Наследственные влияния на уровень развития основных физических качеств неоднотипны и проявляются в различной степени на разных этапах онтогенеза.
В наибольшей степени генетическому контролю подчинена быстрота движений, что объясняется, в первую очередь, индивидуальными особенностями основных свойств нервной системы (высокой лабильностью и подвижностью нервных процессов), а также развитием анаэробных возможностей организма и наличием большого количества «быстрых» волокон в скелетных мышцах (80-85%).
Наследственная предрасположенность обнаруживается также в проявлении быстроты реакции. Этот показатель можно с большой степенью надежности использовать при отборе для занятий видами спорта, требующими проявления данного качества (например, амплуа вратаря в футболе, хоккее, гандболе и др.).
Для различных элементарных проявлений быстроты получены высокие показатели коэффициента наследуемости.
Влияние наследственности на показатели развития физических качеств человека (А.К. Москатова, 1983; и др.)
|
Показатели |
Коэффициент наследуемости (Н2) |
|
Быстрота двигательной реакции |
0,80 |
|
Теппинг-тест |
0,85 |
|
Быстрота одиночного движения |
0,64 |
|
Скорость спринтерского бега |
0,70 |
|
Максимальная статическая сила |
0,55 |
|
Взрывная сила |
0,68 |
|
Координация движений руками |
0,45 |
|
Общая подвижность в суставах (гибкость) |
0,75 |
|
Локальная мышечная выносливость |
0,50 |
|
Общая выносливость |
0,65 |
С помощью близнецового и генеалогического методов подтверждена генетическая зависимость в (Н =0,70-0,90) показателей в беге на короткие дистанции, в теппинг-тесте (кратковременное педалирование на велоэргометре в максимальном темпе), в прыжках в длину с места и в других скоростных и скоростно-силовых упражнениях.
Вместе с тем различные методические условия обследований, недостаточный учет популяционных, половых и возрастных различий, отсутствие единообразия в используемых тестах приводят к заметному разбросу значений показателей у разных авторов. Например, вариации коэффициента наследуемости (Н2) быстроты двигательных реакций (по данным различных исследователей) составляют: для теппинг-теста - 0,00-0,87; для времени простой двигательной реакции на зрительные стигналы - 0,22-0,86; для времени реакции на звуковые сигналы - 0,00-0,53; для частоты (темпа) бега на месте - 0,03-0,24; для скорости движения рукой - 0,43-0,73. Коэффициенты наследуемости показателей в скоростно-силовых тестах также заметно варьируются: в беге на 60 м - 0,45-0,91; в прыжках в длину - 0,45-0,86; в прыжках в высоту - 0,82-0,86; в толкании ядра - 0,16-0,71 (И.В. Равич-Щербо, 1988).
Высокая генетическая обусловленность получена для гибкости: гибкость позвоночного столба - 0,7-0,8; подвижность в тазобедренных суставах - 0,70, в плечевых суставах - 0,91.
В меньшей степени генетически обусловлены показатели абсолютной мышечной силы. Так, например, коэффициент наследуемости динамометрических показателей силы для правой руки равен 0,61, для левой руки - 0,59; показателей становой силы - 0,64; показателей времени простой двигательной реакции - 0,84, сложной двигательной реакции - 0,80. По данным разных авторов, коэффициенты наследуемости мышечной силы для сгибателей кисти варьируются в пределах 0,24-0,71, для сгибателей предплечья - 0,42-0,80, для разгибателей туловища -0,11-0,74, для разгибателей голени - 0,67-0,78.
В наименьшей степени наследственность влияет на показатели выносливости к длительной циклической работе.
Степень генетических влияний на физические качества зависит от:
• возраста - в молодом возрасте (16-24 года) она более значительна, чем в зрелом;
• мощности работы - при ее увеличении влияние наследственности возрастает, при уменьшении - снижается;
• периода онтогенеза - разные качества имеют различные периоды максимального прироста.
В процессе онтогенеза различают критические и сенситивные периоды.
Критические периоды создают морфофункциональную основу для существования организма в новых условиях жизнедеятельности (например, в переходный период у подростка); сенситивные периоды реализуют морфофункциональные возможности организма, обеспечивая адекватное функционирование его систем соответственно изменившимся условиям окружающей среды. Моменты их реализации в определенные периоды онтогенеза имеют большое сходство у однояйцевых близнецов, что демонстрирует генетическую основу регуляции этих процессов.
Развитие физические качеств осуществляется гетерохронно в различные сенситивные периоды. Индивидуальные варианты и сроки их развития имеют и общие закономерности. Так, сенситивный период различных проявлений быстроты приходится на возраст 11-14 лет; к 15 годам ее развитие достигает максимального уровня, когда возможны высокие спортивные достижения. Этот уровень быстроты может сохраняться до 35 лет, после чего скоростные возможности организма снижаются. Похожая картина наблюдается в онтогенезе для проявления ловкости и гибкости.
Несколько позже начинается сенситивный период проявления силы. После сравнительно небольших темпов ежегодного прироста в дошкольном и младшем школьном возрастах наступает некоторое ее снижение в возрасте 11-13 лет. В 14-17 лет в процессе спортивной тренировки наступает сенситивный период развития мышечной силы. К 18-20 годам у юношей (у девушек на 1-2 года раньше) наблюдается максимальное проявление силы основных мышечных групп, сохраняющееся на этом уровне примерно до 45 лет; затем мышечная сила уменьшается.
Сенситивный период проявления выносливости приходится примерно на период 15-20 лет; после этого наблюдаются максимальный ее уровень и рекордные достижения на стайерских дистанциях в беге, плавании, гребле, лыжных гонках и других видах спорта, требующих проявления данного качества. Такой уровень общей выносливости (способности к выполнению длительной работы умеренной мощности) сохраняется в онтогенезе человека дольше, чем других физических качеств, - до 55 лет.
Чрезвычайно важно - является ли верхний предел развития основных физических качеств (выносливости, быстроты, силы, гибкости) наследуемым или же возможности их совершенствования безграничны.
Выносливость - физическое качество, имеющее большое значение не только в циклических, но и во многих других видах спорта; в определенной мере его можно считать базовым для развития других физических качеств.
До сих пор распространено мнение, что если, например, для развития быстроты нужны природные задатки, то выносливость можно развить у любого человека - нужны лишь систематические направленные тренировки. Экспериментальные данные доказывают, что это не так. Оказывается, высоких результатов на стайерских дистанциях можно добиться лишь при наличии определенной наследственной предрасположенности к развитию этого качества. Установлено, что основной критерий оценки аэробной выносливости - уровень максимального потребления кислорода (МПК); его границы определяются генотипом. Повышение МПК в процессе самой совершенной тренировки не превышает 20-30% от исходного уровня. Таким образом, МПК (как интегральный показатель работоспособности всех систем, обеспечивающих организм кислородом) - один из основных показателей, определяющих выбор видов спорта, где требуется проявление максимальной аэробной выносливости.
Относительная величина МПК у детей изменяется незначительно, особенно у юных спортсменов (В.Б. Шварц, С.В. Хрущев, 1984), поэтому данный показатель может быть достаточно надежен при выборе спортивной специализации.
Другой генетически обусловленный показатель аэробной выносливости - состав мышечных волокон.
Доказано, что в составе мышц человека имеются так называемые «быстрые» и «медленные» волокна (эти названия обусловлены различием во времени их сокращения). Спортсмен (в зависимости от преобладания в мышцах тех или иных волокон) способен добиться успеха в «быстрых» или «медленных» видах спорта. Тренировка практически не изменяет это соотношение, поэтому состав мышечных волокон может являться достоверным признаком при определении спортивной пригодности начинающего спортсмена (у высококвалифицированных стайеров количество «медленных» волокон достигает 85-90%, «быстрых» - только 10-15%).
Необходимо отметить, что между МПК и количеством «медленных» волокон существует прямая взаимосвязь: чем выше уровень МПК, тем больше в мышцах человека «медленных» волокон (В.Б. Шварц, С.В. Хрущев, 1984).
Учитывая, что определение состава мышечных волокон требует достаточно сложного лабораторного оборудования и соответствующей квалификации специалиста, на практике наиболее широко используется показатель МПК.
Наряду с МПК достаточно надежным критерием аэробной выносливости является физическая работоспособность, определяемая по тесту PWC170. Оценка физической работоспособности с помощью этого теста основана на двух хорошо известных в физиологии мышечной деятельности фактах:
1) увеличение ЧСС прямо пропорционально интенсивности (мощности) выполняемой работы;
2) увеличение ЧСС обратно пропорционально способности спортсмена к выполнению мышечной работы данной мощности.
Из этого следует, что ЧСС при мышечной работе может быть использована в качестве надежного критерия для определения уровня выносливости.
Надо отметить, что при определении физической работоспособности детей младшего школьного возраста использовать показатель ЧСС 170 уд./мин (при проведении PWC170) порой нереально, поэтому с данным контингентом можно применять тест PWC150 (т.е. мощность работы определяется при ЧСС 150 уд./мин).
Следует также обратить внимание на то, что тест PWC может рассматриваться как идентичный тесту определения МПК только при низких и средних показателях. При максимальных же проявлениях выносливости тест PWC не может полностью заменить прямого измерения МПК.
Выше мы говорили о наследуемости аэробной выносливости, но оказывается, что анаэробный механизм энергообеспечения мышечной деятельности также испытывает значительное влияние генетических факторов: коэффициент его наследуемости, согласно данным большинства исследователей, - от 70 до 80%. Более того, многие авторы указывают, что наследуемость анаэробной работоспособности может составлять до 90% и выше. Основной показатель анаэробной работоспособности - максимальный кислородный долг (МКД).
Хорошо известно, что анаэробная работоспособность не только определяет выносливость, но и составляет основу такого физического качества, как быстрота.
Быстрота в значительной мере считается наследуемым качеством. У лиц, предрасположенных к спринту, количество «быстрых» мышечных волокон составляет 80-85%, «медленных» - лишь 15-20%. Индивидуальные различия в проявлении быстроты связаны с особенностями нервной системы, которые, как уже неоднократно говорилось, также в основном генетически обусловлены.
В меньшей степени, чем выносливость и быстрота, наследственно обусловлена сила. Но здесь важно отметить, что относительная сила мышц (сила на 1 кг массы тела) подвержена генетическому контролю и может использоваться в качестве критерия отбора для занятий видами спорта, требующими проявления этого качества.
Достаточно надежным критерием, вследствие генетической обусловленности, является и взрывная сила (в частности, при выполнении прыжков с места).
Абсолютная сила преимущественно зависит от средовых влияний, поддается тренирующему воздействию и не может использоваться в качестве критерия при спортивном отборе.
Гибкость, как кондиционное физическое качество, генетически обусловлена и может служить надежным показателем спортивной пригодности (прежде всего, в технически сложных видах спорта).
Считается, что влияние наследственности на развитие гибкости более характерно для девочек, чем для мальчиков.
Двигательные задатки довольно четко детерминированы наследственностью. Уже с момента рождения дети проявляют разную степень двигательной активности, которая в известной степени обусловлена генетическим кодом индивида.
