一個新的人類學(xué)指標(biāo)：足趾縱向運動

馮新明， 趙聰聰， 葛 朦， 康大維， 羅 楊， 郭致遠(yuǎn)

(1.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院， 蘭州 730070； 2.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 動物科學(xué)技術(shù)學(xué)院， 蘭州 730070)

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馮新明1*， 趙聰聰2， 葛 朦2， 康大維1， 羅 楊1， 郭致遠(yuǎn)1

(1.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院， 蘭州 730070； 2.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 動物科學(xué)技術(shù)學(xué)院， 蘭州 730070)

在中國人中開展足趾縱向運動出現(xiàn)率的研究，以甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)甘肅籍漢族本科生中396人(男197例，女199例)作為調(diào)查對象，通過觀察調(diào)查對象拇趾獨立背伸動作以及第2、3、4、5趾獨立背伸動作來判斷調(diào)查對象足趾縱向運動的表型，還調(diào)查了足趾長、性別.結(jié)果如下：(1)調(diào)查對象中雙腳足趾縱向運動情況相同為87.88%，可分為拇趾獨立背伸型兼第2、3、4、5趾獨立背伸型(F∶X)、拇趾獨立背伸型兼第2、3、4、5趾非獨立背伸型(F∶NX)、拇趾非獨立背伸型兼第2、3、4、5趾獨立背伸型(NF∶X)、拇趾非獨立背伸型兼第2、3、4、5趾非獨立背伸型(NF∶NX)，所占調(diào)查對象比例分別為37.37%、35.61%、2.27%、12.63%，調(diào)查對象中雙腳足趾縱向運動不對稱型(M)為12.12%；(2)性別間差異以及性別中足趾長型間差異除M表型外，其他4種對稱足趾縱向運動表型出現(xiàn)率無統(tǒng)計學(xué)意義.足趾長與5種足趾縱向運動表型出現(xiàn)率無統(tǒng)計學(xué)意義.雙腳間差異與4種足趾縱向交運動表型出現(xiàn)率無統(tǒng)計學(xué)意義.

足趾縱向運動； 足趾長； 拇趾獨立背伸； 漢族

本實驗發(fā)現(xiàn)拇趾背伸，其他四趾平伸或微向下屈動作以及拇足趾平伸或微向下屈，其他四趾背伸動作在調(diào)查對象中部分人均能完成，部分人只能完成其中一種，部分人則均不能完成.此外，部分人雙腳完成這兩項動作的情況具有差異.本實驗將這種運動現(xiàn)象命名為足趾縱向運動.目前國內(nèi)外人類群體遺傳學(xué)、人體解剖學(xué)以及體質(zhì)人類學(xué)等研究領(lǐng)域腳部運動行為的相關(guān)研究并不多.腳部性狀與腳部運動的相關(guān)研究中人類群體遺傳學(xué)集中在人類不對稱行為特征領(lǐng)域，研究內(nèi)容包括利足和起步類型[1-3].體質(zhì)人類學(xué)研究內(nèi)容涉及有足趾長與足寬[4-6]，在大規(guī)模的腳型調(diào)查中腳長、腳寬及腳型為主要研究內(nèi)容[7-9]，目前尚未有報道過足趾運動的相關(guān)研究.運動人體解剖學(xué)涉及足趾屈伸運動的相關(guān)研究[10]，但未有以群體為單位的足趾屈伸運動的相關(guān)研究報道.故此，本研究組通過對甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)生的足趾縱向運動、性別及足趾長進(jìn)行調(diào)查，證明了足趾縱向運動是一個新的人類學(xué)指標(biāo)，為人類群體遺傳學(xué)、體質(zhì)人類學(xué)及人體運動學(xué)等研究領(lǐng)域提供了新的研究方法、思路和資料.

1 調(diào)查對象與方法

1.1 調(diào)查對象

遵循知情和同意原則，采用隨機整群抽樣調(diào)查方法，2015年5月調(diào)查了甘肅省蘭州市甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)396例(男為197例，女為199例)甘肅本地漢族人大學(xué)生2項足趾縱向運動情況(拇趾獨立背伸與第2、3、4、5趾獨立背伸)、性別及足趾長，被調(diào)查者父母均為世居甘肅3代以上的甘肅漢族人，足趾運動均未特意訓(xùn)練過.調(diào)查對象年齡17～23歲，身體健康，無殘疾，且無腿腳部嚴(yán)重受傷史.

1.2 調(diào)查方法

足趾縱向運動表型判斷過程如下：(1)拇趾獨立背伸型(independent dorsiflexion of big toe，Type F)：雙腳拇趾背伸，拇趾甲板與水平面夾角保持大于45°時，其他4趾能保持平伸或微向下屈且無明顯背伸運動趨勢；(2)拇指非獨立背伸型(non-independent dorsiflexion of big toe，Type NF)：雙腳拇趾背伸，拇趾甲板與水平面夾角保持大于45°時，其他4趾無法保持平伸或下屈且有明顯背伸運動趨勢或只能隨拇趾背伸；(3)第2、3、4、5趾獨立背伸(independent dorsiflexion of the second， third， fourth and fifth toes，Type X)：雙腳第2、3、4、5趾背伸，第2趾甲板與水平面夾角保持大于45°時，拇趾能保持平伸或微向下屈且無明顯背伸運動趨勢；(4)第2、3、4、5趾非獨立背伸(non-independent dorsiflexion of the second， third， fourth and fifth toes，Type NX)：雙腳第2、3、4、5趾背伸，第2趾甲板與水平面夾角保持大于45°時，拇趾無法保持平伸或微向下屈且有明顯背伸運動趨勢或只能隨第2、3、4、5趾背伸；(5)雙腳足趾縱向運動不對稱型(asymmetric longitudinal movements between feet，Type M)：雙腳在做拇趾獨立背伸和第2、3、4、5趾獨立背伸時雙腳運動情況不同.調(diào)查對象中足趾縱向運動的表型有5種(圖1)：拇趾獨立背伸型兼第2、3、4、5趾獨立背伸型(F∶X)；拇趾獨立背伸型兼第2、3、4、5趾非獨立背伸型(F∶NX)；拇趾非獨立背伸型兼第2、3、4、5趾獨立背伸型(NF∶X)；拇趾非獨立背伸型兼第2、3、4、5趾非獨立背伸型(NF∶NX)；雙腳足趾縱向運動不對稱型(M).為研究統(tǒng)計方便，將單腳足趾縱向運動表型分別為SF∶SX表型、SF∶SNX表型、SNF∶SX表型、SNF∶SNX表型(單腳分型過程與上述雙腳分型過程相同).

a～b:拇趾獨立背伸型(F)；c～d:拇趾非獨立背伸型(NF)；e～f：第2、3、4、5趾獨立背伸型(X)；g～h:第2、3、4、5趾非獨立背伸型(NX)

足趾長判斷過程如下：拇趾長于第2趾為拇趾長型，拇趾短于第2趾為第2趾長型[5].

調(diào)查過程如下：調(diào)查對象脫去鞋襪，平坐于椅子.調(diào)查前先向被調(diào)查者演示各種足趾縱向運動類型，待其了解并反復(fù)練習(xí)后，再進(jìn)行正式調(diào)查.調(diào)查對象先將左腳向上抬起5 cm到10 cm，使腳面平行與地面，身體保持自然放松狀態(tài).調(diào)查人員命令調(diào)查對象先做拇趾獨立背伸動作，然后調(diào)查人員命令調(diào)查對象做第2、3、4、5趾獨立背伸動作，在調(diào)查對象收到命令做動作時，調(diào)查人員利用角規(guī)尺保證趾甲板與水平面的夾角保持在上述足趾縱向運動類型的規(guī)定范圍內(nèi).用同樣的方法觀測調(diào)查對象右腳做這兩種動作的情況.

調(diào)查數(shù)據(jù)使用Excel 2007軟件進(jìn)行處理，采用χ2檢驗的方法分別進(jìn)行雙腳間、性別間、性別中足趾長型間、足趾長型間的差異性檢驗.

2 結(jié)果

雙腳間足趾縱向運動類型出現(xiàn)率見表1.性別間足趾縱向運動類型出現(xiàn)率見表2.性別中足趾長型間足趾縱向運動類型出現(xiàn)率見表3.足趾長型間足趾縱向運動類型出現(xiàn)率見表4.

理論上雙腳不對稱足趾縱向運動應(yīng)具有12種表型分別是左腳為SF∶SX表型、右腳為SF∶SNX表型；左腳為SF∶SX表型、右腳為SNF∶SX表型；左腳為SF∶SX表型、右腳為SNF∶SNX表型；左腳為SF∶SNX表型、右腳為SF∶SX表型；左腳為SF∶SNX表型、右腳為SNF∶SX表型；左腳為SF∶SNX表型、右腳為SNF∶SNX表型；左腳為SNF∶SX表型、右腳為SF∶SX表型；左腳為SNF∶SX表型、右腳為SF∶SNX表型；左腳為SNF∶SX表型、右腳為SNF∶SNX表型；左腳為SNF∶SNX表型、右腳為SF∶SX表型，左腳為SNF∶SNX表型、右腳為SF∶SNX表型，左腳為SNF∶SNX表型、右腳為SNF∶SX表型.在此次研究調(diào)查中雙腳不對稱足趾縱向運動的調(diào)查結(jié)果為男性6人左腳為SNF∶SNX表型、右腳為SF∶SNX表型，4人左腳為SF∶SNX表型、右腳為SF∶SX表型，2人左腳為SNF∶SX表型、右腳為SF∶SX表型，1人左腳為SF∶SNX表型、右腳為SNF∶SX表型，1人左腳為SF∶SX表型、右腳為SNF∶SX表型，1人左腳為SNF∶SX表型、右腳為SF∶SNX表型；女性9人左腳為SF∶SNX表型、右腳為SF∶SX表型，7人左腳為SF∶SNX表型、右腳為SNF∶SNX表型，6人左腳為SNF∶SNX表型、右腳為SF∶SNX表型， 4人左腳為SNF∶SNX表型、右腳為SNF∶SX表型，2人左腳為SNF∶SX表型、右腳為SNF∶SNX表型，2人左腳為SF∶SX表型、右腳為SF∶SNX表型，1人左腳為SNF∶SNX表型、右腳為SF∶SX表型，1人左腳為SF∶SNX表型、右腳為SNF∶SX表型，1人左腳為SF∶SX表型、右腳為SNF∶SNX表型.

3 討論

3.1 足趾縱向運動遺傳學(xué)特征

表1調(diào)查數(shù)據(jù)表明4種單腳足趾縱向運動表型的出現(xiàn)率雙腳間差異無統(tǒng)計學(xué)意義.表2、表3調(diào)查數(shù)據(jù)分析得出調(diào)查對象中雙腳足趾縱向運動情況相同為87.88%，雙腳足趾縱向運動不對稱型(M)為12.12%.表1、表2、表3調(diào)查數(shù)據(jù)表明雙腳足趾縱向運動存在普遍對稱性.

表2調(diào)查數(shù)據(jù)表明除M表型外，其他4種足趾縱向運動表型的出現(xiàn)率性別間差異無統(tǒng)計學(xué)意義.表3調(diào)查數(shù)據(jù)表明除M表型外，其他4種足趾縱向運動表型的出現(xiàn)率性別中足趾長型間差異無統(tǒng)計學(xué)意義.目前足趾長的遺傳方式尚未清楚[10]，表2、表3調(diào)查數(shù)據(jù)分析結(jié)果表明控制足趾縱向運動的相關(guān)基因可能并非伴性遺傳.

表1 雙腳間足趾縱向運動類型出現(xiàn)率

注：χ2值為雙腳間比較的χ2值；P>0.05,無顯著差異.

表2 性別間間足趾縱向運動類型出現(xiàn)率

注：χ2值為性別間比較的χ2值；**：P< 0.01，有極顯著性差異.

表3 性別中足趾長型間足趾縱向運動類型出現(xiàn)率

注：χ2值為性別中足趾長型間比較的χ2值；*：0.01

表4 足趾長型間足趾縱向運動類型出現(xiàn)率

注：χ2值為足趾長型間比較的χ2值；P>0.05,無顯著差異.

表4調(diào)查數(shù)據(jù)表明5種足趾縱向運動的表型的出現(xiàn)率足趾長型間差異無統(tǒng)計學(xué)意義.分析表4結(jié)果發(fā)現(xiàn)控制腳趾縱向交叉運動的相關(guān)基因與控制足趾長的相關(guān)基因之間可能不存在基因互作關(guān)系.

表1、表2、表3、表4調(diào)查數(shù)據(jù)表明足趾縱向運動不同表型的出現(xiàn)率存在普遍性，并非屬于人體處于病態(tài)或特殊生理狀態(tài)的特殊運動行為，因此，足趾縱向運動可被看作為一個新的人類學(xué)指標(biāo).

足趾長在不同地區(qū)的民族中表型出現(xiàn)率有明顯差異，多項研究表明很多民族足趾長型中性別間無顯著性差異[11-16]，足趾縱向運動在不同地區(qū)的民族中表型出現(xiàn)率有待進(jìn)一步研究.通過對多地區(qū)各民族之間和以家族為單位的性別、足趾長、足趾縱向運動進(jìn)行研究能夠更加使足趾縱向運動的遺傳學(xué)特征獲得進(jìn)一步明確.足趾縱向運動遺傳學(xué)特征的明確對于足趾縱向運動運用于人類群體遺傳學(xué)民族同源性分析具有重要的意義.此外，足趾縱向運動與足趾長、利足、起步類型、利手、扣手等人類群體遺傳學(xué)相關(guān)研究內(nèi)容的聯(lián)系均有待進(jìn)一步研究.

3.2 足趾縱向運動機理

控制拇趾的屈伸動作的肌肉有拇趾長屈肌、拇趾短屈肌、拇趾長伸肌、拇趾短伸肌，控制其他四趾的屈伸動作的肌肉有趾長屈肌，趾短屈肌、趾長伸肌、趾短伸肌[17].足趾屈伸運動還依靠趾骨、跖趾關(guān)節(jié)的運動[18]，以及足底內(nèi)側(cè)神經(jīng)、足底外側(cè)神經(jīng)的控制[19].根據(jù)這些人體解剖學(xué)研究內(nèi)容，推測人群中不同足趾縱向運動表型的產(chǎn)生原因可能與不同表型間個體腳部骨骼、關(guān)節(jié)、神經(jīng)、肌肉的結(jié)構(gòu)差異性有關(guān).從人體解剖學(xué)角度研究足趾縱向運動不同表型間的特征，有助于完善人體足趾運動的解剖學(xué)運動機理，此方面仍有待進(jìn)一步研究.

在調(diào)查過程中所有調(diào)查對象之前均未察覺到過自己足趾縱向運動情況，也未曾特意訓(xùn)練過，僅有一位調(diào)查對象在調(diào)查前就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了其足趾縱向運動情況，起初其表型為F∶ND型，通過大約一周的足趾運動鍛煉其表型變?yōu)镕∶D型(已將其調(diào)查數(shù)據(jù)排除).在一些手部完全殘疾的人群中，部分人能使用腳部完成手部可執(zhí)行的復(fù)雜運動，如抒寫、握筷、彈奏樂器等.這類人足趾運動靈活性遠(yuǎn)高于常人，其足趾縱向運動的情況有一定研究價值，若其表現(xiàn)均為F∶D，則說明足趾縱向運動表型的產(chǎn)生原因可能與不同表型間個體大腦足趾運動控制能力有關(guān).從人體生理學(xué)角度利用腦生物電相關(guān)技術(shù)研究足趾縱向運動，有助于完善人體足趾運動腦電活動情況，但足趾縱向運動不同表型間個體在做足趾縱向運動時腦電活動情況差異仍有待進(jìn)一步研究.

同時，利用人體運動學(xué)從骨骼、肌肉、關(guān)節(jié)等方面研究足趾縱向運動與人體趾部運動、足部運動、下肢部運動、整體運動的運動學(xué)關(guān)系也有待進(jìn)一步研究.而不同表型間個體腳部骨骼、關(guān)節(jié)、神經(jīng)、肌肉的結(jié)構(gòu)差異性和個體大腦足趾運動控制能力對足趾縱向運動情況影響及其重要性也具有進(jìn)一步研究的價值.

此外，調(diào)查對象雖為世居3代以上的甘肅人，但居住范圍較廣，位于甘肅的各個不同地區(qū).除此之外，樣本數(shù)量少等誤差也可能導(dǎo)致統(tǒng)計學(xué)差異.足趾縱向運動表型特點及其進(jìn)化分子機制有待進(jìn)一步研究.

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A new anthropology indicator:longitudinal movement of toes

FENG Xinming1， ZHAO Congcong2， GE Meng2， KANG Dawei1， LUO Yang1， GUO Zhiyuan1

(1.College of Life Science and Technology，Gansu Agricultural University， Lanzhou 730070；2.College of Animal Science and Technology， Gansu Agricultural University， Lanzhou 730070)

To conduct a survey of the frequency of the toes longitudinal movement among Chinese， a survey was taken upon 396 undergraduates of Gansu Han population(197 males， 199 females) from Gansu Agricultural University to judge their toes phenotype by observing the independency of dorsiflexion among five toes. The associations with gender and plantar digital formula were also investigated. The results were as follows：(1)The toes longitudinal movements are the same between feet among 87.88% subjects. There are four types of movements， including independent dorsiflexion of five toes(F∶X)， independent dorsiflexion of the big toe while the other four toes not(F∶NX)， independent dorsiflexion of the other four toes instead of the big toe(NF∶X)，non-independent dorsiflexion of five toes(NF∶NX). The percentages of the above types within the subjects are 37.37%，35.61%，2.27%，12.63% respectively. The rest 12.12% of the subjects exhibited asymmetric longitudinal movements between feet(M)；(2)Longitudinal movements of the above four symmetric types showed no significant correlation with sexuality，sexual plantar digital formula or their feet except for type M. As for the five types， no significant difference were found between toes longitudinal movements and the plantar digital formula or their feet．

toes longitudinal movements； plantar digital formula； independent dorsiflexion of big toe； Han population

2015-06-08.

1000-1190(2015)06-0920-05

Q984

A

*E-mail: 752258980@qq.com.