“王侯将相，宁有种乎”，宣扬这句话的人想必与“人种决定论”脱不了干系，不过，在竞技体育界这种说法已经得到越来越多人的认可。有科学家曾经断言，将来，当一名婴儿呱呱坠地时，人们就可以利用科学技术来确定他未来是否可能成为冠军得主。

　　天赋差异　源于基因有别

　　先把我们的目光放到田径赛场上，在百米跑道上，清一色的黑皮肤运动员风驰电掣般奔跑；在中长距离的较量中，也经常会刮起黑色旋风；到了泳池中，就很难见到黑色蛟龙了。如果再深入了解就会发现，尽管同样是黑色人种运动员，统治长跑项目的往往来自东部非洲，而笑傲短跑赛场的运动员通常来自西部非洲。究竟是什么魔力导致这种现象呢？

大小威廉姆斯是盛开在网坛上的一对姊妹花

　　说起来也简单，不外乎生理特征决定运动能力，运动员有时候就是要“以貌取人”。黑色人种运动员上下肢皮下脂肪少，肌肉组织发达，重心低，体内睾丸激素含量高，所以力量大、爆发力强，速度快。同时，他们的肌肉特点使他们在水中的浮力较小，因此在水中项目上不具任何优势。

　　“龙生龙，凤生凤，老鼠的儿子会打洞”，这句古老的谚语让我们不难理解体育界广泛存在的“体育世家”现象。新中国第一个打破举重世界记录的大力士陈镜开和举重奥运冠军陈伟强叔侄共同缔造了“举坛陈氏神话”；20世纪50年代，我国优秀的短跑运动员姜玉民的三个儿子都表现出过人的短跑天赋；李大双和李小双兄弟在体操方面也均有过人之处；蒋文文和蒋婷婷更是用惊人的默契在多哈亚运会上让人们看到了泳池中最艳丽的姊妹花。

　　科研人员很早就开始针对人类的运动能力进行相关的遗传学研究。最近，来自挪威和美国的两项双生研究报道非常引人注目：人类最大有氧能力（和耐力有关）的个体差异60%是遗传因素所致。另外，对于青春发育前期儿童，遗传因素不仅作用于身体素质 (如最大有氧能力等)，而且同样作用于身体的技巧 (如引体向上、纵跳等)。

　　也就是说，一个人的身体素质是由父母遗传而来，其中先天性因素占了很大的比例。因此，人体的许多指标，就不是后天环境所能改变的，或者说改变的程度是有一定限度的。

　　我们不禁会想，是不是人体的有氧能力、肌肉力量、快速动作能力、柔韧性和协调性等等决定运动能力的诸多要素都与遗传有关呢？众所周知，基因是生命体的遗传因子，难道小小的基因片段，真的具有如此强大的世袭力量吗？难道小小的基因片段，造成了运动能力在不同的群体、个体之间如此巨大的差异吗？

　　错误复制　成就耐力冠军

　　千百年来，人类基因组的结构是相对稳定的，这种稳定性使我们的种系得以维持和延续，细胞内也存在一整套的修复系统以保证遗传的忠实性。

SNP即单个核苷酸的序列变异

　　但在精密的DNA复制过程中也会出现偶然的“错误”，而错误并不都是可怕的。像基因复制的这种“错误”，它对生物种系的进化起到了非常重要的作用，并且，当它能够在种族中延续下来，频率超过1%时，就称为“基因多态性”。

　　早在1996年，英国伦敦大学蒙哥马利的研究组对33名全英优秀登山运动员进行过ACE基因型的研究。他们发现，人们在耐力素质上的差距，原因之一在于DNA上所具有ACE形态的不同。

　　耐力是人体最基本的身体素质，不单是马拉松运动员，即使从事其他的运动项目，或仅仅是参加体育锻炼，都需要具备相应的耐力素质。不过，不要以为它仅仅是由ACE决定的，其实，许多基因都和耐力素质有关，如肌肉组织特异性磷酸肌酸激酶基因、线粒体基因、肾上腺A受体基因等等，但基因之间的相互协作、相互影响还有待于进一步的研究。

　　基因多态 惊现力量之源

　　肌肉力量素质是各项运动之首，拥有好的力量，其速度、耐力和爆发力都相对较高。正因如此，不同的运动项目、运动员之间，力量素质差异好像并不是那么明显，对它相关基因的研究也相对较少。不过，科研人员也发现，基因形态的多样，同样会造就人体肌肉力量素质的差异。

黑皮肤运动员力量大、爆发力强、速度快，因此在速度和力量型运动上占尽优势

　　VDR基因有三种形态：BB、Bb、bb。1997年，格斯测量了这三种基因型与肌肉力量的差异，具有bb型的个体力量要显著大于BB型的个体。不过，如果在胖子群体间，基因型之间这种力量的差异就几乎看不到了。此外，科研人员还发现了其他涉及肌肉力量的基因，如睫状神经营养因子基因、生长分化因子8基因等。

　　迄今为止，仅仅发现一个与速度相关的基因—— ACTN-3。2005年，澳大利亚体育研究院的有关专家对300多名澳大利亚高水平速度类型运动员ACTN3基因多态性进行了研究。他们发现，普通运动员拥有突变ACTN3基因的比例为30%左右，而在参加奥运会并取得顶级运动成绩（尤其在爆发力项目上，如短跑、举重项目）的运动员中，突变ACTN3基因的携带比例高达95%，特别是爆发力项目的女运动员中，这个基因携带的比例高达100%。

　　基因选材　寄予天才厚望

　　我们不难发现，人类基因形态的多样与运动能力存在着千丝万缕的联系，并会给运动生命科学研究带来革命性的影响。

　　现在，科学的运动选材已成为影响竞技运动水平提高的三大要素（科学选材、科学训练、科学管理）之一，在高科技和信息高速的21世纪，仅仅依靠在训练和管理上的突破已经不能击败对手，各国都把眼睛盯住了选材这一领域，试图找出最优秀和最有潜力的体育苗子加以训练。通过基因多态性这一“战略性”研究，我们可以提高运动员科学选材工作的质量，制订出具有真正意义的个性化运动处方等等。

　　通过检测儿童相关基因的形态，就可以把那些具有从事某项运动特殊天赋的儿童选拔出来，加以专门训练，使得他们杰出的运动能力得到充分的发展，在培养优秀体育人才方面可以起到事半功倍的作用。

　　然而，尽管分子生物学技术开展的运动与遗传的研究取得不少令人鼓舞的成果，但欣喜之余我们还应看到，这些结果都只停留在对于运动能力的某个基因标记的层面，离阐明人类体质及运动能力的遗传学机制仍距离遥远。体质及运动能力是涉及多器官、多系统与多基因调控的性状，和基因与基因之间、基因与环境之间的相互作用等相关，这就更增添了这一课题的研究难度。由于条件的限制，现在大多数研究只是在同一时间涉及单一基因，实验结论的可信度还有待考证。此外，绝大多数研究工作是围绕有氧耐力这一指标，而人类体质及运动能力最具代表性的指标——肌肉力量却由于难以量化等因素而少有研究。相信随着肌肉运动生理学理论的不断充实，这方面的研究必将形成“热点”。

　　总之，基因和遗传现象在体育科研与实践中具有举足轻重的意义，目前仍有很大的发展空间。运用好基因这部深藏在每个生命、每个细胞中的珍贵天书，理解来自大自然的生命讯号，人类就能更深入地挖掘“更高、更快、更强”的真谛。

　　作者简介

　　包大鹏，医学硕士，任职于北京体育大学科学研究中心，从事运动分子生物学、低氧生理学等研究工作，发表论文20余篇，译著1部，参与编写教材3部。

　　[知识]

　　超人阿姆斯特朗

　　阿姆斯特朗第七次夺得了环法自行车大赛冠军，他的奇迹已持续了多年。难道他是造物主专门为环法自行车大赛而生的基因怪物吗？

阿姆斯特朗被认为是车坛最大传奇

　　阿姆斯特朗在网站上公布了自己的重要生理数据，包括静止时的心率、最大心率、乳酸水平和显示其连续快速骑行水平的能耗数据。这些数据和其他顶级赛车运动员相比差别很小，但确实超出常人一大截。比如一个普通的骑车人每千克体重产生能量4瓦特，这意味着在平路上可以保持32千米的时速，而阿姆斯特朗则可以保持55千米的时速。阿姆斯特朗的最大输送给肌肉的氧气量指标值为85毫升，一般未接受过训练的普通人为45毫升，经过训练后可以达到60毫升。同时，阿姆斯特朗血液的乳酸水平很低，拥有这种体质意味着运动员不易感到疲劳。值得一提的是，阿姆斯特朗能将平均每千克体重输出能量6.8瓦的高水平持续20分钟。有关专家指出，世界上有这种能力的人不会超过20个，而其中至少有10人在参加环法自行车赛。