وأظهرت الدراسة، المنشورة في دورية “PNAS”، أن المشاركين استهلكوا طاقة أيضية أكثر بنسبة تراوحت بين 26 و41 بالمئة عندما لامس منتصف القدم الأرض قبل الكعب، مقارنة بطريقة المشي الطبيعية التي يبدأ فيها الهبوط على الكعب.
البشر والشمبانزي
وقارن الباحثون آليات المشي لدى البشر والشمبانزي باستخدام بيانات ثلاثية الأبعاد لحركة الجسم والقوى الناتجة عند ملامسة الأرض.
وأظهرت التجارب أن خطوات البشر أثناء المشي الطبيعي بدأت بالكعب بصورة منتظمة، في حين كانت طريقة هبوط قدم الشمبانزي أكثر تنوعاً، إذ كثيراً ما لامس الأرض بجانب القدم أو مقدمتها، وكان استخدام الكعب أقل شيوعاً عندما يمشي على قدمين مقارنة بحركته على أربع.
كما تراوح نطاق زوايا ملامسة القدم للأرض لدى الشمبانزي بين 2.4 و8.6 مرات النطاق المسجل لدى المشاركين من البشر.
ويرى الباحثون أن الكفاءة العالية في استهلاك الطاقة التي يوفرها المشي من الكعب إلى مقدمة القدم ربما منحت أسلاف البشر ميزة مهمة عند التنقل لمسافات طويلة، وساعدتهم في أنماط البحث عن الغذاء والصيد وجمعه.
توفير للطاقة مقابل صدمة أكبر
لكن هذه الكفاءة تأتي مقابل زيادة في قوة الصدمة التي يتعرض لها الجسم لحظة ملامسة الأرض.
فقد أظهرت النتائج أن معدل تحميل قوة الصدمة لدى البشر أثناء الهبوط على الكعب كان أعلى بما يصل إلى 162 بالمئة مقارنة بالهبوط على منتصف القدم، فيما وصلت الزيادة لدى الشمبانزي أثناء المشي على قدمين إلى 138 بالمئة.
وأشار الباحثون إلى أن تطور عظام كعب أكبر ومفاصل أكثر قوة في الأطراف السفلية لدى البشر ربما أتاح التعامل بأمان مع هذه الأحمال، مع الاستفادة في الوقت نفسه من انخفاض تكلفة المشي من حيث الطاقة.
واستخدم الفريق كاميرات عالية السرعة وعالية الدقة، إلى جانب ممر مزود بألواح لقياس القوى الناتجة عن الخطوات. كما قاس الباحثون استهلاك الأكسجين وإنتاج ثاني أكسيد الكربون لدى المشاركين من البشر لتقدير استهلاك الطاقة عند استخدام أنماط مختلفة من المشي.
وتشير النتائج إلى أن الهبوط المنتظم على الكعب يمثل إحدى السمات المميزة للمشي البشري مقارنة بالشمبانزي، وربما كان جزءاً من مجموعة تكيفات تطورية أتاحت لأسلاف الإنسان التحرك لمسافات أكبر بكفاءة أعلى.