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體育科
「先天」還是「後天」? 發表人: 饒志海   日期: 2008-09-13 13:16
作者: 饒志海    得分: 未評分    回應 : 0     人氣 : 2284

有些運動員經常性地辛勤練習,但運動表現卻未見突出;反觀另一些運動員,他們並未有經常練習,但卻有極其優秀的運動表現。世界(包括體育世界)是否就是如此不公平?多勞為何不一定多得?更甚者,為何有些人卻可以不勞而獲?如果天賦已決定了一切,那麼練習還有何作用?又或者透過基因改造,是否就能夠轉弱為強,反敗為勝呢?相信這些都是很多運動員和教練關心的問題。

一直以來,許多專家、學者都在研究不同的遺傳(先天)和環境(後天)因素,甚至是它們彼此間的交互作用(interactions)對人的影響。其中一種研究方法就是觀察同一個家庭中(環境因素相似),親生子女和寄養子女在一些表型(phenotypes)上的分別(如頭髮顏色、眼睛顏色、安靜時心跳率、最大攝氧量、身高、體重等)。如果經過了一些特別的干預(interventions,如訓練)後,親生子女和寄養子女間在反應上並無顯著差異時,即表示環境(後天)因素較為重要。反過來說,如果親生子女與父母的反應相若,而寄養子女的反應卻顯著不同,那麼便充分反映出遺傳(先天)因素才是重要。

另一個研究方法就是觀察同一個家庭中,孿生子女間的表現。由於單卵性雙胎(identical twins 或 monozygotic twins)是同出一卵,所以彼此均擁有著相同的遺傳背景;又由於彼此在同一家庭長大,所以大家均受到相似的環境因素所影響。反過來說,二卵性雙胎(fraternal twins 或 dizygotic twins)則擁有相似(但不盡相同)的遺傳背景及同樣受到相似的環境因素影響。如果經過一些特別干預(如訓練)後,單卵性雙胎間在反應上的差異是顯著地少於二卵性雙胎,便顯明了遺傳因素的重要。但如果單卵性雙胎間的差異與二卵性雙胎間並無顯著差異,那麼遺傳因素的作用便不算重要。

當然,還可以觀察幼年分開在不同環境下長大的子女之間的分別。大部分的研究顯示,無論在任何環境之下,於訓練之前或之後,單卵性雙胎間的差異都顯著少於二卵性雙胎和非孿生子女,也就是說明了遺傳因素的重要(Bonchard 等,1997)。例如,遺傳因素在很大程度上會影響到身高(包括軀幹長度、四肢長度)、肌肉體積及成分(快肌與慢肌纖維的百分比)、肺容量和心臟大小等表型,就算經過訓練後,這些方面的改進也不會十分顯著。

Skinner(2001)就引用了體力活動(physical activity)、體適能(fitness)和健康(health)來說明了遺傳和環境因素的作用。Skinner 指出了遺傳因素可以影響到一個人的活躍程度、體適能水平和健康狀況;環境因素(物理、社會、個人的生活方式)同樣可以影響到這幾方面。此外,活躍程度會影響到體適能、體適能會影響到活躍程度、活躍程度會影響健康、健康會影響活躍程度、體適能會影響健康、健康會影響體適能。同樣道理,遺傳也可以影響到這些交互作用。

雖然遺傳可以影響到一些表型(如肌肉體積和肌纖維種類)或運動表現的關鍵成分(如力量和耐力),但後天的訓練(環境因素)仍可以對這些特質作一定程度的改變。例如,訓練(特別是重量訓練)可以增加肌肉的體積(muscle hypertrophy),使力量增加;訓練雖然未能改變肌肉纖維的種類(結構),但卻可以改善它們的能量代謝能功(功能)。

總括地說,遺傳的確會影響到各種表型特質最初階段的水平,亦可影響到訓練、營養和其他環境因素對這些特質的改變可以有多快和多大。參與一個新的運動項目而且很快有成就的運動員,可能已遺傳著該運動項目需求的特質,而且亦有相當的分量。就算未有遺傳上的優勢,憑後天的努力,許多運動員仍可以到達冠軍級(水平不至太高的比賽)的程度;但那些真正世界冠軍級的運動員,就不單止是佔上了「先天」的優勢,也肯定是加上了不少「後天」的努力,而且在技術和戰術運用上亦有其過人之處。

每種運動項目都涉及到許多個人體不同的系統,就以長跑的表現為例,當中就講求循環系統、呼吸系統、神經肌肉系統等的運作能力。由於每個系統都會受到許多不同遺傳因素的影響,所以並不大可能透過基因改造的方法去製造出種種不同的冠軍來。同樣道理,就目前對遺傳學上的認識,實際上亦很難準確預測個別運動員將來的成就。Skinner(2001)就列舉了一些與運動表現有密切關係的特質,與及遺傳因素對這些特質的影響程度。

表一、遺傳因素的影響(Skinner,2001)

特質

遺傳因素的作用

身高、臂長

腰圍

小至中

肌肉體積

肌肉纖維比例(快、慢肌)

線粒體 / 每克肌肉

心臟體積

肺體積及容量

肌肉內產能激素的活躍度

小至中

安靜時心跳率

血壓

肺流量

肌力

肌耐力

中至大

移動速度

平衡

關節柔軟度

反應時間

小至中

運動的準確度

小至中

有氧耐力

中至大

無氧耐力

* 遺傳因素影響較少的特質較有機會透過訓練、營養和其他環境因素而得以改善。


References

  1. Bouchard, C., Malina, R. & Perusse, L. (1997). Genetics of Fitness and Physical Performance. Champaign: Human Kinetics, pp. 1-400.

  2. Skinner, J. S. (2001). Do genes determine champions. GSSI Sports Science Exchange, 14.

 文章內容轉載自香港體育教學網
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