Короткая пятка делает элитных спринтеров сверхбыстрыми

Элитные спринтеры имеют на 25% более короткую пятку (расстояние от задней части пятки до лодыжки) по сравнению с не-спринтерами. Это открытие, опубликованное Стивеном Пьяццей из Университета Пенсильвании в The Journal of Experimental Biology 30 октября 2009 года, объясняет их преимущество в ускорении на старте.

Неожиданное открытие

Изначально Пьяцца предположил, что у спринтеров должен быть длинный «рычаг пятки» для большей силы отталкивания. Однако измерения с помощью ультразвука, проведенные им и его студенткой Сабриной Ли, показали обратное. У элитных спринтеров и прыгунов в длину смещение (трансляция) ахиллова сухожилия при подъеме пятки было на 25% короче, чем у не-спринтеров.

Механический недостаток как преимущество

Это казалось механическим недостатком. Однако, изучив строение конечностей у животных-спринтеров, ученые обнаружили ту же закономерность. Объяснение кроется в фундаментальном свойстве мышц:

• Мышцы, сокращающиеся быстро, генерируют меньшую силу.
• Мышцы, сокращающиеся медленнее, производят большую силу.

Короткий рычаг пятки заставляет икроножную мышцу сокращаться медленнее, но с большей силой, что преодолевает механический недостаток и дает мощное отталкивание.

Подтверждение модели и дополнительное преимущество

Математическая модель подтвердила, что дополнительная сила от короткого рычага обеспечивает большее ускорение в первых шагах. Также выяснилось, что пальцы ног у спринтеров почти на 1 см длиннее. Это позволяет дольше сохранять контакт с землей во время каждого шага, увеличивая время для мощного толчка.

Источник:

Lee, S. S. M. and Piazza, S. J. (2009). Built for speed: musculoskeletal structure and sprinting ability. J. Exp. Biol. 212, 3700-3707.