Почему мы ходим на пятках, а не на носках
Исследование Джеймса Веббера из Университета Аризоны, опубликованное в Journal of Experimental Biology, объясняет, почему люди ходят, ставя ногу с пятки на носок, в то время как многие животные (например, собаки и кошки) ходят на подушечках лап.
Загадка эффективности
- Люди — эффективные ходоки, чему способствуют длинные конечности.
- Животные, стоящие на пальцах, имеют более длинные ноги за счёт приподнятой пятки.
- Человек, опуская пятку на землю, физически укорачивает длину ноги, что казалось учёным парадоксом для эффективной ходьбы.
Механизм «виртуальной ноги»
Человеческая ходьба похожа на движение перевёрнутого маятника:
- Точка опоры (ось качания) находится не в стопе, а в точке под землёй.
- Эта точка определяется соединением места касания пятки и места отталкивания носком, которые находятся на расстоянии 20–25 см друг от друга.
- В результате возникает более длинная «виртуальная нога», чем если бы человек стоял только на носках.
Экспериментальное подтверждение
В лаборатории сравнивали обычную ходьбу с пятки и ходьбу на носках:
- Ходьба на носках оказалась медленнее и на 10% энергозатратнее.
- «Виртуальные конечности» при обычной ходьбе были на 15 см длиннее.
- При ускорении на беговой дорожке люди, ходившие на носках, раньше переходили на бег, что подтвердило меньшую эффективность такого способа.
Эволюционный контекст
- Ходьба с пятки — древний навык: следы в вулканическом пепле в Лаэтоли (Танзания) показывают, что гоминины так ходили уже 3,6 млн лет назад.
- У ранних двуногих были более длинные и жёсткие стопы (около 70% длины бедренной кости против 54% у современных людей), что делало их очень эффективными ходоками.
- Укорочение стопы у современного человека, возможно, связано с адаптацией к бегу: более короткая стопа уменьшает нагрузку и крутящий момент при мощном отталкивании для преследования добычи.