我们跑步时为什么要弯曲手臂?

2019-08-28 11:58 来源:生物帮 作者:佚名
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当我们走路时,我们的手臂通常会自然地悬挂在我们的身体两侧并且大部分是直的但是当我们跑步时,我们的手臂通常在肘部弯曲时摆动。

这是为什么?研究人员最近研究了手臂位置如何影响能量效率,他们发现用弯曲的手臂行走实际上比用直臂行走的能量效率低。

弯曲臂的弧度比直臂短;因此,弯曲的手臂需要较少的能量来回摆动,并且对于跑步和行走都应该更有效,研究人员最初假设。

但如果弯曲的手臂更节能,为什么步行者不会自然弯曲他们的手臂?为了找到答案,这项新研究的作者在跑步机上检查了八个人的动作 - 四个男人和四个女人。当受试者走路和跑步(用直臂然后用弯曲的手臂进行两项活动)时,科学家们使用红外摄像机和动作捕捉软件来记录受试者的动作并构建他们身体的3D数字模型。

两周后,受试者在戴着呼吸面罩的同时重复这些跑步机课程,因此研究人员可以收集代表参与者能量使用的代谢数据。

当受试者伸直时,他们报告说感觉很尴尬。但研究人员报告说,能量效率没有显着差异,无论他们的手臂是弯曲的还是直的。

然而,科学家们发现,当他们的受试者弯腰走路时,他们的能量消耗增加了大约11%,这可能是因为在以相对较慢的速度移动时需要更多的努力来保持他们的手臂弯曲。他们的实验揭示了为什么人们在走路时会自然地保持手臂伸直,“但这种刻板弯曲手臂运动的原因仍不清楚,”该研究称。

根据2014年的一项研究,手臂摆动会在跑步时耗费能量,但保持稳定需要更多能量。发表在“实验生物学杂志”上的这项研究发现,这是因为手臂摆动减少了躯干的运动。

新研究的研究人员补充说,手臂运动和步态之间的关系可以帮助解释手臂比例如何在人类家族树中进化。

我们已经灭绝的亲戚南方古猿(Australopithecus)和人类(Homo habilis)生活在数百万年前,它们的手臂相对于它们的腿比现代人更长。根据这项研究,南方古猿和人类前臂相对于它们的上臂也更长。

但较短的前臂 - 以及整体较短的手臂 - 摆动较少。因此,较短的手臂会使长距离跑步中的现代人受益;科学家们写道,选择这种特性可能会影响人体手臂骨骼长度的演变。

研究人员报告说:“现代手臂比例出现在直立人身上,与耐力跑的演变相吻合,这是一种重要的人类行为。”

原文链接:

http://nature.bio1000.com/genetics/201908/1228488.html

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