A sportgenetika és a teljesítmény természete: A tehetség, a gyakorlás és a biológiai determináció összefüggései

 

Be kell valljam, hogy soha nem hittem a tehetségben, az azonnal megjelenő kiemelkedő bármiben is. A kemény és alapos felkészültséget, a hosszú és kitartó munkát, a befektetett energiát szerintem semmiféle tehetségnek nevezett jelenség nem képes felülmúlni. Ugyanígy hittem abban is, hogy legalább 10.000 óra gyakorlás szükséges ahhoz, hogy valamiben, sportban, művészetben kiemelkedő eredményt érjünk el. Most már kezdem ezeket a dolgokat kissé komplexebbnek látni, és kezd a nézőpontom kissé elmozdulni. Erről a kis mozdulatról írtam egy összegzést, mik azok, amik megingatták azokat.

A sporttudomány egyik legrégebbi és legvitatottabb kérdése az öröklés és a környezet – a „nature vs. nurture” – szerepe a kivételes sportteljesítményekben.

A 2007-es oszakai atlétikai világbajnokság férfi magasugró döntője tökéletes esettanulmányt szolgáltatott erre a dilemmára.

Az egyik oldalon Stefan Holm állt, a svéd magasugró, aki két évtizeden át megszállottan edzett, gyermekkorától kezdve csiszolta technikáját, és akinek élete a magasugrás körül forgott. A másik oldalon, a kék sarokban, Donald Thomas, a bahamai ugró, aki mindössze nyolc hónappal a világbajnoki győzelme előtt kezdte el a sportágat egy buta fogadásból, és aki az edzéseket „kissé unalmasnak” találta. Thomas, aki technikai tudás hiányában, szinte nevetséges stílusban ugrott, legyőzte Holmot, a technika nagymesterét.

Ez az eset rávilágít arra, hogy bár a gyakorlás elengedhetetlen, a biológiai adottságok – mint például Thomas esetében a szokatlanul hosszú és merev Achilles-ín – olyan előnyöket biztosíthatnak, amelyeket évekig tartó kemény munkával sem lehet mindig ellensúlyozni, tusé egy. A biológia, a genetika rendkívüli módon lényeges lehet, lásd még a kosarasok magasságát.

A 10 000 órás szabály

A modern sportpszichológia egyik legnépszerűbb elmélete a „szándékos gyakorlás” (deliberate practice) keretrendszere, amelyet K. Anders Ericsson munkássága alapozott meg, és amely a populáris kultúrában a „10 000 órás szabályként” vált ismertté.

Ez az elmélet azt állítja, hogy a szakértelem kizárólag a felhalmozott gyakorlási órák számától függ, és a genetikai adottságok szerepe elhanyagolható. A fenti példa ezt már cáfolja.

Azonban további kutatások azt mutatják, hogy a gyakorlás mennyisége önmagában nem magyarázza meg a teljesítménybeli különbségeket.

Egy sakkjátékosokat vizsgáló tanulmányban például volt olyan játékos, aki 3.000 óra alatt érte el a mesteri szintet, míg másnak 23.000 órára volt szüksége ugyanehhez, és voltak, akik 25.000 óra gyakorlás után sem érték el ezt a szintet. Ez arra utalhat, hogy bár a gyakorlás elengedhetetlen, az egyéni tanulási ütemben – a „trainability” vagy edzhetőség terén – hatalmas genetikai vagy egyéb még nem meghatározott különbségek léteznek.

Hasonlóképpen, Dan McLaughlin esete, aki 30 évesen felmondott munkahelyén, hogy 10.000 óra gyakorlással profi golfozóvá váljon, rávilágít a szabály merevségének problémáira-. Bár McLaughlin jelentős fejlődést ért el, a tudományos adatok azt sugallják, hogy a „szabály” valójában csak egy átlag, és az egyének közötti szórás hatalmas lehet, amit nem lehet mellőzni.

A sportban a csúcsteljesítményhez szükséges gyakorlási idő drasztikusan eltérhet: Ausztráliában például az élsportolók 28%-a átlagosan négy évvel a sportág elkezdése után már nemzetközi szinten versenyzett.

Ez a jelenség alátámasztja a „Máté-effektust”, miszerint a tehetségesebbek (akiknek „több adatott”) gyorsabban tanulnak és nagyobb előnyre tesznek szert azonos mennyiségű gyakorlás alatt.

Hardver és szoftver

A sportteljesítmény egyik legérdekesebb területe a vizuális észlelés, a látás magyarul. Amikor Jennie Finch, a világ egyik legjobb softball dobója Major League Baseball (MLB) sztárokkal, mint Albert Pujols vagy Barry Bonds, nézett farkasszemet, a profi baseballozók képtelenek voltak eltalálni a labdáját. Ez azért meglepő, mert egy softball lassabban repül, mint egy baseball labda.

A magyarázat abban rejlik, hogy az élsportolók nem rendelkeznek emberfeletti reflexekkel; a reakcióidejük átlagos, körülbelül 200 milliszekundum.

A baseballütők sikere a jövőbelátáson alapul: agyukban egy hatalmas adatbázist építettek ki a baseball dobók testbeszédéről és a labda mozgásáról, amely lehetővé teszi számukra, hogy előrejelezzék a labda útját.

Ezt a tanult képességet nevezzük „szoftvernek”. Mivel Finch mozgása ismeretlen volt számukra, a baseballjátékosok elveszítették előre jelző képességüket, és kénytelenek voltak pusztán a nyers reakcióidejükre támaszkodni, ami nem volt túl jó.

Ugyanakkor a „hardvernek”, azaz a veleszületett fizikai adottságoknak is van szerepe. A Los Angeles Dodgers játékosainak vizsgálata kimutatta, hogy a profi baseballozók látásélessége átlagosan 20/13, ami messze felülmúlja az átlagos 20/20-as látást. Néhány játékos látása a 20/9-es tartományba esik, ami közelíti az emberi szem elméleti biológiai határát.

Ez a kivételes látásélesség lehetővé teszi számukra, hogy hamarabb ismerjék fel a labda forgását és sebességét, így több idejük marad a döntéshozatalra.

Tehát a csúcsteljesítményhez mind a kiváló „hardver” (látásélesség), mind a kiváló „szoftver” (tanult előrejelzés) szükséges.

Az edzhetőség tehetsége

A genetika talán legfontosabb szerepe a sportban nem a kiindulási képességekben, hanem az edzésre adott válaszreakcióban, az edzhetőségben rejlik.

A Claude Bouchard által vezetett HERITAGE családtanulmány bebizonyította, hogy az emberek drasztikusan eltérő módon reagálnak azonos edzésprogramra.

A vizsgálat során ülő életmódot folytató embereket vetettek alá azonos állóképességi edzésprogramnak. Az eredmények megdöbbentőek voltak: míg egyes alanyok aerob kapacitása (VO2max) alig vagy egyáltalán nem javult, addig másoké akár 50%-kal is nőtt, annak ellenére, hogy pontosan ugyanazt az edzést végezték.

A kutatás kimutatta, hogy az edzhetőség körülbelül 50%-ban genetikailag meghatározott, és a családtagok hajlamosak hasonló mértékben fejlődni.

A kutatók 21 génvariánst azonosítottak, amelyek előrejelzik az aerob kapacitás javulását.

Ez talán magyarázatot adhat arra, miért fejlődött Jim Ryun, a legendás futó, drámai sebességgel edzései kezdetén, míg csapattársa, Doug Boyle, bár hasonló szintről indult, sokkal lassabb ütemben javult. Hasonló genetikai különbségek figyelhetők meg az izomnövekedésben is: egy súlyzós edzést vizsgáló tanulmányban az alanyok izomrostjainak növekedése 0% és 50% között változott, és a „szélsőséges reagálók” izmaiban több szatellitsejt volt, amelyek segítik az izomépítést-.

Testtípusok nagy Bummja

A 20. század során a sportolók testfelépítése drámai változáson ment keresztül, amelyet a kutatók a „Testtípusok Nagy Bummjának” neveznek. Míg a század elején az átlagos testalkat számított ideálisnak szinte minden sportágban, a globalizált és professzionális sportpiac megjelenésével a testtípusok specializálódtak.

Ma az elit súlylökők 6,5 centiméterrel magasabbak és 60 kilogrammal nehezebbek, mint a magasugrók, míg 1925-ben még hasonló méretekkel rendelkeztek.

Az NBA játékosok esetében a magasság extrém előnyt jelent: egy hét láb (kb. 213 cm) magas amerikai férfi esetében 17% az esélye annak, hogy az NBA-ben játszik. Az NBA játékosok karfesztávolsága is rendkívüli; az átlagos játékos karfesztávolság-magasság aránya 1,063, ami jóval meghaladja az átlagemberét.

Ez a specializáció nem csupán a magasságra korlátozódik. A horvát vízilabdázók alkarja például aránytalanul hosszú lett az elmúlt évtizedekben, ami nagyobb dobóerőt tesz lehetővé. A sportolók testalkata tehát egyre inkább távolodik az emberi átlagtól, és olyan ritka genetikai kombinációkat igényel, amelyek csak a populáció töredékében fordulnak elő.

A Nemek közötti különbségek

A férfiak és nők közötti sportteljesítménybeli különbségek biológiai alapjai is mélyen gyökereznek. Bár a pubertás előtt a fiúk és lányok fizikai képességei hasonlóak, a serdülőkorban beinduló tesztoszterontermelés drasztikus változásokat idéz elő, a férfiaknak nagyobb az izomtömegük, sűrűbb a csontozatuk, több vörösvértestük van, és keskenyebb a csípőjük, ami biomechanikailag hatékonyabbá teszi a futást.

A dobószámokban a különbség különösen szembetűnő: a férfiak átlagos dobósebessége három szórásnyival haladja meg a nőkét. Ez részben evolúciós okokra vezethető vissza, mivel a férfiak közötti fizikai versengés és a vadászat szelekciós nyomást gyakorolt a felsőtest erejére és a célzóképességre-.

Jamaicai sprintelők és kenyai hosszútávfutók

A sportgenetika egyik legérzékenyebb területe az etnikum és a teljesítmény kapcsolata. A jamaicai sprinterek dominanciája – különösen a Trelawny régióból származóké – számos elméletet szült. A „harcos-rabszolga” elmélet szerint a jamaicai maroonsok (szökött rabszolgák leszármazottai) a legerősebb rabszolgák genetikai örökségét hordozzák, akiket Nyugat-Afrikából hurcoltak el. Bár a genetikai vizsgálatok megerősítik a nyugat-afrikai származást, nem találtak bizonyítékot arra, hogy a maroonsok genetikailag elkülönülnének más jamaicaiaktól. Ugyanakkor szinte minden vizsgált jamaicai sprinter rendelkezik az ACTN3 gén „gyors” (R) variánsával, amely az alfa-aktinin-3 fehérjét kódolja a gyors összehúzódású izomrostokban. Ez a génvariáns elengedhetetlen a csúcsszintű sprinteléshez, de mivel a jamaicaiak többsége hordozza, önmagában nem magyarázza a sikert. A jamaicai siker valószínűleg a genetikai alapok és a rendkívül hatékony utánpótlás-nevelési rendszer – a „Champs” – szerencsés találkozása.

A kenyai futók esete más biológiai tényezőkre mutat rá. A kalenjin törzs tagjai, akik a Rift-völgy magaslatain élnek, aránytalanul vékony vádlival rendelkeznek. Ez a „madárláb” biomechanikai előnyt jelent: mivel a láb ingaként működik, a kisebb súly a végponton (a bokánál) kevesebb energiát igényel a mozgatáshoz, ami javítja a futógazdaságosságot. Ez az anatómiai sajátosság, kombinálva a magaslati edzéssel és a gyermekkori aktív életmóddal (iskolába futás), magyarázatot adhat a kenyaiak dominanciájára a hosszútávfutásban.

Érdekes módon a malária elleni védekezésként kialakult genetikai adaptációk, mint a sarlósejtes vérszegénység és az alacsonyabb hemoglobinszint, amelyek a nyugat-afrikaiaknál gyakoribbak, hátrányt jelenthetnek az állóképességi sportokban, de előnyt a robbanékony sportágakban, mivel növelhetik a gyors összehúzódású izomrostok arányát-.

A Tökéletes sportoló illúziója

A sportgenetika tanulsága nem az, hogy a gének mindent eldöntenek, hanem az, hogy minden sportoló egyedi biológiai „hardverrel” rendelkezik, amelyhez egyedi „szoftverre” (edzésre) van szükség a potenciál maximalizálásához.

Nincs egyetlen „sportgén”; a teljesítmény több száz, vagy akár több ezer gén és a környezet bonyolult kölcsönhatásának eredménye. A „tökéletes sportoló” genetikailag lehetetlen: annak az esélye, hogy valaki az összes ismert állóképességi génvariáns „helyes” verziójával rendelkezzen, kevesebb mint egy a kvadrillióhoz.

Így a sport szépsége éppen ebben a sokféleségben rejlik: a természet és a nevelés, a genetikai lottó és az emberi akarat találkozásában, amely olyan kivételes teljesítményeket szül, mint Stefan Holm magasugrása vagy Eero Mäntyranta sífutása.

 Ahogy J. M. Tanner fogalmazott: „Mindenkinek más a genotípusa. Ezért az optimális fejlődéshez mindenkinek más környezetre van szüksége”.