왜 달릴 때 팔을 안으로 굽힐까
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달리기를 할 때 사람들은 대부분 팔을 일정 각도 굽힌 채 앞뒤로 흔듭니다. 하버드대학교 연구진은 사람들이 왜 그렇게 하는지 궁금했습니다. 그래서 팔을 굽혀서 달릴 때와 펴서 달릴 때 에너지 효율을 비교했는데요. < Journal of Experimental Biology>에 게재된 논문에 따르면 팔을 굽혀 달릴 때가 펴고 뛸 때보다 더 많은 에너지 소비한다고 합니다.
팔 굽히고 달릴 때 '더 힘들어'
하버드대학교 인간진화생물학 Andrew K. Yegian의 연구진은 8명의 참가자들을 대상으로 실험했습니다. 참가자의 반은 남성, 나머지 반은 여성이었습니다. 연구진은 참가자들에게 다양한 자세로 러닝머신 위에 달리도록 지시했습니다. 참가자들은 호흡 마스크를 쓰고 팔을 굽힌 채 달리거나 팔을 편 채 달렸습니다. 연구진은 이런 방법을 2주 동안 반복하면서 참가자들의 대사 데이터를 수집했습니다.
실험 결과 팔을 안으로 구부려 달릴 때의 에너지 소비가 팔을 펴고 달릴 때보다 11% 증가했다고 합니다. 또한 팔을 굽혀서 달릴 때와 팔을 펴서 달릴 때의 에너지 효율은 큰 차이가 없었다고 합니다. 이와 별개로 참가자들은 팔을 굽힌 채 달릴 때 더 편하다고 답했습니다. 반면 팔을 펴서 달리면 어색하다고 답했습니다.
팔 움직여도 '더 힘들어'
2014년 < Journal of Experimental Biology>에 게재된 논문에 따르면 팔을 움직이며 달릴 때가 팔을 움직이지 않고 달릴 때보다 에너지 소비량이 더 많았다고 합니다. 이 실험을 주도한 미국 콜로라도대학교 연구진은 하버드대학교 연구진처럼 참가자들에게 러닝머신 위에 달리라고 지시했습니다. 연구진은 참가자들에게 4가지 방식으로 달리라고 지시했는데요. 방법은 다음과 같습니다.
- 평소대로 양팔을 움직이며 달리기
- 양팔을 등 뒤에 고정해 달리기
- 양팔을 교차해 가슴에 고정하고 달리기
- 양팔을 머리 위에 고정해 달리기
연구진은 참가자들이 달리는 동안 대사에 일어난 변화율을 데이터로 분석했습니다. 실험 결과 양팔을 움직이며 달린 1번 방식이 나머지 방식보다 에너지 소비율이 높았습니다. 2번 방식보다 3%, 3번 방식보다 9%, 4번 방식보다 13% 높았다고 합니다. 연구진은 "팔을 움직이면 몸통을 크게 움직일 필요가 없다. 달릴 때 팔을 움직이는 것이 기본적으로 에너지를 소비하며 팔을 움직이는 것을 유지하는 것은 더 많은 에너지를 필요로 한다"고 말했습니다.
진화 때문일지도
2019년 연구를 주도한 하버드대학교 연구진은 인간이 팔을 굽히면서 달리는 데는 '진화'가 한 몫을 했을 것으로 추측했습니다. 또한 이 연구가 호미닌(Hominin)을 시작으로 인류의 팔의 비율이 어떻게 진화했는지 도움을 줄 수 있을 것이라고 분석했습니다. 여기서 호미닌이란 오늘날 유인원을 제외한 인류 계통의 영장류 조상을 일컫습니다. 오스트랄로피테쿠스, 호모 에렉투스 모두 호미닌에 속하죠.
인류는 '오스트랄로피테쿠스'를 시작으로 진화를 거쳐왔는데요. 연구진은 "인류가 오스트랄로피테쿠스였을 때는 팔이 다리보다 상대적으로 길었다. 다리로 달릴 때 짧은 팔뚝은 긴 팔뚝보다 덜 흔들리며 덜 불편하다. 짧은 팔뚝을 가지면 장거리를 달릴 때 균형을 잡을 수 있기 때문에 인류는 팔이 짧아지고 팔을 굽혀 달리는 방향으로 진화했을 것"이라고 말했습니다. 연구진은 또한 "현대의 팔 길이는 호모 에렉투스 때부터 나타났다. 현대의 팔 길이가 나타난 시기와 호미닌으로써 인류의 지구력이 발달한 시기가 일치했다"며 팔 길이의 진화에 힘을 더했습니다.
##참고자료##
- Yegian, Andrew K., et al. "Straight arm walking, bent arm running: gait-specific elbow angles." Journal of Experimental Biology 222.13 (2019): jeb197228.
- Arellano, Christopher J., and Rodger Kram. "The metabolic cost of human running: is swinging the arms worth it?." Journal of Experimental Biology 217.14 (2014): 2456-2461.
- 칼 짐머 <진화 : 모든 것을 설명하는 생명의 언어>
