Ez ibili korrika
Bi kirolen artean, alde biofisiko handia dago. Izan ere, ibilketako epaileek jarduera horren ezaugarrietako bat erabiltzen dute partaide baten martxa ontzat hartzeko: ibiltzeak eskatzen du beti hanka bat lurrarekin kontaktuan izatea, eta hori da ibilketa atletikoaren kondizio nagusia: atletak ezin ditu bi hankak aldi berean airean izan. Hori korrika egitea litzateke, eta ibilketan debekatuta dago.
Biofisikariek ere erabiltzen dute hankak airean izatearen edo ez izatearen ezaugarria ibiltzea eta korrika egitea bereizteko. Gizakiak beti du hanka bat lurrean ibiltzen denean. Baita bi hankako animaliek ere. Lau hankako animaliekin, ordea, kontua ez zen hain argia. Zaldia, adibidez. Korrika egiten duenean (lauhazka dabilenean), lau hankak jartzen ditu airean aldi berean. Baina oso luze jo zuen horretaz jabetzeak. Argazkilaritza garatu zen arte, eztabaida bizia egon zen kontu horren inguruan.
Bi edo lau hanka izanda ere, ibiltzearen eta korrika egitearen arteko alde bakarra ez da hanken eta lurraren arteko kontatua; gorputz osoaren mugimendua da. Are gehiago, ez da kontu mekaniko hutsa, baizik eta faktore askoren eraginaren ondorioa.
Faktore horietako bat energia da. Oso faktore garrantzitsua da: garrantzitsuenetako bat, esan daiteke. Horregatik, lokomozioaren oinarria aztertzeko, biofisikarien lehenengo urratsetako bat energia aztertzea da.
Alderantzizko pendulua
Energiaren ikuspuntutik, ibiltzea eta korrika egitea zeharo ezberdinak dira. Ibiltzean, hanka batek bultza egiten dio zoruari bestea aurreratzen den bitartean. Une batean bi oinak daude zoruan, eta zikloa bigarren hankarekin errepikatzen da. Mugimendu horretan, gorputzaren masa-zentroak alderantzizko pendulu baten antzera jokatzen du, hau da, buelta emanda dagoen pendulu baten ibilbideari jarraitzen dio masa-zentroak: puntu gorenean dago pertsonak hanka bat lurrean eta bestea pausoaren erdian dituenean; bi oinak lurrean dituenean, berriz, masa-zentroa puntu baxuenean dago. Puntu gorenean, gorputzak energia-potentziala du grabitateari esker, eta puntu baxuenean abiadura maximoa hartzen du ibilerak.
Energia-fluxu bat gertatzen da egoera batetik bestera: une bateko energia potentziala beste uneko energia zinetiko bihurtzen du gorputzak. Energia ez da % 100 kontserbatzen, besteak beste, belaunen flexioarengatik, baina energiaren % 60 kontserbatzen du gizakiak alderantzizko penduluari esker, gutxi gorabehera.
Korrika egitean, beste zerbait gertatzen da: gorputzaren masa-zentroa saltoka doa, eta, pauso bakoitzean, bote eginarazten zaio. Puntu gorenean, bi hankak airean daude aldi berean. Une horretan, masa-zentroak altuera eta abiadura maximoak ditu. Oina lurrean jarritakoan, aldiz, airean zegoeneko energiaren zati handi bat galdu egiten da. Hanka (eta gorputz) osoak malguki batek bezala jokatu behar du, energia elastikoaz baliatzeko, eta hurrengo jauzia energiaz hornitzeko. Horregatik, korrika egitearen energia-kostea oso handia da.
Zergatik egiten du korrika gizakiak, orduan? Jakina, abiadura handian mugitzeko. Energia asko kontsumituta bada ere, ihes egin dezake edo beste zerbait edo norbait harrapatu. Kasu askotan, ibiltzeak ez dio aukera hori ematen; jarduera mantsoegia da. Azkar ibiltzen hasita ere, abiadura maximoa lortzeko korrika egin behar du gizakiak.
Beste espezie batzuetan gauza bera gertatzen da, nahiz eta energia beste modu batean banatzen duten. Esate baterako, musker batek abiadura txikian du energiaren transferentzia onena, ardi batek baino askoz abiadura txikiagoan. Faktore askok hartzen dute parte horretan, gorputzaren tamainak, formak eta ehun elastikoak izateak edo ez izateak, adibidez. Espezie bakarraren kasuan, alearen adinarekin ere aldatzen da energiaren aprobetxamendua. Eta, ondorioz, ibiltzetik korrika egiterako aldaketaren abiadura ere aldatzen da.
Korrika hasi
Kontua da animaliak noiz egiten duen bien arteko trantsizioa; zeren arabera uzten dion ibiltzeari eta hasten den korrika. Horretan, zeresan handia du energiak, baina ez da faktore guztiz erabakigarria.Esandakoa: energiaren ikuspuntutik, mantso mugituz gero, hobe da ibiltzea korrika egitea baino. Alegia, oso poliki korrika eginda energia gehiago gastatzen da poliki ibilita baino. Baina abiadura batetik gora, kontrakoa gertatzen da; korrika egitea da energia gutxien gastatzeko modurik onena.
Horregatik uste zuten biofisikariek energia dela faktore nagusia ibiltzetik korrika egitera pasatzeko. Ibiltzen ari den animalia bat gero eta azkarrago ibiltzen hasten bada, une batean ibiltzeari utzi eta korrika hasiko da. Noiz? Logikaz, korrika egiteko ibiltzeko baino energia gutxiago kontsumitu behar duen unean. Logikaz hala da, baina errealitatean ez da hala. Esperimentuek beste emaitza bat eman zuten: animaliak --gizakiak barne-- hori gertatu baino lehen hasten dira korrika. Zaldiek, adibidez, askoz lehenago egiten dute aldaketa hori.
Trantsizioaren abiadura absolutua aldatu egiten da espezie batetik bestera, baina bada espezie guztietan antzekoa den ezaugarri bat. Bi hankadun animalietan erraz ulertzen da. Ibiltzean, alderantzizko penduluan alegia, gorputzaren masa-zentroak higidura zirkularra du, eta higidura horretan indar zentripetu batek hartzen du parte. Indar zentripetua aldakatik lurrean dagoen oineranzko indarra da.
Teorian, indar zentripetu hori eta gorputzaren gaineko indar grabitatorioa berdinak diren abiaduran uzten diote ibiltzeari bi hankako animaliek. Baina praktikan ez da horrela; abiadura txikiago batean gertatzen da trantsizioa. (Lau hankako animalietan ere gauza bera gertatzen da, baina eredu biofisiko konplexuago batekin).
Indarren arteko erlazioa kuantifikatzeko, indar zentripetoaren eta grabitatorioaren arteko proportzioa erabiltzen dute biofisikariek, hau da, bien arteko zatidura. Eragiketa horren emaitzari Froude zenbakia deritzo. Azken batean, Froude zenbakia bat baino txikiagoa denean hasten dira korrika animaliak.
Faktore gehigarriak
Froude zenbakiak laguntzen du jakiten zer abiaduratan gertatzen den trantsizioa, baina ez du azaltzen zergatik. Zergatik uzten diote ibiltzeari korrika egitea ibiltzea bera baino 'neketsuagoa' denean?
Inork ez daki erantzuna, lokomozioa oso jarduera konplexua delako, baina badakite konplexutasun horretan dagoela gakoa. Zenbat eta ezaugarri gehiago hartu kontuan, orduan eta hobeto ulertzen dituzte energiaren gorabeherak lokomozioan. Ezinezkoa da guztiz aztertzea lokomozioa, ezaugarri eta mugimendu guztiak, baina hurbilketak egin daitezke. Eredu sinpleak berak hobe daitezke.
Bestetik, korrika egitea are konplexuagoa da. Eredu sinplean, malguki batek eragiten du mugimendua. Zein malgukik? Bada, orkatilak, belaunak eta aldakak. Artikulazioek, hain zuzen ere. Mugimendu horrek zoruan eragiten duen erreakzioa asko aldatzen da leku batetik bestera. Ez da berdina korrika egitea hondarretan, belarretan edo zementu gainean. (Ibilera ere aldatzen da zoruaren arabera, baina aldaketa txikiagoa da). Izan ere, gizakiak aldatu egiten du artikulazioen jokabidea zoruaren arabera. Batez ere, bi gauza aldatzen ditu gizakiak: hanka zoruarekin kontaktuan dagoen denbora eta masa-zentroa bertikalean mugitzen den distantzia.
Gertutik begiratuta
Energiaren balantzea are gehiago hobe daiteke, mugimendu orokorrak ez ezik, osagaien ekarpenak ere kontuan hartzen badira. Azken batean, gorputza mugitzea osagai txiki askoren koordinazioa da, eta osagai guztiek eragiten dute energiaren transmisioan eta kontsumoan.
Baina ez denek neurri berean. Hezurrek gorputzaren egiturari eusten diote, baina ez dute mugimendurik eragiten. Muskuluek, bai; indarra egiten dute, eta indar hori artikulazioei transmititzen diete. Fisikaren ikuspuntutik, momentu bat eragiten diete muskuluek artikulazioei. Horrek esan nahi du indar-kantitate jakin bat transmititzen dietela norabide jakin batean. Horregatik, lokomozioa aztertzen dutenek artikulazioen dinamika aztertzen dute.
Dinamika hiru artikulaziotan aztertu behar da: orkatilan, belaunean eta aldakan. Lokomozioan, aldi berean hartzen dute parte hirurek, baina haiek ere neurri ezberdinetan.
Ibiltzean, orkatilak egiten du lan handiena. Lurrean hanka bakarra dagoenean, adibidez, orkatilaren muskulu guztiak ari dira lanean. Ibiltzeak ez du energia handirik kontsumitzen, baina kontsumitzen duenaren zati handiena orkatilan erabiltzen da.
Korrika egiteak askoz energia gehiago eskatzen du hiru artikulazioetan. Belaunak eta orkatilak egiten dute lan mekaniko gehiena. (Bietatik, belaunak egiten du mugimendu handiena eta energia-gastu handiena, baina oso gutxigatik, orkatilak ere lan asko egiten duelako). Korrika egitearen dinamikan, belaunak jasotzen du saltoaren energia gehien, eta orkatilak transmititzen du hurrengo saltoak behar duen energiaren zati handiena.
Zaila da artikulazio bakoitzaren ekarpena neurtzea, baina egin daiteke. Ia ezinezkoa da, ordea, artikulazioen osagai bakoitzaren parametro fisikoak neurtzea. Oso bihurgune konplexuak dira.
Lokomozioa ikertzen dutenek nahitaez sinplifikatu behar dute azterketa. Inoiz ez dute lortuko ibiltzearen, korrika egitearen, eskailerak igotzearen, jaistearen eta abarren eredu perfektua. Baina asko hurbiltzen dira.
Eredu sinpleak oso abiapuntu onak dira, eta ereduei gehitzen dioten faktore bakoitzak hobetu egiten du deskribapena. Badakite ibiltzetik korrika egiterako aldaketa energia-kontua dela, nahiz eta oraindik ezin duten zehatz-mehatz neurtu energia hori. Beharbada, ezinezkoa da. Aldaketaren zergatia gorputzaren osagaietan ezkutatuta dago. Nolanahi ere, badakite non dagoen ulertzen denaren eta ulertzen ez denaren arteko muga, eta urrats bakoitzean erantzunera hurbiltzen ari direla.
Zu idazle
Zientzia aldizkaria
