Amerikaanse onderzoekers hebben zich – met wisselend succes – over dat vraagstuk gebogen.
Lopen doen we met gestrekte armen, rennen met gebogen armen. Het is zo vanzelfsprekend dat we er niet eens over nadenken. En dat er eigenlijk ook nog nooit onderzoek gedaan is naar de vraag waarom we eigenlijk met gestrekte armen lopen en met gebogen armen rennen. Maar daar brengt een paper, verschenen in het blad Journal of Experimental Biology, verandering in. In het paper buigen Amerikaanse onderzoekers zich over de kwestie, om te ontdekken dat lopen met gestrekte armen er duidelijk voor zorgt dat we minder energie verbruiken dan wanneer we onze armen buigen. Opvallend genoeg kunnen ze echter geen bewijs vinden dat rennen met gebogen armen ook voordelig is voor de energieconsumptie.
Het experiment
Het idee voor dit onderzoek ontstond toen hoofdauteur Andrew Yegian op de campus van de universiteit van Harvard iemand zag rennen met gestrekte armen. Het is iets wat je niet vaak ziet. En het zette hem aan het denken. Want waarom rennen we eigenlijk vrijwel allemaal automatisch met gebogen armen, net zoals we als vanzelfsprekend tijdens het lopen de armen gestrekt houden? Om die vraag te kunnen beantwoorden, verzamelden Yegian en collega’s acht studenten die regelmatig hardliepen en lieten ze lopen (met een snelheid van 1,4 meter per seconde) en rennen (met een snelheid van 3 meter per seconde) op een loopband. De proefpersonen kregen de opdracht om achtereenvolgens zowel met gebogen armen als met gestrekte armen te lopen en rennen. Terwijl ze dat deden, werden hun bewegingen in 3D gefilmd. Twee weken later herhaalden de onderzoekers het experiment. En dit keer werd de zuurstofconsumptie van de proefpersonen vastgesteld om op basis daarvan meer te kunnen zeggen over de energieconsumptie.
Spieren
Het experiment wees uit dat het lopen met gebogen armen zo’n 11%(!) meer energie kost dan lopen met gestrekte armen. Het heeft volgens de onderzoekers alles te maken met spieren in de onder- en bovenarm. “Het buigen van de arm is minder belastend voor de schouderspieren, maar belastender voor de elleboogspieren,” legt Yegian uit aan Scientias.nl. En omdat spieren energie verbruiken, heeft dat vanzelfsprekend effect op de energieconsumptie: als we lopen met gebogen armen, verbruiken de schouderspieren minder energie, terwijl de elleboogspieren juist meer energie verbruiken. “De beste verklaring voor het feit dat het lopen met gebogen armen meer energie kost is dat de toename in energieconsumptie van de spieren in de elleboog groter is dan de afname in energieconsumptie van de spieren in de schouders.” Opvallend genoeg konden de onderzoekers ondanks dat de meesten van ons van nature met gebogen armen rennen, geen aanwijzingen vinden dat rennen met gestrekte armen op dezelfde manier nadelig is voor de energieconsumptie. “Misschien wegen de kosten en baten in dat scenario wel tegen elkaar op.”
Hypothesen
Lopen met gestrekte armen is dus heel efficiënt. Maar onduidelijk blijft waarom we zodra we het op een rennen zetten, de armen buigen. Met het oog op de energieconsumptie lijkt het behoorlijk zinloos. En dus moet er een andere oorzaak zijn. Yegian en collega’s hebben daar wel wat ideeën over. Zo zou het kunnen dat het rennen met gebogen armen pas voordelig wordt bij hogere snelheden. “We hebben tijdens de experimenten slechts één rensnelheid getest (namelijk 3 meter per seconde, red.),” vertelt Yegian. “Dus het is mogelijk dat bij hogere snelheden het gestrekt houden van de arm inderdaad meer energie kost dan het buigen ervan.” Daarnaast kan het ook wel eens zo zijn dat rennen met gebogen armen niet zozeer voordelig is met het oog op de totale energieconsumptie, maar wel voordelen heeft als we kijken naar waar die energie precies wordt verbruikt. “Wanneer mensen met gestrekte armen rennen, verbruiken de schouderspieren meer energie dan wanneer ze hun armen buigen, terwijl de elleboogspieren juist minder energie verbruiken. En misschien zorgt het buigen van de arm er wel voor dat er pas veel later vermoeidheid optreedt in de schouderspieren.” Daarnaast bestaat ook het vermoeden dat spieren in de onderarm verbonden zijn met het hoofd en het hoofd tijdens het rennen als het ware stabiliseren. “Dat kan ook een niet met de energieconsumptie samenhangend voordeel zijn van het rennen met gebogen armen.”
Vervolgonderzoek
Dat rennen met gebogen armen linksom of rechtsom efficiënter is dan rennen met gestrekte armen staat voor de onderzoekers wel vast. Simpelweg omdat vrijwel iedereen met gebogen armen rent. Tijdens vervolgonderzoeken hopen ze de hierboven genoemde hypothesen te toetsen en voor eens en altijd te onthullen wat het zo voordelig maakt om met gebogen armen te rennen.
Het onderzoek lijkt misschien behoorlijk ludiek, maar dat is het zeker niet. Zo kan de studie zomaar bijdragen aan een beter begrip van de evolutie van onze relatief korte armen. Waar oude mensachtigen zoals Australopithecus en Homo habilis relatief lange armen hadden, verkreeg Homo erectus middels evolutie kortere armen en dan met name ook kortere onderarmen. De evolutie van deze moderne armverhoudingen vindt plaats in een periode waarin mensachtigen het ook steeds vaker op een rennen zetten. “Dus misschien verkreeg Homo erectus de korte onderarmen – die ook moderne mensen nog hebben – om de energie die rennen kostte, terug te dringen,” oppert Yegian.
