您现在的位置是：网站首页>科普科普
《运动基因》：天赋与努力：运动成绩背后的关键因素探究
铛铛铃2025-09-20【科普】787人已围观
简介
今天为你解读的这本书叫《运动基因》，副标题是“非凡竞技能力背后的科学”。
竞技体育追求更快、更高、更强的目标，运动员们在赛场上的非凡表现，令无数观众叹为观止。在国际体育赛场上，越来越多的国家表现出运动项目的集体优势。比如牙买加在短跑项目中异军突起，肯尼亚等东非国家则在马拉松等长跑项目上形成了集团优势，而中国体育则在跳水、乒乓球、羽毛球等技巧类项目上独占鳌头。是什么造就了这样的差异？是先天的基因不同，还是后天训练的刻苦程度不同？今天的这本《运动基因》，将向你揭示运动背后的科学。
本书的作者大卫·爱普斯坦，毕业于美国哥伦比亚大学，在校时是一名田径运动员。他曾是美国《科学画报》著名的科学与调查记者，专注体育新闻与运动科学问题，曾荣获美国职业记者协会最后期限俱乐部奖。爱普斯坦采访了众多科学家和运动员，并基于现代遗传学和运动学的研究成果，写成了本书。
在书中，他分别论述了天赋和努力与运动成绩的关系，也谈及了经济、文化等社会因素对运动的影响。他还对基因研究在运动领域的现状和争议进行了探讨。央视体育频道著名主持人张斌称赞，本书可以引领热爱体育的人们无限接近人之本源。
好，下面我就用三个问题解读本书的主要内容：
第一，天赋对于一名运动员来说有多重要；
第二，后天因素又如何影响运动员的成绩；
第三，运动基因研究目前有哪些应用，又面临着哪些争议。
下面我们首先来讲讲本书的第一个问题：天赋对于一名运动员来说有多重要。
国际赛场上从不乏天才型选手，比如牙买加飞人博尔特、高尔夫神童泰格·伍兹、围棋天才李世石、跳水女皇伏明霞，他们在各自的体育项目都极具天赋，在很小的年纪就登上了世界冠军之巅。
在20世纪末，随着基因研究的深入，科学家们把有些运动员与生俱来的运动天赋和一些特殊基因联系在了一起。基因先天决定的人不同的先天身体条件，也赋予了一些人在一些运动项目的优势。
下面，我将从基因影响的性别、身材、肌肉类型、最大摄氧量四个方面来谈谈基因对运动成绩的影响。
首先，基因决定了男女的性别，而这在很大程度上影响运动能力。男女之间的基因差别很小，主要集中在Y染色体的一小部分上，但这点小差别足以让男女的身体产生显著差别，影响他们的运动能力。这种差别主要体现在以下三个方面：
第一，由于男性身体里的睾酮含量高，他们的肌肉含量更高，也更容易通过训练增加肌肉，而女性的脂肪含量一般更高。
第二，睾酮可以促进红细胞的生成，这让男性比女性的氧气利用率更高，产生的能量也就更高，并且他们也更不容易感到疲劳。
第三，男性的身材比例一般比女性更适合运动，比如他们拥有更窄的臀部，这样的身体比例在大多数运动中更有效率，而且不容易受伤。
在各个体育项目中，女性在经过高强度训练后，成绩可以超过没有经过训练的男性，但经过高强度训练的男性，成绩会比同样训练强度的女性高。顶尖男女运动员的成绩能差多少呢？拿跑步来说，从100米跑到马拉松，排在世界前十的男子运动员要比排在前十的女子运动员的平均成绩快11%。在需要爆发力的项目上，男女差别更大，比如跳远项目，女子顶尖选手的成绩要比男子落后19%。游泳是男女差别比较小的项目，但在差距最小的800米自由泳比赛中，男子冠军比女子冠军的成绩也要领先将近6%。
基因影响运动成绩的第二方面在于对身材的影响。研究表明，人体有超过100个基因点会影响到身材，其中身高受的影响最大。身材高大的人在许多体育项目中具有天然的优势，因为他们一般骨架更大，在大部分情况下，这意味着他们的身体能承载更多的肌肉。以篮球为例，近年来在美国NBA联赛中，球员的平均身高越来越高，超过了2米10。此外，NBA球员的平均臂展与身高比也达到了1.063，也就是说，他们的臂展超过了身高。这样的身材比例有利于提高他们投篮的出手点。身高在2米以下的球员越来越难进入NBA，除非他们拥有超出常人的弹跳力。
但也并非所有的体育项目都是越高越好。在近30年来，世界顶尖的女子体操选手的身高从1米60下降到了1米45。个子高的人虽然动作更加优美，但翻腾和转体的难度更大，也更容易失误。相比而言，矮个子更占优势。马拉松也是如此，身材矮小的选手往往更容易取得好成绩，因为选手身材越矮小，身体表面积与体重的比例就越大，就越容易及时散热，维持身体的正常代谢。
人的身体比例也是影响运动成绩的重要因素。例如，在跑步与跳跃的项目中，往往腿长的人会占有优势。腿长的人一般会拥有更长的跟腱，跟腱就像弹簧一样，长度越长，能蓄积的力量就越大。而游泳运动员则需要更短的腿，因为较长的躯干和较短的腿可以使身体在接触水时的表面积更大。美国著名的游泳选手迈克尔·菲尔普斯身高达到了1米93，按照人体正常比例，他的腿长应该在1米2左右，但实际上他的腿长只有81cm，不及很多身高只有1米70的人。
第三，肌肉类型也会对体育项目的成绩产生影响。人体的肌肉由肌纤维组成，每个人都拥有快缩肌和慢缩肌两种类型的肌纤维。这两种肌纤维在运动中发挥的作用不同，快缩肌纤维可以让人迅速产生爆发力，而慢缩肌纤维则可以让人在长时间运动中具备很好的耐力。运动员会根据项目的特点来训练他们的肌肉，比如说短跑运动员就会反复训练快缩肌纤维来提高爆发力。通过训练，他们的身体，尤其是小腿中的快缩肌纤维的质量会增加，快缩肌纤维的质量超过了总肌肉的75%，并且短跑运动员水平越高，身体中的快缩肌纤维的质量就越大。马拉松等耐力项目则恰恰相反，慢缩肌纤维会训练得更发达。一些研究表明，人体肌肉中快缩肌纤维与慢缩肌纤维的绝对数量是由基因决定的，后天训练只能增加每个肌纤维的质量。这也就意味着，一些运动员可能会先天适合一些运动项目，比如快缩肌纤维绝对数量较多的人，经过系统的训练，爆发力更强，天生适合短跑。
既然有让人跑得快的基因，也有让人跑不快的基因。人体中有一个基因叫ACTN3，它通常成对出现，分为X型和R型。如果人的一对ACTN3基因都是X型，被称为xx型ACTN3基因，那他可能很难成为顶尖的短跑运动员。在澳大利亚，科学家研究发现，有18%的澳大利亚人是xx型，而对107名澳大利亚短跑选手的研究发现，只有五人是xx型，而这五人的成绩都没有进入澳大利亚的奥运会短跑项目参赛名单。研究发现，在全世界70亿人中，有10亿人是xx型，这些携带者主要集中在东亚，占到了东亚人种的25%，而黑人几乎没有xx型，这或许可以解释为什么黑人在奥运短跑项目中占有统治地位。
第四，我们来讲讲基因对最大摄氧量的影响。最大摄氧量是指人体进行最大强度的运动时所能摄入的氧气含量，它是评价人体有氧运动能力最准确的指标。对于耐力运动比如马拉松来说，这项指标高也就意味着运动能力强。最大摄氧量可以通过后天训练增加，但研究表明，人体有20一个基因片段会影响最大摄氧量。在世界各大马拉松比赛中，摘金夺银的肯尼亚与埃塞俄比亚长跑运动员常年生活在高山地区，其中埃塞俄比亚的阿姆哈拉族生活在3500米以上的山区，那里的氧含量相对稀薄，只有运动时能摄取更多氧气的人才能很好地生存下来，并把这种能力体现在基因里，遗传给了后代。
有人会问，藏族人是不是也天生具有较高的最大摄氧量呢？答案是否定的。生活在更高海拔地区的藏族人进化出了另一种基因机制，大多数藏族人有一个特殊版本的基因——EPAS1基因，这个基因可以保证他们并不需要摄入太多的氧气，也能让身体正常的运转，所以藏族人在马拉松等长跑项目上并不具有先天的优势。
以上我们讲完了本书的第一个问题，人体的体型、肌肉类型、最大摄氧量等因素受到基因的控制，它让人的运动能力有了先天的差异。但我们所熟知的著名运动员无不每天都在进行着刻苦的训练。曾经有记者这么问已故NBA球星科比·布莱恩特：“你为什么能如此成功呢？”科比并没有直接回答这个问题，而是反问记者：“你见过每天凌晨四点钟的洛杉矶吗？”记者一时不知如何回答。一直以来，科比都被世人认为是极具天赋的篮球运动员，但在他本人看来，日复一日的刻苦训练才是他取得成功的关键。
那么，后天因素如何影响运动员的成绩？下面我们就来讲讲本书的第二个问题。
人的反应能力、记忆能力都需要长期的训练。先来说说反应能力。在球类运动中，我们常惊叹于球员们出色的反应速度。在网球、羽毛球、乒乓球赛场上，他们反应得好像比球飞得还快，球还没到，他们就已经守好位，等在那儿了。这就是后天训练的结果。研究发现，网球运动员判断回球的方向和路线时，并不靠盯着球看，而是通过观察对手躯干和手臂的细微变化来判断的，也就是对手球还没打出来，世界顶尖的网球选手已经把对方的回球方向猜得八九不离十了。羽毛球也是如此，科学家们对羽毛球选手的接球反应进行了研究，发现如果挡住对手的躯干和手臂，让职业运动员只看到来球，那么他们对于球的反应速度和普通人并无大的差别。而在短跑、游泳项目中，从听见枪响到出发的间隔被称为启动反应时间，运动员们反复地进行听枪训练，才能逐步缩短启动反应时间，提高比赛成绩。
除了反应速度，记忆能力也需要后天不断的训练。我们拿需要大量记忆的棋类来说，中国象棋特级大师，比如说蒋川、胡荣华，一次可以和20个人同时下盲棋，也就是下棋的时候不看棋盘，被认为是记忆力超群。那么棋手们是怎么同时记住这么多棋局的进程的呢？实验发现，棋手们很容易记住符合逻辑的棋局，而实战过程中，棋局一般都是有逻辑的，训练时间越长、水平越高的棋手记住棋局的能力也就越强。如果是在棋盘上随便摆的棋局，则高水平棋手和普通人在记忆棋局方面就没有什么区别了。
不管是反应速度还是记忆能力，都需要后天反复的训练。那么需要训练多久，才能在某个运动项目上达到较高水平呢？有研究发现是1万个小时左右，又称为1万小时定律。1万小时定律首先起源于音乐训练，美国心理学家安德斯·埃里克森研究发现，要想成为一名优秀的演奏家，至少要有1万小时的演奏练习，这期间还不能应付或者偷懒。1万小时需要多长时间完成呢？如果你每天训练三个小时，日复一日，在10年内能完成这一目标。因为体育训练和音乐训练类似，埃里克森又把这一定律推广到了体育领域。也就是说，一名运动员通常需要1万个小时，差不多是10年的刻苦训练，才有可能成为顶尖选手。当然，在作者看来，1万小时也并非是个确数，不同的运动项目所需的训练时长也会有差别。篮球、曲棍球、摔跤项目，成为顶尖选手的训练时间要少，平均需要4000~6000小时，而技巧类的项目的练习时间更接近1万小时，比如成为一名出色的骑手，平均需要约1万1000小时的训练。而如果自身天赋并不上佳，要想成为顶尖运动员，则意味着需要更多后天的努力。
瑞典跳高名将斯蒂芬·霍尔姆身高只有1米81，这让他在普遍身高超过2米的国际跳高赛场上就是个小矮人。跳高是一个更需要天赋的运动项目，因为一般而言，身高与跟腱的长度成正比，跟腱长度会很大程度上影响起跳高度，就像弹簧的长度越长，产生的弹力也就越大一样，跟腱越长，能蓄积的、向上的弹力越大，跳得也就越高。和其他跳高运动员相比，霍尔姆算是矮的，跟腱也相应较短，他的身体条件其实并不适于跳高运动，但他的训练量是别人的两倍甚至更多，他可能是这个世界上完成跳高次数最多的人类。他每天还要进行无数的力量训练和冲刺训练，长时间的训练虽然不能改变跟腱的长度，却可以让跟腱变得更粗、更有弹力。他还通过训练拥有了跳高运动员中最快的助跑速度，帮助他更好地释放跟腱的弹力。凭借后天的努力，霍尔姆在众多天赋出众的跳高运动员中脱颖而出，夺得2004年雅典奥运会的冠军。
中国有句老话叫“勤能补拙”，通过后天更加努力的训练，同样有可能弥补先天的天赋差距。
除了刻苦训练，文化差异也会影响到运动员的成绩。哥本哈根肌肉研究中心曾对肯尼亚的卡伦金人进行了研究，卡伦金人是肯尼亚最擅长长跑的族群。研究发现，卡伦金男孩的肌肉类型和丹麦男孩并没有区别，适合长跑的慢缩纤维含量并没有差异，但卡伦金人不仅腿长，他们的小腿还比较纤细，重量比较轻，这样的身材比例耗能更少，更适合长跑。卡伦金人的优势不仅得益于他们得天独厚的先天条件，还在于他们的文化习俗，他们从小就习惯于在山野间奔跑，几十公里的奔跑对于普通的卡伦金人来说只是家常便饭，因此他们其实从小就开始了1万小时的积累。但在世界上拥有这样身材比例的并非只有卡伦金人，生活在南苏丹国的尼罗特人的身材比例和卡伦金人相似，但在国际赛场上很少能看到南苏丹国的选手，其中的一个原因在于，和局势稳定的肯尼亚不同，南苏丹持续的战乱让人们根本无暇顾及进行长跑训练和参加比赛。独特的文化习惯和稳定的国内局势是肯尼亚选手取得长跑好成绩的重要原因，他们的长跑成绩也不断提升。在2017年，世界男子马拉松十个最好成绩当中，肯尼亚人占据了七席。而在美国、英国、芬兰等原本在马拉松领域占据优势的西方发达国家，长跑的平均速度则在变慢。作者认为，原因在于随着这些国家越来越富裕，肥胖的人也越来越多，国民对于其他运动的兴趣越来越浓厚，但对长跑的兴趣减少了，参与马拉松训练的人基数变少了，顶尖运动员相应也就出的少。从1983年到1998年，美国运动员每年马拉松赛的成绩都在下降，跑进两小时20分的人数从原来的267人下降到了35人，英国则从137人跌到了17人，芬兰也是如此。20世纪上半叶，芬兰还是一个贫穷的农业国家，长跑成绩却很出众，出现过科勒、迈赫宁、扎托、克、拉、塞维伦等多位长跑、奥运冠军。在20世纪70年代前，芬兰在世界长跑领域一直占据着统治地位。到了21世纪初，芬兰变成了一个富裕国家，虽然芬兰人身体里的跑步基因并没有消失，但跑步的文化却消失了。著名的美国田径统计学家彼得·马修斯这么说：“在这个物欲横流的时代里，人们能坐着就不站着，能打电子游戏就不出去运动，能开车接送就不让孩子步行上学，只有那些穷人和食不果腹的人才有毅力蜕变成顶尖的长跑者。”
以上我们讲完了本书的第二个问题，要想成为一名顶尖的运动员，除了天赋，后天的不懈努力非常重要，文化差异也会影响顶尖运动员的产生。
我们把先天因素和后天因素作为两个问题分开来讲，并不是说这二者是相互剥离的，唯天赋论是不可取的，优良的基因天赋也需要后天因素配合才行。拿对运动成绩影响很大的身高来说，同卵双胞胎的基因完全相同，一般情况下，它们在成年后的身高也大致相同，但如果后天的生活环境，尤其是饮食营养有较大差异，他们的身高也会不同。比如美国医学专家坦纳曾研究过一对同卵双胞胎兄弟，这对双胞胎男孩儿从小就被分开了，哥哥在一个营养充足的家庭里长大，而弟弟则由一个性情暴虐的亲戚养大，经常不给他饭吃。结果二人成年后，虽然人看起来还是一模一样，而且身材比例也相似，但哥哥要比弟弟高了7.6cm。
如果把人体比作一台计算机，先天是硬件，后天是软件，只有同时拥有高配置的硬件，同时再装上最先进的软件，才能拥有良好的性能。
运动基因研究目前应用在哪些方面，又存在哪些争议呢？下面我们来讲讲本书的第三个问题。
运动基因研究目前主要应用在两个方面：第一，帮助教练员选材，帮助运动员及早找到合适的运动项目。一些国家已经把运动基因研究运用到选材实践中，并取得了不错的效果。比如说，澳大利亚就在天赋识别领域走在了前沿。在体育领域，1994年澳大利亚开展了“搜星计划”，其中重要的内容之一就是通过基因识别天赋，把一些运动员引领到他们原本不熟悉的项目当中。比如冬季项目自由式滑雪空中技巧冠军艾丽莎·卡普，从小就非常热爱体育运动，曾经尝试练习过体操、田径、越野等多个项目，但并没有找到真正适合自己所从事的项目。而“搜星计划”发现了他在自由式滑雪空中技巧项目上的天赋，他的身材比例、爆发力和协调能力都和这个项目相匹配。这个全新的项目让他感到新奇，但他此前从未见过雪，第一次尝试跳下滑雪板时，他摔断了自己的一根肋骨，而第二次他撞上了一棵树。当所有人都认为这次转向是一个笑话时，卡普林的成绩却一直在稳步提高，练习了14个月就第一次参加了冬奥会。虽然在第一次冬奥会上铩羽而归，但在2002年的盐湖城冬奥会上，他一举夺得了自由式滑雪空中技巧的金牌，并在第2年的世锦赛中再次夺冠。发现运动员的天赋，再加上先进的训练方法，让卡普林最终取得了成功。
当然，根据基因选材也要参考运动员本人的意愿。卡普林非常热爱每一项他参加的运动，如果违背运动员的意愿和爱好，让他们更改自己的运动项目，并不利于运动员的发展。此外，作者对基因选材也并非毫无保留的支持，他在书中提到，美国有家公司就开展过一项业务，内容是检测十岁以下孩子A、C、T、N3基因是什么型的，并想据此帮孩子确定所谓的运动天赋。我们前面说过，这个基因和跑步能力有关。然而，作者和业内其他专家认为，对于8~10岁的孩子来说，该公司的这项业务价值几乎为零。因为首先，一个孩子是否擅长跑步，你让他去操场上跑一圈可能就看出来了。其次，运动成绩永远是先天硬件和后天环境等软件共同作用的结果，仅根据单一基因检测来预测一个尚未定型的孩子将来会成为短跑运动员还是马拉松选手，是没有意义的。
运动基因研究的第二点应用，是帮助运动员预防伤病。伤病常常与运动如影随形，不仅会影响运动成绩，有时甚至会要了运动员的命。比如说在马拉松比赛，时有运动员猝死的情况发生。为什么有的运动员会猝死在赛场上呢？美国的科学家就发现，一种叫肥厚型心肌病的遗传性疾病是导致猝死的主要原因之一。这种疾病由人体中的M、Y、H7基因的突变引起，会导致左心室壁肥大，左心室在每次心跳之间无法完全张弛，从而阻碍血液流回心脏。在美国，每500人中就有一人存在这种疾病，他们大部分终生和正常人无异，但一旦进行马拉松等大强度的运动，猝死的概率就会大大增加。所以，不管是携带此基因的运动员还是普通跑者，都应停止马拉松等高强度的训练和比赛。
除了猝死，大脑损伤也是运动中常见的问题，尤其是拳击、橄榄球等头部经常受到撞击的运动。如果运动员携带APOE基因的变体APOE4，他们大脑损伤的概率就会比普通人高数十倍。美国科学家们研究了九个因外伤导致脑损伤的拳击和橄榄球运动员，发现他们无一例外都携带APOE4基因变体。携带有这种变体的运动员更加应该在比赛中做好防护工作，发现有脑部受伤的情况，及时停止比赛进行治疗。
以上是运动基因研究在当下的两点应用。近年来，有关运动基因的研究和运用也引起了不少争议，主要有以下三点：
第一，有可能引起一些种族主义的争论。公开讨论运动基因与人种的关系在一些西方发达国家遭到抵制，欧美科学家在牙买加、东非地区开展的运动基因调查也经常被当地的民众所抵制。在澳大利亚，运动基因的检测常常被冠以蛋白质检测的名义才能顺利进行。
第二，运动员的隐私有可能被泄露。科学家们目前已经发现了许多潜在的伤病基因，这是基因技术的进步，但也引起了一些人的顾虑。神经学家巴里·乔丹就认为，如果运动员被查出携带一种会提高膝盖损伤风险的基因，这一信息落入错误的人手中，有些雇主可能会决定不跟他签约了。因此，完善相关规则，保护运动员的隐私和正当权利非常重要。
第三，基因兴奋剂有可能被滥用。随着运动基因的深入研究，基因兴奋剂也随之产生。简单来说，就是运动员以治疗某些疾病为借口，把提高运动能力的基因导入体内，进行基因改造，从而提高运动成绩。早在2003年，国际奥委会和世界反兴奋剂机构就把基因兴奋剂列入了禁用兴奋剂清单中。目前已经有一些技术能检测基因兴奋剂，例如检测利用基因重组生成的促红细胞生素，运动员通过它来提高耐力和运动能力。
以上我们讲完了本书的第三个问题，运动基因的研究可以帮助教练员选材，帮运动员选择合适的运动项目，也可以帮运动员们预防伤病，但针对运动基因的研究也存在涉及种族主义、泄露隐私和基因兴奋剂等争议问题。
到这里，《运动基因》一书的主要内容就介绍的差不多了。大约在几百万年前的东非草原上，人类便开始奔跑，祖先们运动的血液也流淌在我们的身体里。从这个意义上讲，我们每个人都拥有良好的运动基因，强健体魄无关乎天赋，坚持锻炼就能遇见更好的自己。
"感谢喜欢，赞赏支持是对我的鼓励。"
很赞哦！ (0)
