Znajdź zawartość

Zdecydowana większość ludzi chodzi z wyprostowanymi ramionami, a biega ze zgiętymi. Jeśli spróbujemy biegać z wyprostowanymi ramionami szybko okaże się, że nie jest to takie proste. Pozycja ramion przy bieganiu i chodzeniu jest uniwersalna niemal dla wszystkich ludzi. Dotychczas jednak nie prowadzono badań, mających wyjaśnić, dlaczego jest taka a nie inna. Andrew Yegian i jego koledzy z Uniwersytetu Harvarda poprosili 8 studentów, by ci chodzili i biegali na automatycznej bieżni zarówno z ramionami wyprostowanymi, jak i zgiętymi. U sześciu z nich mierzono też zużycie tlenu. Tak, jak można było się spodziewać, spacer ze zgiętymi ramionami był bardziej wymagający energetycznie, niż z ramionami wyprostowanymi. Badani zużywali wówczas o 11% więcej tlenu. Jednak niespodziewanie okazało się, że bieg z wyprostowanymi ramionami nie powoduje większego zużycia energii, niż bieg z ramionami zgiętymi. Wszyscy badani powiedzieli, że bieganie z wyprostowanymi ramionami było trudniejsze. Dlatego zdziwiło nas, że nie odnotowaliśmy żadnej różnicy w zużyciu energii, mówi Yegian. W pozycji ramion podczas poruszania się istotne jest wydatkowanie energii, a konkretnie o równowagę pomiędzy energią zużywaną przez ramię i łokieć. Zgięcie górnej kończyny wymaga zużycia większej ilości energii przez łokieć, gdyż trzeba opierać się grawitacji. Jednocześnie jednak samo ramię jest krótsze i oszczędzamy energię potrzebną do jego poruszania. Wyniki badań sugerują, że gdy idziemy ze zgiętymi kończynami górnymi, musimy wydatkować więcej energii na pokonanie grawitacji niż zyskujemy jej na ruchu krótszego ramienia. Jednak zaobserwowany brak różnic w zużyciu tlenu podczas biegania z ramionami wyprostowanymi i zgiętymi sugeruje istnienie równowagi energetycznej. Poruszanie dłuższym ramieniem czy poruszanie krótszym ramieniem ale przy konieczności pokonania grawitacji przez zgięty łokieć wymaga tyle samo energii. Zagadka, dlaczego zginamy ramiona w czasie biegu pozostaje więc niewyjaśniona. Nie niesie to za sobą żadnych korzyści. Być może jednak odpowiedź leży w sposobie przeprowadzenia badań. Otóż studenci na bieżni biegali dość powoli. Niewykluczone więc, że korzyści ze zginania ramion ujawniają się dopiero podczas szybkiego biegu. A może zgięcie ramion pozwala na rozproszenie energii i mięśnie górnych części ramienia mniej się męczą? To hipotezy, które będziemy testowali w przyszłości, mówi Yegian. Nie można wykluczyć, że sposób, w jaki biegamy, był istotnym składnikiem naszej ewolucji. Mniej więcej 1,5 miliona do 2 milionów lat temu nasi przodkowie zaczęli biegać w pozycji wyprostowanej, wyewoluowały u nich krótsze ramiona. To sugeruje, że pozycja łokcia w czasie biegania może mieć coś wspólnego z tą zmianą ewolucyjną, stwierdza yegian. « powrót do artykułu

Poruszając się z prędkością 2 m/s, czyli 7,19 km/h, ludzie wolą biec niż iść. Doktorzy Gregory Sawicki i Dominic Farris z Uniwersytetu Północnej Karoliny uważają, że dzieje się tak, gdyż przy takiej szybkości podczas biegu lepiej wykorzystujemy kluczowy mięsień łydki. Naukowcy, których artykuł ukazał się w Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), posłużyli się ultrasonografią, filmowaniem ruchu szybką kamerą oraz bieżnią mierzącą nacisk. W ten sposób mierzyli zachowanie mięśni łydki podczas biegu i chodzenia. Niewielka głowica ultrasonograficzna przymocowywana z tyłu nogi pokazywała w czasie rzeczywistym, jak mięsień dostosowuje się do chodu i biegu z różną prędkością. Szybkie zdjęcia zademonstrowały, że głowa przyśrodkowa mięśnia brzuchatego działa jak sprzęgło uruchamiające się szybko po rozpoczęciu chodzenia. Mięsień brzuchaty przytrzymuje jak linka jeden z końców ścięgna Achillesa, gdy przekazywana jest do niego energia do rozciągania. Później do gry włącza się samo ścięgno, które podczas odrzutu uwalnia zmagazynowaną energię, wspomagając w ten sposób ruch. Studium ujawniło, że gdy mięsień coraz szybciej zmienia swoją długość, dostarcza coraz mniej mocy, co oznacza obniżenie ogólnej wydajności. Kiedy jednak ludzie zaczynają biec z prędkością ok. 2 m/s, mięśnie zwalniają: zmiana długości zachodzi wolniej, zapewniając większą moc przy słabszej pracy. Techniki ultrasonograficzne pozwalają oddzielić od siebie ruchy poszczególnych mięśni podudzia. Dotąd nie były, niestety, wykorzystywane w takim kontekście - podkreśla Farris. Badanie wyjaśnia, czemu superszybki chód jest ograniczony właściwie do olimpiad i innych zmagań sportowych. Mięśnie pracują zbyt nieefektywnie, dlatego ciało przestawia się na bieg. Rosną wtedy skuteczność zarządzania energią i wygoda. W miarę jak idziemy coraz szybciej, miesień nie jest w stanie dopasować się do prędkości ruchu. Kiedy jednak dokonuje się przejście od chodu do biegu, ten sam mięsień staje się niemal statyczny i nie musi zmieniać swojego zachowania w znacznym stopniu, gdy biegacz coraz bardziej się rozpędza (choć nie testowaliśmy go podczas sprintów) - wyjaśnia Sawicki.

Spośród wszystkich ssaków tylko niedźwiedzie oraz ludzie i inni przedstawiciele naczelnych chodzą, stawiając na ziemi najpierw piętę. Dlaczego ta nietypowa technika poruszania się zdominowała właśnie u tych gatunków, próbowali ustalić naukowcy z University of Utah. Eksperyment, którego wyniki opublikowało czasopismo Journal of Experimental Biology, zorganizowany został przez zespół prof. Davida Carriera. Polegał on na mierzeniu energii koniecznej do poruszania się przez ochotników chodzących na trzy sposoby: 1) zwyczajny (tj. z oparciem się na pięcie i stopniowym przenoszeniu ciężaru ciała na palce), 2) ze stopą ustawioną przez cały czas płasko oraz 3) na palcach (a więc w sposób przypominający chód większości ssaków). Energetyczną efektywność tych samych sposobów stawiania kroków badano także podczas biegania. Jak wykazały obliczenia przeprowadzone po zakończeniu testów, nakład energii potrzebny na chodzenie na palcach z piętami stale oderwanymi od podłoża był aż o 53% wyższy, niż przy chodzeniu w sposób typowy dla ludzi. Co ciekawe jednak, nie stwierdzono istotnej statystycznie różnicy w efektywności energetycznej pomiędzy chodzeniem w sposób "normalny" oraz przy stawaniu na podłożu całą stopą podczas każdego kroku. Dalsze obserwacje poczynione przez zespół prof. Carriera potwierdzają z kolei to, o czym większość biegaczy wie na pewno: dla efektywnego biegania najlepiej jest poruszać się "po zwierzęcemu", a więc lądować na przedniej części stopy i unikać kontaktu pięty z podłożem. Wnioski z eksperymentu wydają się oczywiste. Wszystko wskazuje na to, że unikalny sposób chodzenia u ludzi (oraz najprawdopodobniej kształt ich stóp) jest przejawem dostosowania do długodystansowych marszów, w czasie których każda zaoszczędzona kaloria energii jest cenna. Osłabieniu uległa za to zdolność do szybkiego biegania, lecz rozwój inteligencji umożliwił ludziom zdobywanie pożywienia w bardziej wyrafinowany sposób. Wygląda więc na to, że ewolucja kolejny raz doprowadziła do wytworzenia struktur całkowicie podporządkowanych trybowi życia danego organizmu, zaś sposób, w jaki z tych struktur korzystamy, jest zoptymalizowany pod względem zużycia energii.

Słonie nie kojarzą się nam ze zgrabnym poruszaniem, co znalazło nawet swój wyraz w przysłowiach, ale nie oznacza to, że nie potrafią rozwijać sporych prędkości. Biolodzy zastanawiali się, czy idą wtedy, czy już biegną. Okazało się, że i jedno, i drugie. Słoń biegnie przednimi nogami, podczas gdy tylne cały czas idą (Journal of Experimental Biology). Już wcześniejsze badania sugerowały, że rozpędzone słonie trochę biegną, a trochę spacerują. Belgijsko-włosko-tajlandzki zespół zdobył jednak wiele dodatkowych informacji, wykorzystując specjalnie skonstruowany tor. Dzięki temu udało się dokonać dokładnych pomiarów sił działających podczas wykonywania kolejnych kroków. Jak wyjaśnia profesor Norman Heglund z Katolickiego Uniwersytetu w Leuven, naukowcy musieli sami skonstruować platformy dynamometryczne– płyty mierzące siłę nacisku. Trzeba je było przecież jakoś dostosować do rozmiarów słoni. Mając już za sobą ten etap, naukowcy udali się do Thai Elephant Conservation Centre. Kornacy dosiadali słoni indyjskich i zachęcali je do przemierzania wyznaczonej trasy. Najszybszy osobnik rozpędził się do 18 km na godzinę. Wyczyny szarych olbrzymów utrwalano na kamerze szybkoklatkowej. Biolodzy porównali odczyty z platformy dynamometrycznej z poszczególnymi klatkami. W ten sposób wyliczyli energię potencjalną i kinetyczną poruszającego się słonia. Określenie relacji między energią potencjalną (zmagazynowaną w mięśniach, stawach i ścięgnach) a energią kinetyczną jest kluczowe dla stwierdzenia, czy zwierzę idzie, czy biegnie. Kiedy słoń podnosi nogę i przesuwa ją ku przodowi, energia potencjalna zamienia się w kinetyczną. Gdy noga ląduje na ziemi, na powrót zmienia się w potencjalną. Proces ten powtarza się wiele razy w czasie jednej rundki po okolicy. Podczas biegu zamiana jest ciągła, bez wyraźnie wyodrębnionych cykli. W przypadku słonia energie potencjalna i kinetyczna [...] osiągają minimum i maksimum w tym samym czasie, dlatego nie mogą być "wymieniane" po sobie raz za razem – tłumaczy Heglund. Dodatkowo badacze zauważyli, że najszybsze słonie biegną i idą jednocześnie. Wygląda to tak, jakby słoń zbliżał się do prędkości przejściowej, kiedy przestaje iść i zaczyna biec, ale nie doprowadzał tego do końca. Przypomina to niemożność wrzucenia drugiego biegu. Za pomocą platform dynamometrycznych międzynarodowy zespół ustalił również, że słonie poruszają się niezwykle ekonomicznie, zwłaszcza w porównaniu do mniejszych zwierząt. W przyszłości biolodzy zamierzają przeprowadzić identyczny eksperyment z nosorożcami i hipopotamami.

Seniorzy, którzy chodzą wolno, 3-krotnie częściej umierają z powodu chorób sercowo-naczyniowych niż ich szybko maszerujący rówieśnicy. Francuscy naukowcy zmierzyli prędkość chodu 3208 kobiet i mężczyzn w wieku od 65 do 85 lat. Każdy uczestnik badania dwukrotnie przebywał korytarz, na którym w odstępie 6 metrów rozmieszczono dwie podłączone do chronometru fotokomórki. Za pierwszym razem odcinek należało przebyć w swoim zwykłym tempie. Potem starszych państwa instruowano, żeby szli (nie biegli!) najszybciej, jak umieją. Wszystkim przysługiwała jedna próba, by sprawdzić, czy polecenie zostało prawidłowo zrozumiane. Panowie i panie startowali z punktu wyznaczonego 3 metry przed korytarzem. W ten sposób z pomiarów eliminowano czas przyspieszania. Na początku studium podczas wywiadów przeprowadzanych w domach ochotników wykwalifikowani psycholodzy zebrali też szereg danych demograficznych i medycznych na ich temat. Pytano m.in. o niedawne złamania kości biodrowej, parkinsonizm, udary. Poza tym dwukrotnie zmierzono ciśnienie, a za wartość typową dla danej osoby uznano wyliczoną na tej podstawie średnią. Seniorzy wypełnili całą baterię testów dotyczących funkcjonowania poznawczego. Przez następne 5 lat w regularnych odstępach czasu badania powtarzano. Po wzięciu poprawki na informacje zgromadzone na wstępie, okazało się, że w przypadku chodzących najwolniej starszych osób ryzyko zgonu było o 44% wyższe niż u osób chodzących najszybciej. Najbardziej ślamazarni chodziarze 3-krotnie częściej umierali z powodu chorób sercowo-naczyniowych. Co ważne, w przypadku tych ostatnich ryzyko wzrastało zarówno u kobiet, jak i u mężczyzn, u seniorów starszych i młodszych, a także u badanych z niskim i przeciętnym poziomem aktywności ruchowej. Nie odnotowano związku między tempem marszu a prawdopodobieństwem zgonu na nowotwór. Opisane wyniki uzyskano w ramach studium 3C (Three-City), które obejmuje Bordeaux, Dijon i Montpellier. W tym konkretnym przypadku 6-osobowy zespół naukowców interesował się możliwościami ruchowymi mieszkańców Dijon.

Czemu podczas chodzenia poruszamy rękoma? Przez lata pozostawało to tajemnicą, a niektórzy twierdzili wręcz, że mamy do czynienia z reliktem z czasów, kiedy chodziliśmy na czworakach. Teraz wreszcie udało się rozstrzygnąć zadawniony spór (Proceedings of the Royal Society B). Naukowcy zastanawiali się nad plusami i minusami takiego zjawiska. Skoro do wymachów rąk potrzebna jest energia, co można zyskać? Badacze z USA i Holandii zbudowali model mechaniczny, dzięki któremu śledzili dynamikę poruszania rękoma podczas chodu. Następnie zwerbowali 10 ochotników i poprosili o maszerowanie na kilka różnych sposobów: 1) zwykłe (lewa ręka-prawa noga i prawa ręka-lewa noga), 2) odwrotne do naturalnego (lewa ręka-lewa noga, prawa ręka-prawa noga), 3) z rękoma zgiętymi w łokciu oraz 4) z rękoma przyciśniętymi do tułowia. Metaboliczne koszty wybranego sposobu poruszania oceniano na postawie zużycia tlenu oraz ilości wydychanego dwutlenku węgla. A oto ustalenia. Poruszanie rękoma podczas chodzenia oznacza niski moment obrotowy mięśni ramienia, a więc minimalne zużycie energii. Poza tym, w porównaniu do zwykłego chodu, przytrzymywanie kończyn przy tułowiu wiąże się z 12-proc. wzrostem wydatków metabolicznych. Międzynarodowy zespół wykazał też, że wymachy zmniejszają zakres podskoków w dół i w górę podczas marszu, które same w sobie są kosztowne energetycznie dla mięśni łydki. Przyciskanie rąk do boków nasiliło ten ruch aż o 63%. Chód typu lewa ręka-lewa noga, prawa ręka-prawa noga wiąże się co prawda ze spadkiem wydatkowania energii przez mięśnie ramienia, ale powoduje skok tempa przemiany materii o ¼. Najlepiej więc kroczyć naprzód, jak chciała natura, bo to nie przeżytek, ale najbardziej ekonomiczna wersja przemieszczania się.

iHomo floresiensis, odkryty w 2004 gatunek istot człekokształtnych, wciąż pozostaje zagadką dla paleontologów. Jak wynika z najnowszych badań, te tajemnicze hominidy, wymarłe zaledwie około 18000 lat temu, posiadały stopy bardzo podobne do... australopiteków - jednego z najstarszych gatunków istot człekokształtnych. Od momentu odkrycia pierwszych szczątków H. floresiensis, ze względu na swój niewielki wzrost zwanych "hobbitami", badacze toczyli spory na temat trybu życia i fizjologii tych istot. Trzeba bowiem przyznać, że były one dość niezwykłe: mimo iż znane okazy pochodzą sprzed maksymalnie 90 tys. lat, ich niewielki wzrost oraz słabo rozwinięty mózg sprawiały, że przypominały raczej prymitywne australopiteki, a nie współczesnych sobie neandertalczyków czy przedstawicieli H. sapiens. Jednym z elementów debaty na temat "hobbitów" były rozważania na temat sposobu ich poruszania się. Uważano bowiem, że wiedza z tego zakresu mogłaby być istotną wskazówką na temat trybu życia tego gatunku. Ważnych informacji na ten temat dostarczają naukowcy z Amerykańskiego Muzeum Historii Naturalnej, którzy przyjrzeli się budowie stóp H. floresiensis. Hobbity były dwunożne, lecz chodziły inaczej, niż ludzie współcześni, uważa William Harcourt-Smith, jeden ze specjalistów zaangażowanych w badania. Ich stopy zawierają kombinację cech charakterystycznych dla ludzi oraz dla bardziej prymitywnych, wczesnych istot człekokształtnych. Zdaniem badacza niektóre detale budowy anatomicznej "hobbitów" przypominają wręcz budowę Lucy - okazu australopiteka liczącego sobie aż 3,2 miliona lat. Jak wyjaśniają amerykańscy naukowcy, ogólny zarys stopy "hobbita" świadczy o jego zdolności do poruszania się na dwóch nogach. Ma o tym świadczyć jej wysoka sztywność oraz równoległe ułożenie palucha względem pozostałych palców. Z drugiej jednak strony, stopy H. floresiensis były wyjątkowo duże - można by wręcz rzec, że nieproporcjonalne. Jeszcze ważniejszy jest jednak kształt kości łódkowatej - jednej z kości stępu. U ludzi jest ona współodpowiedzialna za występowanie charakterystycznego zagłębienia w przyśrodkowej części stopy, lecz u badanego hominida stopa była niemal zupełnie płaska. Świadczy to o podobieństwie m.in. do szympansów. Jak podkreśla Harcourt-Smith, jest to kolejny silny dowód na to, że "hobbit" nie był taki jak my. Odkrytych różnic w budowie nie da się wytłumaczyć wyłącznie niskim wzrostem. U ludzi współczesnych cierpiących na różne odmiany karłowatości stopy są bowiem zbudowane niemal zupełnie normalnie. Sugeruje to, że "hobbity" należą do osobnego gatunku, a nie tylko do nietypowej populacji H. sapiens. Dotychczas nie ustalono spójnej hipotezy na temat pochodzenia lub losów H. floresiensis. Coraz więcej dowodów sugeruje jednak, iż wywodzi się on bezpośrednio z najstarszych afrykańskich hominidów, co oznaczałoby z kolei, że migracja istot człekokształtnych zaczęła się o wiele wcześniej, niż kiedykolwiek sądzono.

Dobry seksuolog potrafi określić na podstawie sposobu chodzenia zdolność danej kobiety do przeżywania orgazmu pochwowego (The Journal of Sexual Medicine). espół Stuarta Brody'ego z Uniwersytetu Zachodniej Szkocji poprosił 16 studentek z Belgii o wypełnienie kwestionariusza dotyczącego zachowań seksualnych. Następnie sfilmowano je z pewnej odległości w czasie przechadzki w miejscu publicznym. Taśmy pokazano dwóm profesorom seksuologii i 2 asystentom biorącym udział w badaniu. Naukowcy oceniali możliwości kobiet w zakresie przeżywania orgazmu. Nie mieli przy tym dostępu do wyników uzyskanych przez nie w teście. Ich werdykty pokrywały się w 80% z odpowiedziami ochotniczek. Okazało się, że suma długości kroku i rotacji kręgosłupa była większa u pań częściej doświadczających orgazmu pochwowego. Może to odzwierciedlać swobodny, niezahamowany przepływ energii [i bodźców] z nóg, przez miednicę, do kręgosłupa. Zablokowane mięśnie miednicy, powiązane z problemami psychoseksualnymi, upośledzają zarówno orgazm pochwowy, jak i chód. Poza tym Szkoci nie wykluczają, że kobiety często przeżywające orgazm mają zaufanie do swojej seksualności, stąd pewny krok. Niewykluczone, że panie te są w większym stopniu usatysfakcjonowane relacją z partnerem, co oznacza, iż zwłaszcza ten rodzaj orgazmu jest powiązany ze wskaźnikami świadczącymi o dobrej jakości związku. Skoro bloki mięśniowe mogą leżeć u podłoża zaburzeń seksualnych, terapia anorgazmii powinna uwzględniać także gimnastykę ze szczególnym uwzględnieniem dna miednicy, arteterapię czy ćwiczenie oddechu.

Kiedy widzimy cień osoby maszerującej w mroku ulicą, ocena tego, czy ten ktoś zbliża się do nas, czy oddala, zależy od tego, czy jest to kobieta, czy mężczyzna (Current Biology). W przeszłości naukowcy wykazali, że jako gatunek potrafimy określić płeć, wiek, nastrój i cechy osobowości człowieka, widząc zaledwie kilka jego ruchów. Ludzie są bystrymi obserwatorami innych. Wiemy sporo o sobie nawzajem już na pierwszy rzut oka. Jak się to dzieje, to bardzo interesujące pytanie, zwłaszcza że niektórzy wydają się w tym szczególnie dobrzy – zastanawia się Rick van der Zwan z Southern Cross University. Aby uzyskać odpowiedź na to pytanie, Australijczycy przeprowadzili ciekawy eksperyment. Wolontariuszom pokazywano zbitki kropek, które z grubsza przypominały ludzi. Obrazy te uzyskano, filmując prawdziwe osoby, poruszające się na bieżni w kierunku do lub od kamery z przyczepionymi do ubrania światełkami. Widząc kogoś z podświetlonymi stawami, kto w dodatku się nie rusza, niezwykle trudno stwierdzić, na co konkretnie patrzymy. Gdy jednak zaczyna iść, od razu staje się jasne, że to osoba. Można też wyciągać wnioski na temat jej natury. Czy jest to mężczyzna, czy kobieta, ktoś młody czy w jesieni życia, czy jest wesoły, czy zasmucony. Tego wszystkiego domyślamy się, nie postrzegając kształtu, tylko ruch. "Postaci" z kropek poruszały się w różny sposób. Czasem chodziły jak dziewczęce dziewczyny, a czasem jak niezdarny facet. Pomiędzy nimi znajdował się piechur neutralny płciowo, który w połowie przypadków był uznawany za mężczyznę, a w połowie za kobietę. Co dziwniejsze, gdy cień identyfikowano jako męski, badanym wydawało się, że się do nich zbliża (nawet gdy osoba, którą wykorzystano jako model tego cienia, się oddalała). Jeśli stwierdzano, że to kobieta, postać miała się, wg wolontariuszy, oddalać, choć w rzeczywistości model zbliżał się do kamery. Podobne odchylenie percepcyjne obserwowano u badanych obojga płci. Z tego powodu van der Zwan przypuszcza, że w męskim i kobiecym sposobie poruszania się jest coś takiego, co wpływa na postrzeganie umiejscowienia w przestrzeni. Nie wiedząc, gdzie przemieszcza się mężczyzna, lepiej założyć, że się zbliża. Zyskujemy wtedy czas, by przygotować się do walki lub ucieczki. Oddalająca się kobieta to również istotny sygnał, tym razem dla dziecka. Oznacza to bowiem potencjalną utratę matki, której trzeba jakoś przeciwdziałać.