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四足动物在陆地进化，长期以来都在陆地上扮演着举足轻重的生态角色，两栖动物、爬行动物、哺乳动物、鸟类及其祖先等陆地脊椎动物都属于四足动物。
在地球历史上，四足动物还曾多次进入海洋，并占据了食物链的顶端，比如今天的鲸豚类（属于哺乳动物）。
四足的出现，让脊椎动物能够在陆地上高效地移动，这是它们在陆地获得巨大成功的第一步。
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不过，不同的四足动物拥有完全不同的行走方式。
有些是用脚趾行走的——它们被称为趾行动物，我们熟悉的猫和犬就是属于这种；有些是用脚趾尖行走的——它们被称为蹄行动物，猪、羊、牛、马等就是属于这种。
还有一些四足动物会将整个脚掌都放在地面上完成行走，这些动物被称为跖行动物，我们人类就是属于这种。
对于跖行动物而言，脚趾对行走的帮助似乎不是很明显，所以您会发现，如果一个人失去一个脚趾头的话，他依然可以很好的走路。
不过，人类的脚趾并不是一无是处，在我们行走时，脚趾头几乎有75%的时间着地，这预示着它们具有潜在的作用。
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脚趾头有什么作用？
其实，人类脚趾头的作用有两个，一个是提供平衡，另一个是提供了推进力，只是每根脚趾头在这两方面的作用是不同的。
脚趾的结构非常典型，除了大脚趾之外，其它所有脚趾都是由三节趾骨组成的，包括近节趾骨、中节趾骨和远节趾骨。
大脚趾则缺少了中节趾骨，但它是所有脚趾头中最重要的。
人在移动时，脚趾头会将整个身体的重量引导至行走的方向，从而推进身体，而大脚趾在这个过程中承受最大的重量——它承受的重量几乎是其他所有脚趾总和的两倍。
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对于提供推进来说，我们的脚趾头承受的重量从拇指开始依次变得越来越小，到了小脚趾，它已经几乎不承受推进的重量了，甚至可以说在推进方面的作用，小脚趾是可有可无的存在。
但是，小脚趾在提供平衡方面的作用却非常显著，仅次于大脚趾。
我们走路时，大脚趾关节、小脚趾关节和脚后跟一起，就像三脚架一样支撑着身体，提供稳定的平衡。
一个人如果失去小脚趾的话，可能会导致步态异常，甚至因失去平衡而变得容易摔倒。
您可能还会好奇，有的人脚趾头长点，有的人脚趾头短点，那么脚趾头的长短是否对移动的推进和平衡有影响呢？
就运动而言，是脚趾头长一点好，还是短一点好？
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为什么人类的脚趾头这么短？
2009年一篇发表在《实验生物学杂志》上的文章揭示了人类脚趾头长短对运动的影响[1]。
该研究收集了不同脚趾头长度的人在运动时运动学、力学和足底压力方面的数据，结果发现，较长的脚趾需要脚趾屈肌付出更大的力量和机械功才能弯曲和蹬地，这意味着较长的脚趾在移动时会消耗更多的能量。
不过，该研究也指出，移动时长短脚趾之间的能量差异只有在跑步时才会变得明显，如果只是行走的话，两者的能量差异可以忽略不计。
该研究因此得出结论，人类较短的脚趾可能是在耐力跑进化过程中被自然选择的产物。
其实，较短的脚趾不仅在推进时更加省力，在步态周期的“制动”阶段，能量消耗也是更小的，这是因为较短的脚趾提供了更高效的杠杆。
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那么这是否意味着，短脚趾的人比长脚趾的人在跑步时更有优势呢？
如果是耐力跑的话，比如马拉松，那短脚趾肯定更具优势。
但如果是快速的短跑运动的话，那么长脚趾却更具优势。
2009年的另外一项研究，研究人员对12名大学短跑运动员和12名身高相同的非运动员的足部数据进行测量和对比[2]。
研究人员发现，短跑运动员的脚趾通常更长，另外他们足部的力臂（肌腱到踝关节旋转中心的距离）也明显更短——大约短了25%。
之后，研究人员开发了一个简单的计算机模型，分析他们收集的这些生理数据。
另外，通过这个模型，研究人员可以自由修改肌腱力臂和脚趾的长度数据，模型就会计算出相应数据下能够产生多大的加速度。
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通过这个模型很容易看出，当跟腱力臂最短、脚趾最长时，加速度则最大。
所以，这些短跑运动员通常脚趾更长，跟腱力臂更短。
其实，更长的脚趾短跑速度会更快，很容易解释。
短跑起跑时，跑者加速的唯一途径就是利用腿部肌肉蹬地产生的反作用力，而长脚趾能让短跑运动员比其他跑者更长时间地保持与地面的最大接触，从而自然而然能够提供更大的反作用力。
简单得说，长脚趾的人会以消耗更大的能量为代价，来换取更快的速度。
所以，脚趾头的长短各有好处，只是人类在过去需要适应耐力跑，所以拥有了较短的脚趾。
参考：
[1].https://doi.org/10.1242/jeb.019885
[2].http://dx.doi.org/10.1242/jeb.031096
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