Als je loopt of rent, doen je benen het meeste werk, maar je armen zijn er ook bij betrokken. En hoe ze bewegen, hangt af van je manier van lopen.
Terwijl we lopen, hangen onze armen meestal op natuurlijke wijze aan onze zij en zijn ze meestal recht. Maar als we rennen, zwaaien onze armen meestal terwijl ze gebogen zijn aan de elleboog.
Waarom is dat? Onderzoekers hebben onlangs onderzocht hoe de armpositie de energie-efficiëntie beïnvloedt, en ze ontdekten dat lopen met gebogen armen eigenlijk minder energie-efficiënt was dan lopen met gestrekte armen.
Een gebogen arm heeft een kortere boog dan een rechte arm; gebogen armen hebben daarom minder energie nodig om heen en weer te zwaaien en zouden efficiënter moeten zijn voor zowel hardlopen als lopen, veronderstelden de onderzoekers aanvankelijk.
Maar als gebogen armen energie-efficiënter zijn, waarom buigen wandelaars dan niet op natuurlijke wijze hun armen? Om erachter te komen, onderzochten de auteurs van de nieuwe studie de bewegingen van acht mensen - vier mannen en vier vrouwen - op loopbanden. Terwijl de proefpersonen liepen en renden (waarbij ze beide activiteiten met gestrekte armen en vervolgens met gebogen armen uitvoerden), gebruikten de wetenschappers infraroodcamera's en motion capture-software om de bewegingen van de proefpersonen vast te leggen en 3D digitale modellen van hun lichaam te construeren.
Twee weken later herhaalden de proefpersonen deze loopband-sessies terwijl ze ademhalingsmaskers droegen, zodat de onderzoekers metabole gegevens konden verzamelen die het energieverbruik van de deelnemers vertegenwoordigden.
Toen de proefpersonen met gestrekte armen renden, meldden ze dat het ongemakkelijk voelde. Maar er was geen merkbaar verschil in energie-efficiëntie, of hun armen nu gebogen of recht waren, rapporteerden de onderzoekers.
De wetenschappers ontdekten echter dat wanneer hun proefpersonen met gebogen armen liepen, hun energieverbruik met ongeveer 11% toenam, waarschijnlijk omdat het meer inspanning vergde om hun armen gebogen te houden terwijl ze relatief langzaam bewogen. Hun experimenten werpen licht op waarom mensen van nature hun armen recht houden als ze lopen, "maar de reden voor het stereotype lopen van een gebogen arm blijft onduidelijk", aldus de studie.
Volgens een studie uit 2014 kost het slingeren van de arm energie tijdens het hardlopen, maar het vasthouden ervan kost nog meer energie. Dat komt omdat zwaaien met de arm de beweging van de romp vermindert, zo ontdekte de studie, gepubliceerd in de Journal of Experimental Biology.
De relatie tussen armbewegingen en gangen zou kunnen helpen verklaren hoe armverhoudingen zich ontwikkelden in de menselijke stamboom, voegde de onderzoekers van de nieuwe studie eraan toe.
Onze uitgestorven familieleden Australopithecus en Homo habilis, die miljoenen jaren geleden leefde, had armen die langer waren ten opzichte van hun benen dan bij moderne mensen. Australopithecus en Homo habilis onderarmen waren volgens het onderzoek ook langer ten opzichte van hun bovenarmen.
Maar kortere onderarmen - en een kortere arm in het algemeen - zwaaien minder. Kortere armen zouden de moderne mens dus ten goede komen tijdens hardlopen over lange afstanden; selectie voor deze eigenschap zou de evolutie van de lengte van het bot van de menselijke arm kunnen hebben gevormd, schreven de wetenschappers.
"Moderne armverhoudingen kwamen naar voren homo erectus, en viel samen met de evolutie van het uithoudingsvermogen als een belangrijk gedrag van de mens, "rapporteerden de onderzoekers.
De bevindingen werden op 9 juli 2019 online gepubliceerd in het Journal of Experimental Biology.
