stedene. I tillegg må foten ha evnen til å justere stivhet gjennom presis kontroll av muskler. " Foten er i stand til å oppnå dette fordi den "har tre sammenkoblinger av fleksible buer som utfører flere funksjoner, spesielt tre-punkts kontakt med bakken, stiv kraft for start og fleksibilitet ved støtdemping." Burgess bemerker hvor godt designet disse buene er:
"Det er flere funksjoner som opprettholder buenes integritet: (i) fotbuer segmentert som en romersk bue, som induserer trykkrefter, spesielt beinet som danner nøkkelen til buen; (ii) korte leddbånd som binder tilstøtende bein sammen; (iii) lengre leddbånd, lik 'fjær'-båndet som knytter buen over flere bein; (iv) muskel-tendon-grupper som fungerer som en slynge, og trekker buene oppover; og (v) muskler som avstivner buen."
Han bemerker videre at beinene på midtfoten lar den utføre fem hovedfunksjoner, inkludert å gi en "fleksibel tverrbue", "lastbærings-struktur under pronasjon", "kinematiske grensesnitt for pronasjonsopplysning", "strukturelt grensesnitt for langsgående belastninger, "og "avstivning av den mediale buen."

Bilde 3. Burgess under foredrag på YouTube

Burgess finner også at "en annen spesialisert designfunksjon i ankel-fot-komplekset er de elastiske hengsel-leddene", ettersom noe slikt som 17 slike ledd tillater "betydelig fleksibilitet" i foten og også hjelper til med støtdemping. Faktisk rapporterer Burgess at disse elastiske hengseleddene har minst fem underfunksjoner, inkludert "(i) fleksibilitet; (ii) lastbærende; (iii) energilagring; (iv) feilsikrings-design; og (v) ultra-lav friksjon. "
Talsmenn for dårlig design har spurt hvorfor det er sammenkoblede bein i bunnen av benet over ankelen i stedet for et enkelt bein. Burgess bemerker at det er gode grunner til dette ettersom fibula er "kjent for å gi stabilitet til ankelleddet" via "en type koblingssystem med flere søyler." Han siterer to spesifikke fordeler med å ha et fibula bein:
"En fordel med fibulaen er at den øker momentarmen (mekanisk fordel) av muskler som virker på ankel-fot-komplekset. En annen fordel er at fibulaen øker festeområdet for muskler og derfor lar mer muskler virke på leddet."

Svare på dårlig design
Etter å ha gitt denne gjennomgangen av ingeniørfunksjonene til ankel-fot-komplekset, er Burgess i stand til å ta opp påstander om at mange fot- og vinkelben er funksjonsløse. I virkeligheten har denne artikkelen vist at alle beinene i ankel-fot-komplekset har veldig viktige roller i de spesialiserte designfunksjonene. Spesielt har de fem beinene på midtfoten flere funksjoner. " Han viser også definitivt at fibulabenet er nødvendig fordi det "gir essensiell stabilitet til ankelleddet under pronasjon ved å danne en multi-stang koblingsmekanisme." Burgess viser at en smeltet ankelstruktur ikke ville fungere bedre fordi "den er velkjent i det medisinske feltet at ankelfusjoner fører til en nedbrytning av ankelytelse" og relativ bevegelse av ankelben gir forskjellige funksjoner, inkludert støtdemping.

Bilde 4. Fotens ben med latinske navn

Et viktig anti-design-argument er at ankler er utsatt for forstuinger eller andre skader, men Burgess bemerker at dette forveksler misbruk med dårlig design:
"Betydningen av denne differensieringen kan illustreres i analogi med en moderne bil. De fleste moderne biler er godt designet og veldig pålitelige når de er i god stand og brukes riktig. Til tross for den høye kvaliteten på design, vil en moderne bil imidlertid mislykkes, hvis den blir overbelastet eller forsømt, eller hvis den rett og slett er veldig gammel. Når man vurderer funksjonsfeil i ledd, er det derfor viktig å sjekke hvorfor det var en funksjonsfeil. Hvis ankelfoten kompleks får funksjonsfeil på grunn av overbelastning, omsorgssvikt eller helseproblemer, betyr ikke dette at designet kan bedømmes som dårlig."

Burgess ender med fire konklusjoner:
1. Det er fire høyt spesialiserte designfunksjoner i ankelfoot-komplekset
2. Ankel-fot-komplekset er overlegent i forhold til menneskelig konstruerte ledd
3. Lent's sine dårlige designargumenter er i strid med vitenskapelige bevis
4. Ingeniørinnsikt forklarer form og funksjon

Dette siste punktet er avgjørende fordi det viser at selve utformingen og strukturen til ankelfoot-komplekset må eksistere for at det skal utføre sine funksjoner. I følge Burgess viser systemet "veldig sofistikert ingeniørdesign."

Casey Luskin -Bilde 5

Casey Luskin er geolog og advokat med høyere grad i vitenskap og jus, som gir ham ekspertise i både de vitenskapelige og juridiske dimensjonene av debatten om evolusjon. Han fikk sin doktorgrad i geologi fra University of Johannesburg, og BS- og MS-grader i geovitenskap fra University of California, San Diego, hvor han utstrakt studerte evolusjon, både på hoved- og lavere nivå. Hans jusgrad er fra University of San Diego, hvor han fokuserte studiene på første Amendment, utdanningslov og miljørett.

Oversettelse, via google oversetter, og bilder ved Asbjørn E. Lund