遗传对不同运动能力的影响

由于运动员的机体是由亲代(父母)遗传而来,因此,先天性因素在其中占很大的比例。在形态机能、素质等方面有许多指标是后天环境不易改变的,或者改变程度较小。如身高、外型、最大吸氧能力的 93.4%、最大脉搏频率的 85.9%、血乳酸浓度的 81.4%,以及红肌、白肌纤维,骨骼肌纤维数量等都取决于遗传的支配,通过训练和加强营养不易得到大的改变。因此, 要选拔先天指标有利于从事体育运动并且最适合某个专项发展的青少年运动员进行培养。

  1. 运动能力与种族、家族的遗传

根据格来贝和盖达的统计,著名运动员后代中平均有百分之五十的人运动能力突出。我国陈氏举重家族(陈镜开九破世界纪录,他兄弟陈满林、侄儿陈伟强也都多次打破举重世界和青少年世界纪录),穆氏游泳家族及前苏联布勃卡兄弟(撑竿跳高)等都是众所周知的例子。在所有运动项目中,击剑、拳击和射击这三项的“家族性指数”最高。因此在选拔运动员时,应特别注意从事体育运动的父母的子女,如果父母一方是从事体育运动的,则用观察法分析子女在形态,机能,素质等方面倾向于父亲或母亲的程度大小, 对运动能力强的家族,种族的子女优先选拔。

  1. 形态学遗传

人体的各种长度、宽度、围度、体重等均是遗传决定的。国内外体育工作者对形态选材进行了大量研究,并在选材实践中直接运用。

  1. 身高。身高与各运动项目有密切关系,是选材培养定向的重要指标,最为人们所重视。

身材高矮与遗传关系很大。国外遗传学者研究认为,世界上最高的人种是非洲乍德湖地区的黑人,男子平均身高 183 厘米,最矮的人种是非洲的侏儒型类黑人,平均身高只有 140 厘米。两者差异竟达 25%。这是基因决定的。当然有许多环境因素,如气候、食物习惯、工作性质等等会对身长发生影响。

身高在外型方面遗传系数最大高达 0.79(体重为 0.50,胸围为 0.64)。目前预测身高的方法很多,如用子女和父母身高关系计算法;根据自己身高推算法;以脚的大小预测;骨龄预测;X、Y 染色体长度预测等。目前国内已普遍开始应用骨龄来预测。

根据人类遗传学关于各组染色体大小在同一个体各细胞中较恒定的依据,不随年龄及身体发育而增大或缩小。因此,可以从一个幼儿的性染色体

长度上预测未来身高,根据运动项目的特点需要,选拔高身材或中等身材或低身材的运动员进行培养。

  1. 体型。一般分为肥胖型、瘦长型、运动型三种,每个人有自己的基本体型。体型是遗传决定的,然而环境因素可以大大地修饰它,少年儿童虽然不如成年人发育得明显,但可参考父母体型,结合皮下脂肪测量进行观察分析。

  2. 下支髋关节和上肢肩关节。这两个关节直接影响上下肢灵活性、柔韧性,技术动作掌握与解剖结构的遗传有关。因为股骨头和肱骨头面积大小, 髋关节窝及肩关节窝的深径、直径等所成的角度是先天的。分别用 X 线测量可以分析判断。

  1. 生理机能遗传
  1. 心肺功能。通过血压、脉搏数、心脏形状、肺面积、胸部形状等各项指标的双生法研究均表明遗传影响是主要的,后天环境影响程度小。

加拿大的李绍拉斯发现人体最大摄氧能力的遗传系数高达 0.93,最大脉搏频率的遗传系数为 0.86。

前捷克乌尔布利望博士研究,心肺功能各项指标从童年到成人均有较大的发展稳定性。其中稳定性最大的是脉搏频率,呼吸频率,每公斤体重的摄氧量,每公斤体重每分钟呼吸量,氧脉搏和每次呼吸的耗氧量等。因此,可以从 11~12 岁时的心肺功能指标来预测成人后的心肺功能,其中脉搏频率是所有心肺功能指标中稳定性最强的指标之一,测定比较方便,因此在大面积测定时可单测稳定状态和次最大负荷时的脉搏频率并结合肺活量,作为选材标准。这样把心肺功能强的青少年选拔成运动员进行培养,特别是对于耐力性运动项目十分重要。

  1. 神经反应和肌肉结构遗传。神经和肌肉功能大小直接影响力量、速度、爆发力、弹跳、耐力等运动能力。研究表明:四肢肌纤维数量是遗传的, 每个人出生 4—5 个月就固定下来,以后不再改变。由于肌纤维的数量多少, 影啊到运动员力量及四肢围度大小,对于举重、投掷、体操、长跑等不同的运动项目要求不同。如:重量级举重、重器械投掷运动员需要增加力量和体重,一个人假如一万条肌纤维,另一个人五千条肌纤维,因肌纤维数量不同, 所以通过训练,四肢力量及粗细不同,体重增长也不同。

有些项目不需要体重大和四肢粗壮,假如挑选了一个肌纤维很多的运动员,通过力量训练使其每条肌纤维横断面加粗,结果很快上下肢变得粗状; 如果不进行力量训练而四肢力量素质又跟不上专项的需要,使教练员在按排训练计划时造成一定困难,不易掌握。

美国达登研究,一个人力量的大小取决于肌肉体积,而肌肉体积的发展潜力主要决定于各个人的肌肉长度(不是指骨头长度,而是指肌肉两头肌腱之间的长度)。例如有两个人,一个人的肱三头肌长 6 寸,另一个人长 9 寸。

后者长度等于前者的 1.5 倍,横断面积的潜力等于前者的(1.5×1.5=)2.25 倍,肌肉力量的潜力等于前者的(1.5×1.5×1.5=)3.75 倍。训练前两人手臂肌肉体积差不多。而肌肉的长度是遗传的,不受后天训练的影响,因此可以从肌肉的长度来预测未来的肌肉力量。

红肌和白肌的类型与运动选材及训练的关系,一般认为:

白肌(快肌)——骨骼肌百分组成与肌肉的收缩速度和爆发力成正相关, 与纵跳速度和腿部力量成反相关,通过力量训练其磺断面增加较大。白肌百

分组成大的个体适于短跑、举重等许多项目,是爆发力的先决条件。

红肌(慢肌)——骨骼肌百分组成与肌肉静力、耐力成正相关,通过训练其横断面有所增加但较小。红肌百分组成大的个体适于长跑、马拉松等耐力性运动项目。

  1. 视觉、听觉、位觉功能的遗传。这些方面的功能对运动有着重要的作用,特别是对于球类、体操、跳水等技术复杂、动作方位改变较大的项目, 尤其是当运动员训练到一定水平时,这些因素便成为影响技术成绩提高的主要矛盾。

视觉——如色盲是遗传的,近视也有遗传。视觉好坏个体中差距较大。主体视觉对球类运动员精细、准确地判断人与球各种位置距离起主要作用; 中央视野对击剑、射击、射箭等项目起重要作用;周边视野对球类运动员协调性,投掷运动员器械出手偏斜有直接影响。

听觉——每个人的听力先天有差距,听觉灵敏度高的运动员通过对球的声音的变化能很好地判断并正确处理发挥打球的技术。

位觉——即平衡机能,也是遗传的,后天环境可使其改变,运动时人体位置发生激烈复杂的变化(如直线、旋转、上下,加速等)平衡机能不好的个体,则出现四肢、躯干颈部肌肉紧张、眩晕,视觉、听觉及位觉失调,脉搏、血压呼吸频率改变等,影响技术动作准确性及本身方位的判断。

  1. 神经反应速度的遗传。神经反应的快慢是决定一个人的速度快慢的重要因素之一。前苏联塔尔巴契尼克等人认为速度能力作为一种身体素质来讲是天生的,是很难培养或改变的,也就是说具有很大的稳定性。另据日本水野忠文研究,50 米快跑成绩的遗传系数高达 0.78。因此,可从短跑成绩好的少年运动员中物色培养对象。此外还有两项速度指标也具有稳定性,有预测的功能。一项是最大步频,另一项是快速跑中的支撑时间,即单脚蹬地时间。可采用触点跑道和波动描记器记录。古巴优秀短跑运动员,奥运会获奖者菲格洛拉的单脚蹬地时间为 0.08 秒。前苏联短跑高级运动员为0.11—0.13

秒。普通人为 0.14—0.15 秒。

  1. 节奏感和耐力遗传。节奏感——前苏联尼基丘克教授指出,节奏感

(指准确地掌握和再现动作节奏的能力)是 一种难于训练的素质,有稳定性, 对跨栏跑来说特别重要,是选择跨栏运动员最有预测性的指标。

耐力——前苏联费明和戈罗霍夫的研究结果表明:植物性速率(长时间地保持步频和心率高度协调的能力)指标不随年龄的增长而改变,有天赋性质,具有稳定性。和其它指标一起可以作为确定少年从事长跑运动潜在能力的基础。利用这项指标可以进行早期预测。

另据前苏联尼基丘克教授研究,神经肌肉器官在负荷后机能恢复时间的长短,是预测耐力的重要指标之一。

  1. 生化代谢方面的遗传

人的机体在生化方面的基本物质,化学结构方面是相同的,另一方面每个机体又各具有生化个性,具有一些独特的蛋白质,这种独特性必然反映到体质、生理和生化代谢的特征上来。

  1. 乳糖及乳糖酶代谢的遗传。符莱斯教授对全世界各地区各民族进行了大量调查和仪器检验,证实乳糖的活性高低是由遗传决定的,是常染色体隐性遗传,乳糖酶活性高的人对牛奶中乳糖分解得多,血中葡萄糖高。反之, 乳糖酶活性低者对乳糖分解得少,血中葡萄糖低。根据世界调查分布情况可

以看出欧洲人、美洲人、高加索人、非洲人的乳糖酶活性高,亚洲人、中国汉族、还有其他地区人乳糖酶活性较低,从年龄上来看小孩吃奶时三岁以下乳糖酶活性高,一般到成人时乳糖酶活性下降,但欧洲白人乳糖酶的活性仍然高。乳糖酶的高低,对人体营养,体质可能有一定关系。因此,不要迫使对牛奶、乳类不适应的运动员大量饮食。

  1. 对葡萄糖吸收的遗传。个体对于葡萄糖的吸收机能是遗传的。血糖是运动员主要能量的来源,所以选材中应考虑这一指标。

  2. ABO 血型的遗传。血型是遗传的。中国科学院遗传研究所通过对汉族 335344ABO 血型的调查,人,其中 O 型占 33.7%,A 型占 28.8%,B 型占 28.7%,AB 型占 8.8%。

  1. 智力的遗传

人类遗传学者通过对脑及神经系统的研究发现,染色体畸变基因缺失和异常等,引起神经细胞生物化学反应的变化,使智力和行为受到影响。

大量研究表明,智力有遗传基础是肯定的,它是一种多基因遗传,遗传只规定了智力高低的上下限,而实际的表现受主观努力和客观条件等后天因素影响很大。

智力对于运动员十分重要,特别是对于训练计划的理解,正确技术动作的掌握分析,战术配合的发挥,文化素质的提高等等。那些认为运动员“头脑简单,四肢发达”的说法是错误的。智力水平对运动技术水平,运动成绩的提高有着很重要的意义,在选拔运动员时要引起重视。

  1. 选材应注意先天性遗传病

根据 1978 年的统计,人类遗传病已知的有 2735 种,其中常染色体显性

遗传病 1466 种,隐性遗传病 1073 种。X 连锁遗传病 196 种。遗传病对于运动的影响程度不同,有的大,有的无关。在选材中应首先进行健康检查,并对父母、家族的病史进行分析,特别要注意家族性心脏病(显性遗传),原发性高血压缓进病(多基因遗传),及先天性贫血等。