Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
KopalniaWiedzy.pl

Dlaczego chód człowieka jest tak niezwykły?

Recommended Posts

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.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Mnie się wydaje, że taki sposób chodzenia wynika z wyprostowanej postawy. Środek ciężkości przenosi się do tyłu i po prostu potrzeba mniej siły na utrzymanie równowangi. Przy bieganiu pochylamy się do przodu, więc z natury rzeczy mamy większy nacisk na palce.

Share this post


Link to post
Share on other sites

To troche absurdalne, mierzyć efektywność energii w układzie zoptymalizowanym na określone położenia i jako ciekawe wnioski podawać, że te położenia faktycznie są optymalne. Poza tym mnóstwo zwierząt chodzi inaczej i ma lepsze osiągi długodystansowe. Choćby koń albo pies.

Może w Utah dostali grant badawczy i musieli za te pieniądze przedstawić jakieś wnioski...

Share this post


Link to post
Share on other sites
To troche absurdalne, mierzyć efektywność energii w układzie zoptymalizowanym na określone położenia

??? To chyba oczywiste, że skoro badali człowieka, to musieli sprawdzać człowieka. Poza tym dokładnej wartości liczbowej ilości energii zużywanej podczas chodzenia na różne sposoby nikt chyba dotąd nie liczył. Dla mnie ciekawe jest choćby samo to, że człapanie całymi stopami nie powoduje strat energii.

Poza tym mnóstwo zwierząt chodzi inaczej i ma lepsze osiągi długodystansowe. Choćby koń albo pies.

Należałoby zapytać, jak dokłądnie udaje im się to osiągnąć i czy rzeczywiście w przeliczeniu na własną masę są bardziej wydajne.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Mnie się wydaje, że taki sposób chodzenia wynika z wyprostowanej postawy. Środek ciężkości przenosi się do tyłu i po prostu potrzeba mniej siły na utrzymanie równowangi. Przy bieganiu pochylamy się do przodu, więc z natury rzeczy mamy większy nacisk na palce.

W notce z badań piszą również o niedźwiedziach polarnych, które są czterośladowcami :D

Share this post


Link to post
Share on other sites

Mnie się wydaje, że taki sposób chodzenia wynika z wyprostowanej postawy. Środek ciężkości przenosi się do tyłu i po prostu potrzeba mniej siły na utrzymanie równowangi. Przy bieganiu pochylamy się do przodu, więc z natury rzeczy mamy większy nacisk na palce.

Um - istnieją osoby, które biegają "piętami" - tyle że napewno nie robią tego szybko - dotykając podłoże najpierw pietą włącza się "proces" hamowania. Kiedyś na forum przeczytałem ciekawe stwierdzenie "chodzenie jest zabójcą biegu"

 

??? To chyba oczywiste, że skoro badali człowieka, to musieli sprawdzać człowieka. Poza tym dokładnej wartości liczbowej ilości energii zużywanej podczas chodzenia na różne sposoby nikt chyba dotąd nie liczył. Dla mnie ciekawe jest choćby samo to, że człapanie całymi stopami nie powoduje strat energii.Należałoby zapytać, jak dokłądnie udaje im się to osiągnąć i czy rzeczywiście w przeliczeniu na własną masę są bardziej wydajne.

Popatrzmy na kota - jest w stanie spokojnie siebie 2 krotnie przeskoczyć, nie interesuje mnie jego stosunek wagi do siły - popatrz na ciężarowców, którzy robią przysiad z 3-4 krotnością swojej wagi a jednak nie potrafią tak ładnie skakać.

(ponoć, u ludzi słabym punktem kręgosłupa jest odcinek lędźwiowy, który ma ograniczoną możliwość przekazywania energii)

Share this post


Link to post
Share on other sites

Zależy czy chodzi ci o skakanie w dal czy w wzwyż. Zapewniam cię natomiast, że każdy liczący się ciężarowiec spokojnie wsadza piłkę do kosza.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Oczywiście , że nie. Ale tu się kłania fizyka i masa.

Zresztą nie ma co porównywać kota do człowieka choćby z tego względu, że kto ma staw kolanowy wygięty w przeciwnym kierunku.

Share this post


Link to post
Share on other sites

I o tym właśnie mówię, że badania trzeba przeprowadzić tak, żeby odzwierciedlały charakterystykę danego organizmu.

Share this post


Link to post
Share on other sites

A ja wracam do swojego początkowego stwierdzenia, że badania, których wniosek brzmi:

 

"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"

 

to strata pieniędzy. Być może pomiar konkretnych procentów i dżuli do czegoś tam się komuś może przydać. Ale zasadnicze wnioski są śmieszne przez swoją oczywistość. Wzięli paru ludzi i kazali im chodzić w nienaturalny sposób. Co się miało niby stać, mieli pofrunąć? Potem zaobserwowali kilka biegających zwierząt i stwierdzili, że biegają...

Share this post


Link to post
Share on other sites

Rzeczy z pozoru oczywiste warto badać choćby z tego powodu: http://kopalniawiedzy.pl/bieg-buty-obuwie-but-staw-skokowy-staw-kolanowy-staw-biodrowy-obciazenie-nacisk-9409.html . Albo z takiego, że najbardziej efektywną energetycznie metodą biegania okazuje bieganie na boso, a nie w specjalnych butach, jak uważa ogromna większość. Czasem badając rzeczy bardzo oczywiste mozna odkryć rzeczy znacznie ciekawsze, niż podczas badania zjawisk niezwykle skomplikowanych.

 

Poza tym weź pod uwagę, że oprócz danych półilościowych (chodzenie prosto jest bardziej efektywne od chodzenia na palcach) można zdobyć jeszcze dane ilościowe, a te można wykorystać choćby przy budowie protez, gdzie często trzeba iść na kompromis pomiędzy dwoma parametrami. Dokładna znajomość wartości liczbowych jest w takich sytuacjach ogromnie ważna, ale przecież masz prawo o tym nie wiedzieć.

Share this post


Link to post
Share on other sites

  Wcale nie jest powiedziane,że to oczywista sprawa.  Po prostu stwierdzili, że normalne chodzenie jest wydajniejsze energetycznie i było przystosowaniem do długich marszy. Wszystko byłoby ok,gdyby nie fakt, że część ludów pierwotnych oraz zawodowi biegacze poruszają się systemem palec-pięta. Czyli jest to sposób ewidentnie nabyty i będący pewnym przystosowaniem.

  Druga sprawa: wcale nie jest powiedziane, że rozwiązania anatomiczne u ludzi muszą być energooszczędne. Wymknęliśmy się doborowi naturalnemu oraz częściowo ewolucji.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Albo z takiego, że najbardziej efektywną energetycznie metodą biegania okazuje bieganie na boso, a nie w specjalnych butach, jak uważa ogromna większość.

He wszystko zależy od podłoża - po asfalcie/betonie nie ma sensu na bosaka zasuwać, za to na trawce... Na trawce (tzn na łące) czy od czasu do czasu na piasku to ja przez całe lato boso trenuję - różnica jest jak niebo i ziemia. Istnieje jednak jeden podstawowy warunek - trzeba mieć 100% pewność co do podłoża - głupia potrzaskana butelka leżąca w 30cm trawie i jest zonk.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      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
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Latem zeszłego roku Jeff Weakley z Florydy zauważył wybrzuszenie na swojej stopie. Ponieważ ostatnimi czasy więcej biegał, myślał, że to pęcherz. Początkowo w ogóle się tym nie przejął, ale gdy zmiana nadal rosła, otworzył ją i ku swojemu zaskoczeniu znalazł fragment zęba rekina, który ugryzł go w 1994 r. podczas surfowania przy Flagler Beach.
      Najpierw Weakley chciał sobie zrobić z fragmentu zęba wisiorek, w pewnym momencie przeczytał jednak, że analizując DNA z zęba wyjętego z nogi ofiary, naukowcy z Florida Program for Shark Research zidentyfikowali gatunek rekina odpowiedzialnego za pogryzienie u wybrzeży stanu Nowy Jork. Pomysł z wisiorkiem został więc błyskawicznie zarzucony i Weakley skontaktował się z Florydzkim Muzeum Historii Naturalnej.
      Byłem bardzo podekscytowany możliwością identyfikacji rekina, bo zawsze chciałem wiedzieć [co mnie wtedy ugryzło]. Przez chwilę się wahałem, bo pomyślałem, że mogą mi powiedzieć, że padłem ofiarą makreli albo ryby z rodziny belonowatych, a to byłoby naprawdę upokarzające.
      Koniec końców okazało się jednak, że mężczyzna został ugryziony przez żarłacza czarnopłetwego (Carcharhinus limbatus).
      Choć tak naprawdę właściwie nikt nie był zaskoczony wynikiem (gdy do pogryzienia dochodzi na Florydzie, często odpowiada za nie właśnie C. limbatus), czymś niespodziewanym okazał się stan samego DNA. Przez ponad 24 lata układ odpornościowy Weakleya powinien je zniszczyć, dlatego Gavin Naylor i Lei Yang, menedżer jego laboratorium, oceniali szanse na powodzenie przedsięwzięcia jako bardzo małe lub żadne. Okazało się jednak, że byli w błędzie.
      Najpierw Yang oczyścił ząb, usunął część szkliwa i wyskrobał miazgę. Potem wyekstrahował z tkanki DNA i je oczyścił. Po kilku kolejnych etapach wstępnej obróbki porównał docelowe sekwencje z 2 bazami danych genetycznych rekinów i płaszczek. W ten sposób okazało się, że Weakley, wydawca magazynu Florida Sportsman, padł ofiarą żarłacza czarnopłetwego.
      Ponieważ w ok. 70% przypadków nie wiadomo, jaki gatunek dopuścił się pogryzienia, pozyskanie dokładniejszych danych pozwoliłoby opracować nowe strategie unikania takich sytuacji - podkreśla Yang.
      Po wypadku Weakley bardzo szybko, bo w ciągu paru tygodni, wrócił do wody. Zabezpieczał tylko stopę wodoodpornym bandażem i specjalnym butem. Po ćwierćwieczu co tydzień surfuje i łowi ryby, a napotkane rekiny traktuje jak psy, które potrafią dopiec w czasie joggingu.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Debby Herbenick, badaczka z Indiana University, potwierdziła, że same ćwiczenia fizyczne - bez aktu płciowego czy marzeń o treści erotycznej - są w stanie wywołać u kobiety orgazm (Sexual and Relationship Therapy).
      Amerykanie potwierdzili istnienie anegdotycznego orgazmu, nazywanego po angielsku, od związku z ćwiczeniami stymulującymi głębokie mięśnie tułowia (core abdominal muscles), "coregasm".
      Ćwiczeniami najczęściej kojarzonymi z wywoływaniem orgazmu są wspinaczka linowa, podnoszenie ciężarów, jazda na rowerze czy gimnastyka brzucha. [Nasze] dane są interesujące, bo sugerują, że orgazm to niekoniecznie wydarzenie seksualne.
      Herbenick i J. Dennis Fortenberry analizowali wyniki ankiet wypełnionych online przez 124 kobiety wspominające o orgazmach wywołanych ćwiczeniami (ang. exercise-induced orgasms, EIO) i przez 246 pań doświadczających przyjemności seksualnej podczas ćwiczeń (ang. exercise-induced sexual pleasure, EISP). Wiek ochotniczek wynosił od 18 do 63 lat. Większość pań pozostawała w związku, 69% określiło swoją orientację jako heteroseksualną.
      Ustalono, że ok. 40% kobiet przeżyło EIO bądź EISP ponad 10 razy. Większość przedstawicielek grupy EIO twierdziła, że gimnastykując się w miejscach publicznych, ma jakąś kontrolę nad odczuciami, lecz dla ok. 20% doświadczenie było niekontrolowalne. Gros kobiet z EIO podkreśla, że w czasie tego typu orgazmu nie fantazjuje ani nie myśli o kimś pociągającym seksualnie.
      W grupie EIO orgazm wywoływały następujące ćwiczenia: podnoszenie ciężarów (26,5%), joga (20%), jeżdżenie na rowerze (15,8%), bieg (13,2%) oraz marsz/wędrówka po górach (9,6%).
      W przyszłości naukowcy zamierzają się więcej dowiedzieć o mechanizmach/wyzwalaczach EIO oraz EISP. Może być tak, że ćwiczenia, o których już teraz wiadomo, że sprzyjają zdrowiu i dobrostanowi, poprawiają także życie erotyczne kobiety. Co do tego nie ma jednak pewności. Kolejnym znakiem zapytania jest, jak bardzo EIO i EISP są rozpowszechnione wśród kobiet. Wydaje się jednak, że to dość częste zjawiska, bo 370-osobową próbę do badań zebrano w 5 tygodni.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      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.
       
       
×
×
  • Create New...