[筆記] 運動基因
一直以來都對自己的運動表現有所關注,因此看到這本書時,毫不猶豫的就借來看了。相對於”努力”這個因素,此書主要在探討運動表現和基因之間的關聯。並不是說基因決定一切,而是某種程度上,會產生極大的影響。
並不是說沒有了先天優勢,就該果斷放棄該項運動。而是要探討出怎樣的個體差異會比較有利,從而透過訓練以及調整,來進一步提升成果。
本書很貼心的是,在目錄的部分,有把每一章節想要講的重點整理成大綱。因此我也不用特別花時間去翻書裡的重點,以下就列出大綱:
自序 尋找運動基因
Introduction: In Search of Sports Genes
隨著人類基因體計畫完成,生物學家、生理學家和運動科學家試圖釐清,生 物特性與嚴格訓練之間的相互作用,對運動能力有何影響。儘管對於任何一 種運動表現,先天條件和後天培育都是交織在一起的,但科學家一定會追問: 「先天條件和後天培育可能發揮怎樣的作用?」還有「先天和後天各發揮了多 少作用?」這本書設法描述出他們現有的進展,檢視目前我們對於菁英運動員 與生俱來的天賦有何了解或爭論。
1. 技壓職棒大聯盟明星的女子 不談基因的專精模式
Beat by an Underhand Girl: The Gene-Free Model of Expertise
美國職棒大聯盟打者在投手投出球後不久,甚至在球還沒飛到半路就必須知道朝哪個位置揮棒。考量到投球速度和人體在生物學上的局限,我們打得 到球其實猶如奇蹟。然而,一代強打亞伯特·普荷斯和他的明星隊友就是靠 著看95 mph 的快速球並將它擊出去來謀生,那麼他們面對球速68 mph的壘 球時,為什麼表現得簡直像世界少棒聯盟的球員?這是因為,要打到高速移 動的球,唯一方法是要能夠「洞悉未來」,但棒球打者在面對壘球投手時,他 們的水晶球就被剝奪了。
2. 兩名跳高選手的故事 (或:10000小時±10,000小時)
A Tale of Two High Jumpers: (Or: 10,000 Hours Plus or Minus 10,000 Hours)
穿著撐竿跳高鞋、認為跳高「有點無聊」,而且僅僅訓練了八個月的傢伙,在2007年世錦賽中奪冠。托馬斯在讓他獲勝的那一跳,若能像其他職業跳高選 手那樣弓起背來,他甚至可能刷新世界紀錄。練習得遠比其他跳高選手都要 勤奮,原本被視為最有希望奪冠的史提芬·霍姆,賽後的發言很客氣,並且 向新科冠軍道賀,不過他的父親教練對托馬斯奪冠感到害怕,他接受賽後訪 問時稱他「丑角」,暗指他的不雅跳法侮辱了這項運動,以及受過多年訓練的運動員。
3. 大聯盟視力與史上最好的青少年運動員樣本 軟硬體兼具的典範
Major League Vision and the Greatest Child Athlete Sample Ever: The Hardware and Software Paradigm
偶爾有從事遺傳學研究的運動科學家告訴我,他們的研究工作會遇到一個公 關問題,這問題源自一種看法 基因是嚴格遵循命定論的,否定自由意志 或提升運動狀態的能力。遺憾的是,主流媒體報導關於新基因的研究時,常 把它描述得像是會完全取代施為者的某些方面,不見平衡報導。在澳洲從事 俯臥式雪橇實驗的加爾賓表示,他所處的人才認證領域已經變得太過忌諱「遺 傳學」一詞,結果「我們要主動更改遺傳研究的相關用語,說我們在做”分子 生物學和蛋白質合成』,而不說『遺傳學』」。
4. 男人為什麼有乳頭
Why Men Have Nipples
SRY基因是一把DNA萬能鑰匙,會選擇性啟動發育成男性的基因。1970年代 和1980年代時,女性在田徑運動方面趕上男性,如今看來主要原因在於:她 們透過注射睪固酮,來彌補先天欠缺的SRY基因。從1960年代開始,冷戰競 賽擴及運動場,有計畫地給女孩用禁藥,在像東德這樣的國家很普遍。使用 禁藥的極端時代一結束,有和沒有SRY基因的人之間的成績差距,就重新拉 開了。現在我們很清楚,在大部分運動項目中,男性勝過女性的遺傳優勢非 常強大,最好的解決之道,就是把男女分開來。
5. 可造之才
The Talent of Trainability
1992年,加拿大和美國五所大學聯手募集受試者,著手「HERITAGE家族研 究」。他們招募到九十八個小家庭,讓成員接受五個月的相同飛輪健身車訓練, 每週練習三次,強度一次比一次高且由實驗室嚴格控制。科學家想知道:規 律的健身運動,會給未經訓練的這些人帶來怎樣的改變?心臟強度會如何變 化?或是運動時心臟的耗氧量有何改變?膽固醇和胰島素含量如何變動? 壓可能會下降,但會降多少?每個人下降的程度都一樣嗎?這些研究人員感 興趣的一大表徵,是生理學所說的「有氧能力」或說「最大攝氧量」
6. 從巨嬰、渾身肌肉的惠比特犬, 談基因如何影響肌肉鍛鍊
Superbaby, Bully Whippets, and the Trainability of Muscle
有些運動選手比其他運動員更具有肌肉增長潛力,是因為他們一開始就有不 同的肌纖維配額。肌纖維可大致分成兩類:慢縮肌纖維和快縮肌纖維。做激 烈動作時,快縮肌纖維的收縮速度,至少是慢縮肌纖維的兩倍,但快縮肌纖 維很快就會疲勞 — — 肌肉的收縮速度,已證實是人類衝刺速度的限制因素。接 受重量訓練時,快縮肌纖維的增長速度是慢縮肌纖維的兩倍,因此肌肉裡的 快縮肌纖維越多,增長潛力越大。大多數人的肌肉中,慢縮肌纖維的比例略 多於一半,但運動員身上的纖維類型組合,則與他們從事的運動項目相符。
7. 體型大霹靂
The Big Bang of Body Types
隨著「贏者全拿」市場興起,20世紀初的運動員單一完美體型典範漸趨式微, 開始轉向比較少見、非常專項化的合適體型,彷彿雀鳥為了適應各自的運動 生態區位,而演化出大大小小的喙。澳洲運動學家凱文·諾頓和提姆·歐茲 畫出了現代世界級跳高選手和鉛球選手的身高體重關係圖,把每項運動代表 1925年的點,跟代表現在的點相連起來後,結果發現一個明顯的模式。20世 紀初期,各項運動的頂尖好手群聚在教練昔日偏好的「平均」體型附近,在圖 上也聚集成一團,但自此之後就朝四面八方發散出去。
8. NBA球員的身體比例
The Vitruvian NBA Player
達文西的畫作〈維特魯威人〉兩臂展開後的臂長和身高相等,我確實是如此, 你可能也是,或者差不多。但NBA球員的臂展身高比平均為1.063。在醫學上, 這個比率若大於1.05,就符合馬凡氏症候群的其中一項傳統診斷標準。中等身 高的NBA球員,身高差不多在200公分多一點,臂展是213公分。如果要以 NBA球員的比例畫維特魯威人體圖像,達文西應該會需要一個長方形和一個 橢圓形,而不是工整的正方形和圓形。根據身高而被標記為就場上位置來說 「太矮」的NBA球員,通常有特別長的臂展來彌補身高的不足。
9. 我們(某種程度上)都是黑人:種族與基因多樣性
We Are All Black (Sort Of): Race and Genetic Diversity
居住在非洲以外的人,都是某個群體的諸多基因分支的後代,而該群體本身 也只是一個在近古非洲的次群體。每當現代人種擴展到新的地域,拓荒者的 人數似乎很少,只攜帶了發源地的一小部分基因變異去建立新族群。從世界 各地蒐集而來的數據顯示,當地族群的基因多樣性,通常會隨著該族群沿人 類遷徙出東非的路線距離遞減。這對運動可能也有影響。理論上,對於任何 受遺傳因素影響的技能,世上最具運動天賦和最沒有運動天賦的人,都有可 能是非洲人或近代非洲人的後裔。
10. 牙買加人為何獨霸短跑?黑奴戰士理論
The Warrior-Slave Theory of Jamaican Sprinting
十年來,皮齊拉迪斯經常帶著棉棒和塑膠容器來到牙買加,採集世上跑得最 快的男男女女的口腔黏膜及口水。全世界沒有別的地方,讓他連吃個午飯, 都很容易遇到五、六個參加過奧運100公尺賽跑的男女選手。只要遇到了,他 就一定會採集他們的DNA。這項工作很辛苦。皮齊拉迪斯經常拿不到經費來 檢驗運動員的基因,因為用於人類遺傳學的研究經費,通常會提撥給研究人 類祖先或健康與疾病的計畫,因此他在格拉斯哥大學的學術地位,是靠著兒 童肥胖症的遺傳學研究來維持的,這方面的研究能吸引大筆撥款。
11. 瘧疾與肌纖維
Malaria and Muscle Fibers
牙買加最知名的醫學研究員艾羅爾·莫里森曾與派屈克·古柏合作,在醫學 期刊上提出,肆虐非洲西部沿岸的瘧疾會導致基因與代謝產生特定變化,它 們有利於短跑和爆發力型的運動,而黑奴正是從西非賣往其他國家的。他們 假設:瘧疾迫使可抵禦瘧疾的基因增生,那些基因會降低個體靠有氧系統製 造能量的能力,於是造成快縮肌纖維變多,而快縮肌纖維比較不用仰賴氧氣 來製造能量。在1980年美國發動抵制過後的每屆奧運會中,進入男子100公 尺決賽的所有選手,近代祖先都來自撒哈拉沙漠以南的西非地區。
12. 卡倫金族人人都很善跑嗎?
Can Every Kalenjin Run?
卡倫金男孩的小腿體積和平均粗細,比丹麥男孩少了15%到17%。這項發現有 重大意義,因為腿就有如鐘擺,鐘擺末端的重量越重,就需要越多能量才能 擺動。生物學家已經在受控條件下,在人體上證實了這一點。研究人員在某 個控制得特別好的實驗研究中,把重量加在跑步選手身上的不同部位:腰部、 大腿上半部、小腿上半部,以及腳踝周圍。即使重量維持不變,但擺放的位 置越靠近腿的下端,跑者就要消耗越多能量。四肢最末端的重量稱為「遠端重 量」,對長跑選手來說,遠端重量越少越好。
13. 世上最意外(高海拔)的人才過濾器
The World’s Greatest Accidental (Altitudinous) Talent Sieve
現在已經知道,運動員從平地移到高山時,高海拔會導致他們的紅血球增加, 那麼為什麼沒有出身安地斯山或喜馬拉雅山上的跑步選手,橫掃世界其他地 方,就像衣索比亞人和肯亞人那樣?實際上「尼泊爾跑步好手」問題,跟肯亞 人和衣索比亞人的長跑現象無關。有個明確的科學觀點是,居住在世界上海 拔高度不同的地區的人,用截然不同的遺傳方式,適應低氧環境下的生活。 在地球上高海拔地區居住了幾千年的三大文明,各用了不同的生物學解決方 案,對付同樣的生存問題。
14. 雪橇犬、超馬選手與「懶骨頭」基因
Sled Dogs, Ultrarunners, and Couch Potato Genes
蘿西是一隻嬌小的母狗,前飼主是短距離參賽者莫蘭,莫蘭認定蘿西跑得太 慢,便將牠賤賣給參加中長距離賽的趕橇人史帕克斯。結果史帕克斯發現蘿西不願從快步小跑改成大步跑,他也斷定小蘿西太慢了,於是帶牠到市場 販售。麥奇看到待售的蘿西後帶牠去試跑。沒錯,牠跑得不快,但麥奇看到 了別的東西:把雪橇挽具套在蘿西身上,牠就會快步小跑,跑到在地上鑿出 洞為止。他很開心地買下蘿西,之後讓牠與同樣從未跑贏短距離賽,卻只渴 望奔跑的哈士奇犬「哈勒戴醫生」交配,生下了未來的冠軍犬蘇洛。
15. 傷心基因:運動場上的猝死、損傷與疼痛
The Heartbreak Gene: Death, Injury, and Pain on the Field
患有肥厚性心肌症的人,他們的左心室的肌肉細胞並未照應該有的樣子,像 磚牆般堆放整齊,而是歪斜的,就好像磚塊被丟成一堆。提示心臟收縮的電 訊號經過這些細胞時,很容易不穩定地來回反彈。劇烈的體育活動可能會觸 發這種短路,比賽期間尤 險, 此時運動員繃緊身體,對初期的危險 徵兆不會有反應。針對美國最緊迫的健康問題,即糖尿病、高血壓、冠狀動 脈疾病,運動是神奇良藥,但肥厚性心肌症患者有可能因為運動,而增加猝 死的風險。
16. 金牌突變
The Gold Medal Mutation
曾拿下七面奧運金牌的越野滑雪好手艾羅門蒂蘭塔在青少年時某次健康檢 查後得知,他的血紅素濃度高得異常。不過由於他十分健康,血紅素濃度過 高沒什麼好擔心的。但後來在他的比賽生涯期間情況開始改變。每次做檢 查都發現艾羅的血紅素偏高,紅血球數目也遠多過平常值。這些跡象通常 代表耐力型運動員作弊,透過違規方法增血。艾羅的紅血球計數比普通男性 高出65%,儘管留有從他小時就記錄在案的異常血液剖析,懷疑他使用禁藥的 臆測還是滿天飛。直到他從滑雪界退役二十年後,科學家才查明真相。
後記:完美運動員
Epilogue: The Perfect Athlete
承認有天分和具備影響運動潛力的基因,絲毫無損於要把天賦化為成就所花的努力。一萬小時「法則」之父艾瑞克森與同事所做的研究,一般並未處理遺 傳天賦是否存在的議題,因為他們最初的研究對象是高成就者。只要一項研 究在開始之前已經篩掉大部分的人,該研究對於天賦存在與否通常就沒什麼 好說的,或沒有立場說什麼。實際上,說運動專長完全依賴先天條件或後天 訓練的任何一個論點,都是一種「稻草人論證」基本上,運動員一向同時由他 們的訓練環境「以及」他們的基因,來分出高下。
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