一个新的人类学指标：足趾纵向运动

冯新明， 赵聪聪， 葛 朦， 康大维， 罗 杨， 郭致远

(1.甘肃农业大学 生命科学技术学院， 兰州 730070； 2.甘肃农业大学 动物科学技术学院， 兰州 730070)



冯新明1*， 赵聪聪2， 葛 朦2， 康大维1， 罗 杨1， 郭致远1

(1.甘肃农业大学 生命科学技术学院， 兰州 730070； 2.甘肃农业大学 动物科学技术学院， 兰州 730070)

在中国人中开展足趾纵向运动出现率的研究，以甘肃农业大学甘肃籍汉族本科生中396人(男197例，女199例)作为调查对象，通过观察调查对象拇趾独立背伸动作以及第2、3、4、5趾独立背伸动作来判断调查对象足趾纵向运动的表型，还调查了足趾长、性别.结果如下：(1)调查对象中双脚足趾纵向运动情况相同为87.88%，可分为拇趾独立背伸型兼第2、3、4、5趾独立背伸型(F∶X)、拇趾独立背伸型兼第2、3、4、5趾非独立背伸型(F∶NX)、拇趾非独立背伸型兼第2、3、4、5趾独立背伸型(NF∶X)、拇趾非独立背伸型兼第2、3、4、5趾非独立背伸型(NF∶NX)，所占调查对象比例分别为37.37%、35.61%、2.27%、12.63%，调查对象中双脚足趾纵向运动不对称型(M)为12.12%；(2)性别间差异以及性别中足趾长型间差异除M表型外，其他4种对称足趾纵向运动表型出现率无统计学意义.足趾长与5种足趾纵向运动表型出现率无统计学意义.双脚间差异与4种足趾纵向交运动表型出现率无统计学意义.

足趾纵向运动； 足趾长； 拇趾独立背伸； 汉族

本实验发现拇趾背伸，其他四趾平伸或微向下屈动作以及拇足趾平伸或微向下屈，其他四趾背伸动作在调查对象中部分人均能完成，部分人只能完成其中一种，部分人则均不能完成.此外，部分人双脚完成这两项动作的情况具有差异.本实验将这种运动现象命名为足趾纵向运动.目前国内外人类群体遗传学、人体解剖学以及体质人类学等研究领域脚部运动行为的相关研究并不多.脚部性状与脚部运动的相关研究中人类群体遗传学集中在人类不对称行为特征领域，研究内容包括利足和起步类型[1-3].体质人类学研究内容涉及有足趾长与足宽[4-6]，在大规模的脚型调查中脚长、脚宽及脚型为主要研究内容[7-9]，目前尚未有报道过足趾运动的相关研究.运动人体解剖学涉及足趾屈伸运动的相关研究[10]，但未有以群体为单位的足趾屈伸运动的相关研究报道.故此，本研究组通过对甘肃农业大学学生的足趾纵向运动、性别及足趾长进行调查，证明了足趾纵向运动是一个新的人类学指标，为人类群体遗传学、体质人类学及人体运动学等研究领域提供了新的研究方法、思路和资料.

1 调查对象与方法

1.1 调查对象

遵循知情和同意原则，采用随机整群抽样调查方法，2015年5月调查了甘肃省兰州市甘肃农业大学396例(男为197例，女为199例)甘肃本地汉族人大学生2项足趾纵向运动情况(拇趾独立背伸与第2、3、4、5趾独立背伸)、性别及足趾长，被调查者父母均为世居甘肃3代以上的甘肃汉族人，足趾运动均未特意训练过.调查对象年龄17～23岁，身体健康，无残疾，且无腿脚部严重受伤史.

1.2 调查方法

足趾纵向运动表型判断过程如下：(1)拇趾独立背伸型(independent dorsiflexion of big toe，Type F)：双脚拇趾背伸，拇趾甲板与水平面夹角保持大于45°时，其他4趾能保持平伸或微向下屈且无明显背伸运动趋势；(2)拇指非独立背伸型(non-independent dorsiflexion of big toe，Type NF)：双脚拇趾背伸，拇趾甲板与水平面夹角保持大于45°时，其他4趾无法保持平伸或下屈且有明显背伸运动趋势或只能随拇趾背伸；(3)第2、3、4、5趾独立背伸(independent dorsiflexion of the second， third， fourth and fifth toes，Type X)：双脚第2、3、4、5趾背伸，第2趾甲板与水平面夹角保持大于45°时，拇趾能保持平伸或微向下屈且无明显背伸运动趋势；(4)第2、3、4、5趾非独立背伸(non-independent dorsiflexion of the second， third， fourth and fifth toes，Type NX)：双脚第2、3、4、5趾背伸，第2趾甲板与水平面夹角保持大于45°时，拇趾无法保持平伸或微向下屈且有明显背伸运动趋势或只能随第2、3、4、5趾背伸；(5)双脚足趾纵向运动不对称型(asymmetric longitudinal movements between feet，Type M)：双脚在做拇趾独立背伸和第2、3、4、5趾独立背伸时双脚运动情况不同.调查对象中足趾纵向运动的表型有5种(图1)：拇趾独立背伸型兼第2、3、4、5趾独立背伸型(F∶X)；拇趾独立背伸型兼第2、3、4、5趾非独立背伸型(F∶NX)；拇趾非独立背伸型兼第2、3、4、5趾独立背伸型(NF∶X)；拇趾非独立背伸型兼第2、3、4、5趾非独立背伸型(NF∶NX)；双脚足趾纵向运动不对称型(M).为研究统计方便，将单脚足趾纵向运动表型分别为SF∶SX表型、SF∶SNX表型、SNF∶SX表型、SNF∶SNX表型(单脚分型过程与上述双脚分型过程相同).

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

足趾长判断过程如下：拇趾长于第2趾为拇趾长型，拇趾短于第2趾为第2趾长型[5].

调查过程如下：调查对象脱去鞋袜，平坐于椅子.调查前先向被调查者演示各种足趾纵向运动类型，待其了解并反复练习后，再进行正式调查.调查对象先将左脚向上抬起5 cm到10 cm，使脚面平行与地面，身体保持自然放松状态.调查人员命令调查对象先做拇趾独立背伸动作，然后调查人员命令调查对象做第2、3、4、5趾独立背伸动作，在调查对象收到命令做动作时，调查人员利用角规尺保证趾甲板与水平面的夹角保持在上述足趾纵向运动类型的规定范围内.用同样的方法观测调查对象右脚做这两种动作的情况.

调查数据使用Excel 2007软件进行处理，采用χ2检验的方法分别进行双脚间、性别间、性别中足趾长型间、足趾长型间的差异性检验.

2 结果

双脚间足趾纵向运动类型出现率见表1.性别间足趾纵向运动类型出现率见表2.性别中足趾长型间足趾纵向运动类型出现率见表3.足趾长型间足趾纵向运动类型出现率见表4.

理论上双脚不对称足趾纵向运动应具有12种表型分别是左脚为SF∶SX表型、右脚为SF∶SNX表型；左脚为SF∶SX表型、右脚为SNF∶SX表型；左脚为SF∶SX表型、右脚为SNF∶SNX表型；左脚为SF∶SNX表型、右脚为SF∶SX表型；左脚为SF∶SNX表型、右脚为SNF∶SX表型；左脚为SF∶SNX表型、右脚为SNF∶SNX表型；左脚为SNF∶SX表型、右脚为SF∶SX表型；左脚为SNF∶SX表型、右脚为SF∶SNX表型；左脚为SNF∶SX表型、右脚为SNF∶SNX表型；左脚为SNF∶SNX表型、右脚为SF∶SX表型，左脚为SNF∶SNX表型、右脚为SF∶SNX表型，左脚为SNF∶SNX表型、右脚为SNF∶SX表型.在此次研究调查中双脚不对称足趾纵向运动的调查结果为男性6人左脚为SNF∶SNX表型、右脚为SF∶SNX表型，4人左脚为SF∶SNX表型、右脚为SF∶SX表型，2人左脚为SNF∶SX表型、右脚为SF∶SX表型，1人左脚为SF∶SNX表型、右脚为SNF∶SX表型，1人左脚为SF∶SX表型、右脚为SNF∶SX表型，1人左脚为SNF∶SX表型、右脚为SF∶SNX表型；女性9人左脚为SF∶SNX表型、右脚为SF∶SX表型，7人左脚为SF∶SNX表型、右脚为SNF∶SNX表型，6人左脚为SNF∶SNX表型、右脚为SF∶SNX表型， 4人左脚为SNF∶SNX表型、右脚为SNF∶SX表型，2人左脚为SNF∶SX表型、右脚为SNF∶SNX表型，2人左脚为SF∶SX表型、右脚为SF∶SNX表型，1人左脚为SNF∶SNX表型、右脚为SF∶SX表型，1人左脚为SF∶SNX表型、右脚为SNF∶SX表型，1人左脚为SF∶SX表型、右脚为SNF∶SNX表型.

3 讨论

3.1 足趾纵向运动遗传学特征

表1调查数据表明4种单脚足趾纵向运动表型的出现率双脚间差异无统计学意义.表2、表3调查数据分析得出调查对象中双脚足趾纵向运动情况相同为87.88%，双脚足趾纵向运动不对称型(M)为12.12%.表1、表2、表3调查数据表明双脚足趾纵向运动存在普遍对称性.

表2调查数据表明除M表型外，其他4种足趾纵向运动表型的出现率性别间差异无统计学意义.表3调查数据表明除M表型外，其他4种足趾纵向运动表型的出现率性别中足趾长型间差异无统计学意义.目前足趾长的遗传方式尚未清楚[10]，表2、表3调查数据分析结果表明控制足趾纵向运动的相关基因可能并非伴性遗传.

表1 双脚间足趾纵向运动类型出现率

注：χ2值为双脚间比较的χ2值；P>0.05,无显著差异.

表2 性别间间足趾纵向运动类型出现率

注：χ2值为性别间比较的χ2值；**：P< 0.01，有极显著性差异.

表3 性别中足趾长型间足趾纵向运动类型出现率

注：χ2值为性别中足趾长型间比较的χ2值；*：0.01

表4 足趾长型间足趾纵向运动类型出现率

注：χ2值为足趾长型间比较的χ2值；P>0.05,无显著差异.

表4调查数据表明5种足趾纵向运动的表型的出现率足趾长型间差异无统计学意义.分析表4结果发现控制脚趾纵向交叉运动的相关基因与控制足趾长的相关基因之间可能不存在基因互作关系.

表1、表2、表3、表4调查数据表明足趾纵向运动不同表型的出现率存在普遍性，并非属于人体处于病态或特殊生理状态的特殊运动行为，因此，足趾纵向运动可被看作为一个新的人类学指标.

足趾长在不同地区的民族中表型出现率有明显差异，多项研究表明很多民族足趾长型中性别间无显著性差异[11-16]，足趾纵向运动在不同地区的民族中表型出现率有待进一步研究.通过对多地区各民族之间和以家族为单位的性别、足趾长、足趾纵向运动进行研究能够更加使足趾纵向运动的遗传学特征获得进一步明确.足趾纵向运动遗传学特征的明确对于足趾纵向运动运用于人类群体遗传学民族同源性分析具有重要的意义.此外，足趾纵向运动与足趾长、利足、起步类型、利手、扣手等人类群体遗传学相关研究内容的联系均有待进一步研究.

3.2 足趾纵向运动机理

控制拇趾的屈伸动作的肌肉有拇趾长屈肌、拇趾短屈肌、拇趾长伸肌、拇趾短伸肌，控制其他四趾的屈伸动作的肌肉有趾长屈肌，趾短屈肌、趾长伸肌、趾短伸肌[17].足趾屈伸运动还依靠趾骨、跖趾关节的运动[18]，以及足底内侧神经、足底外侧神经的控制[19].根据这些人体解剖学研究内容，推测人群中不同足趾纵向运动表型的产生原因可能与不同表型间个体脚部骨骼、关节、神经、肌肉的结构差异性有关.从人体解剖学角度研究足趾纵向运动不同表型间的特征，有助于完善人体足趾运动的解剖学运动机理，此方面仍有待进一步研究.

在调查过程中所有调查对象之前均未察觉到过自己足趾纵向运动情况，也未曾特意训练过，仅有一位调查对象在调查前就已经发现了其足趾纵向运动情况，起初其表型为F∶ND型，通过大约一周的足趾运动锻炼其表型变为F∶D型(已将其调查数据排除).在一些手部完全残疾的人群中，部分人能使用脚部完成手部可执行的复杂运动，如抒写、握筷、弹奏乐器等.这类人足趾运动灵活性远高于常人，其足趾纵向运动的情况有一定研究价值，若其表现均为F∶D，则说明足趾纵向运动表型的产生原因可能与不同表型间个体大脑足趾运动控制能力有关.从人体生理学角度利用脑生物电相关技术研究足趾纵向运动，有助于完善人体足趾运动脑电活动情况，但足趾纵向运动不同表型间个体在做足趾纵向运动时脑电活动情况差异仍有待进一步研究.

同时，利用人体运动学从骨骼、肌肉、关节等方面研究足趾纵向运动与人体趾部运动、足部运动、下肢部运动、整体运动的运动学关系也有待进一步研究.而不同表型间个体脚部骨骼、关节、神经、肌肉的结构差异性和个体大脑足趾运动控制能力对足趾纵向运动情况影响及其重要性也具有进一步研究的价值.

此外，调查对象虽为世居3代以上的甘肃人，但居住范围较广，位于甘肃的各个不同地区.除此之外，样本数量少等误差也可能导致统计学差异.足趾纵向运动表型特点及其进化分子机制有待进一步研究.

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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.