人类跑马拉松还能更快吗?先天遗传限制速度

[摘要]即使是一些最有抱负的人,可能也永远无法成为最优秀的长跑运动员,因为遗传是一个很重要的因素。有些人拥有大量快缩肌纤维,很适合短跑,但对长跑来说就不利了。

人类跑马拉松还能更快吗?先天遗传限制速度

马拉松还能跑得更快?

上海青年报讯(记者 陈诗松)现在是跑马拉松的好时光,全世界的人们都在热衷于这项挑战自我的运动。在上周的上海马拉松,不少小伙伴跑出了自己的最好成绩,而在一个月前的柏林马拉松,男子世界纪录再度被刷新。人类为何能越跑越快,未来跑全程有没有跑进2小时的可能性?

新世界纪录诞生

上周,上海马拉松、杭州马拉松同时开跑,同一天,纽约马拉松也在另一个半球开跑。精英赛里,有一名日本选手格外引人注目,他叫纪川内。他并不是一名职业运动员,而是和很多朝九晚五的年轻人一样,只是一名每周工作40个小时的公务员。但是他目前为止已经在11个国家跑完了42公里的全程马拉松。在他的11次马拉松参赛中,有四次跑进了2小时10分,他的11场平均成绩,甚至比美国马拉松中美国参赛者的前11名都要高。

在一个多月前,来自肯尼亚的丹尼斯·金梅托以2小时2分57秒的成绩完成了柏林马拉松,创造了马拉松的新世界纪录。这意味着金梅托在42千米的马拉松赛程中,每千米的用时仅为2分56秒。

而人类,还在不断刷新速度和耐力的记录。虽然不可否认,其中一个原因是破纪录是很赚钱的事情,更多则是因为越来越多的人能够得到优质的训练,以便加入世界顶级选手的行列。

最大摄氧量有极限

马拉松的最好成绩越来越接近2小时。那么马拉松选手能否突破2小时大关,人类又到底能跑多快呢?科学家表示,不论一个人的决心多大,终究还是会有一些生理上的极限是无法突破的。

首先是有氧呼吸的极限。来自马萨诸塞州综合医院心血管功能项目的副主任、波士顿马拉松医疗顾问亚伦·巴吉希介绍说,对于人类跑步时哪一个身体系统才是限制因素,人们有不同的观点。不过对长跑来说,最大的限制是心输出量,即每分钟一侧心室射出的血液总量和氧气流量。

马拉松运动员在运动中需要依赖最大摄氧量,这一指标代表能够输送到肌肉中的氧气量。魏安德指出,一个人的最大摄氧量可以衡量他们在有氧运动中消耗氧气的速度,氧气在人体内流动越快,人体摄取、运输和利用氧的有氧适能就越强。

最大摄氧量指的是人每千克体重在每分钟内可循环的氧气量。根据《应用生理学》期刊的研究结果,一名健康男性的最大摄氧量为35—40,女性为27—31。优秀男性跑步选手约为85,女性约为77。因此,人类的最大摄氧量是有限的。

其次,人类的身体结构上就存在根本限制。法国尼斯大学的运动生物力学教授让-伯努瓦·莫林认为,人类只有两条腿,在这一点上人天生处于劣势。由于直立,人类的重心位于脚的正上方,这使得每次推动产生的力通常是与地面垂直而不是平行的。

相反,四足动物们,例如灰狗和猎豹,能够将身体的重心分散到四肢上。它们四肢的活动范围也更广,能更好地将每次的推动力保持在水平方向上。“而人类的腿太长了,而且髋关节、膝关节和踝关节的活动范围较小,无法像猎豹一样高效率地前进。”

先天遗传限制速度

即使是一些最有抱负的人,可能也永远无法成为最优秀的长跑运动员,因为遗传是一个很重要的因素。有些人拥有大量快缩肌纤维,很适合短跑,但对长跑来说就不利了。而另一些人则有更多慢缩肌纤维,这些肌肉对长跑十分关键,但却对短跑没什么帮助。

快缩肌纤维以无氧方式供能,也就是说它们依靠葡萄糖而不是氧气来产生能量。快缩肌纤维能够产生爆发式的速度,但是很容易就疲劳。而慢缩肌纤维可以将氧气转化为能量,它们的运动比快缩肌纤维慢得多,因此更适合长时间的持续肌肉收缩。

一些人天生就比其他人更能跑。腿长的人通常跑得更快,因为他们的步距更大;肺活量较大的人也一样,因为他们的氧气流动效率更高。运动员的骨骼-肌肉重量比也对速度和耐力有影响。

巴吉希说,有些人天生就更适合长跑,他们通常具有更结实的骨骼肌肉系统,以及更强大的心血管系统。但即使是拥有这种身体的人,也会有长跑的强度极限,超过这个极限就有可能就会对心脏造成损伤,不过大多数运动员不会有这种问题。心脏损伤可能会在过度训练时发生,例如带病训练,或是在已有心脏问题的情况下还继续跑。

至今无技术提高长跑耐力

技术通过器材帮助短跑运动员们提高了成绩,例如更好的跑鞋和人工赛道。但莫林表示,在过去20年间没有什么主要的技术突破,研究者还没能找到一种真正有效的技术,来帮助提高长跑运动员的耐力。

莫林认为照目前的情况看,在未来20到30年内,应该都不会有人在2小时内跑完马拉松。但这个记录什么时候会被打破也很难说,因为时不时都会杀出一匹黑马。具有优良的跑步基因、训练环境和天生优势,可能会让运动员突然跑出刷新纪录的好成绩。

一个很好的例子就是女子马拉松世界纪录。男子马拉松纪录在过去10年内被刷新了5次,每次只快了几秒,而由英国长跑女运动员宝拉·拉德克利夫创造的马拉松纪录2小时15分25秒已经保持了11年。“她把其他选手甩开了一大截,而这种情况可能再次出现。”

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[责任编辑:wolfzhang]

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