Оценка генетической детерминации фенотипической изменчивости двигательных качеств

Степень генетической обусловленности любого количественного признака, определяющего силу, быстроту, координированность движений или выносливость при выполнении стандартных двигательных тестов, оценивают посредством индексов наследуемости "Н" или "h²" (от "Heredity" - англ. "наследуемость").

Индекс "Н" соответствует величине вклада генетических факторов (в долях единицы или в процентах) в фенотипическую вариативность признака и характеризует нижнюю границу средней величины генетической детерминанты в популяции.

Выраженность и частота встречаемости признаков двигательной одаренности в различных популяциях варьирует по причине генотипических различий популяции (например, жителей разных стран и континентов) и/или в результате существенных влияний условий среды, экологических, климато-географических, геофизических факторов на организм человека.

Квадратный индекс наследуемости ("h²") соответствует коэффициен­ту корреляции (г) однородных признаков в семейных парах "родители - дети" в различных их комбинациях (например, "мать - сын", "мать - дочь", "отец - сын" и т.д.). Этот индекс показывает степень проявления и сходства мотор­ной одаренности детей и родителей в связи с семейной наследуемостью при­знаков и двигательных качеств. Чем выше степень сходства отдельных при­знаков, тем выше степень выраженности данного признака у членов семьи и выше степень наследуемости психомоторных качеств по сравнению со среднепопуляционными показателями наследуемости.

Уровень семейной наследуемости признаков двигательной одаренно­сти считается высокопрогностической оценкой предрасположенности ребен­ка к специальному двигательному обучению и спортивной тренировке. Чем выше показатели наследуемости признаков двигательной одаренности, тем больше преимуществ имеет индивидуум для реализации своего потенциала моторной способности в условиях специализированной тренировки. Юный спортсмен со средними показателями наследуемости в аналогичных условиях или даже при усиленной тренировке не сможет компенсировать генетически ограниченный потенциал своей конституции и достичь выдающихся резуль­татов в спорте, но может проявить выдающиеся способности в других сферах деятельности.

Скоростные качества

Быстроту движений в спортивных упражнениях можно оценить по относительно независимым компонентам: скорости двигательных реакций на сенсорный сигнал, быстроте одиночных или повторяющихся во времени движений. Каждое проявление быстроты обеспечивается собственной функциональной системой, имеет свои механизмы регуляции и реализации движения, служит одним из параметров скоординированного психомоторного действия, имеет отличную от других факторную структуру.

Наследственная обусловленность и пределы изменчивости компонен­тов быстроты также неодинаковы. По сравнению с другими двигательными качествами быстрота движений больше зависит от генетической конституции индивида, и специальная тренировка не может компенсировать отсутствие или ограниченность структурных, метаболических или функциональных при­знаков и свойств, имеющих решающее значение для данного качества.

Такими высоконаследуемыми признаками, лимитирующими реактивность, быстроту и частоту движений, являются нейродинамические свойства ЦНС (лабильность, подвижность, динамичность); параметры биоэлектриче­ской активности сенсомоторных центров коры головного мозга; параметры доминирующего альфа-ритма; скорость развития вызванных потенциалов корковых сенсорных зон, избирательная чувствительность сенсорного аппа­рата; степень латерализации и доминирования одного из полушарий мозга в сенсомоторных функциях; состав и энзиматические характеристики скелет­ных мышц; максимальная мощность анаэробного метаболизма мышц.

Чем больше удельный вес высоконаследуемых признаков в факторной структуре соответствующих скоростных качеств, тем более ограниченны возможности их тренировки. Поэтому только двигательно одаренные индивиды, обладающие необходимым комплексом признаков-задатков, смогут более эффективно приспособить двигательный аппарат к скоростно-силовым нагрузкам и выдерживать соревновательную конкуренцию наивысшего уров­ня.

Если наследственный потенциал моторики ограничен, то следует ожидать, что индивидуальный прирост спортивных результатов в процессе многолетней тренировки скоростных качеств и анаэробной способности достигнет только какого-то определенного уровня по шкале спортивной квалификации в данном виде спорта.

В табл. 1 приведены некоторые характерные показатели наследуемости скоростных качеств моторики, которые тестировали в исследованиях близнецов и семей из различных популяций. Сравнительный анализ генотипических характеристик быстроты с учетом пола, возраста и структуры от­дельных видов движений позволяет сделать следующие заключения относи­тельно роли генотипа в изменчивости данного двигательного качества:

Таблица 1

Показатели генетической детерминации скоростных качеств моторики (по данным близнецовых и популяционных исследований)

Характеристики быст­роты движений	Контингент	Индексы наследуемости (H, h2)*, %
Максимальная частота движений в теппинг-тесте рукой	Взрослые: мужчины, правая-левая женщины рука Дети:7 лет 11 лет 13-14 лет 15-16 лет	87-86 81-62 42 64 34 63
Быстрота одиночных движений рукой	Дети: 7-10 лет 11-17 лет	51 57
Максимальная частота движений ногой	Взрослые: мужчины, правая-левая женщины нога Дети: 7-8 лет 9-10 лет 11-12 лет 13-14 лет 15-16 лет	90-79 65-72 51 46 41 73 22
Максимальная скорость бега	Дети: 7-10 лет (мал., дев.) - 30 м 11-17 лет-60м Взрослые: мужчины, женщины - 60 м Дети (200м): 7-10 лет 11-17 лет	65-60 79-33 74-83 37 69
Время коленного реф­лекса	Дети 10-14 лет	97
Время зрительно-мо­торной реакции рукой	Взрослые: муж., жен. Дети: 7-10 лет 10-14 лет 16-18 лет	45-56 29 86 41

*70% и больше – высокая наследуемость, 40-69% - умеренная наследуемость, до 40% - низкая наследуемость.

1. В наибольшей степени зависит от генотипа максимальная частота движений. В ее факторной структуре доминирующую роль играют индивидуальнотипологические свойства нервных процессов - устойчивый качествен­ный признак конституции. Более изменчивой и тренируемой является ско­рость двигательных реакций. Это сложный полигенный количественный при­знак, на вариативность которого влияют разнообразные внешнесредовые факторы.

2. Скоростные параметры движений, выполняемых верхними и ниж­ними конечностями, имеют неодинаковую степень наследуемости так же, как и движений, выполняемых правыми и левыми конечностями. Поэтому генотипическая оценка потенциальных возможностей юных спортсменов в разви­тии быстроты движений должна осуществляться на основе тестирования всех доступных форм движений, в которых проявляются скоростные качества. Это особенно важно для выявления индивидуального характера моторной асим­метрии и степени ее выраженности как устойчивого качественного признака.

3. Степень влияния генотипа на изменчивость отдельных признаков быстроты варьирует в онтогенезе, что связано с изменениями реактивности генотипа по отношению к внешним воздействиям на моторику. Поэтому индексы наследуемости быстроты также неодинаковы у детей разного возраста, характеризуя нелинейную возрастную динамику влияния генотипа на проявление качества в двигательных реакциях и спринтерских тестах. Чем ниже значение индекса, тем меньше ограничивающие влияния генетических меха­низмов на адаптивную изменчивость временных характеристик моторики, и, следовательно, на таких этапах онтогенеза создаются благоприятные условия для развития быстроты благодаря повышению реактивности нервно-мышечного аппарата к нагрузкам скоростно-силового характера. Чем взрослее спортсмен, тем сильнее генетический контроль быстроты движений, приближающейся к индивидуальному пределу.

4. Некоторые признаки и проявления быстроты Имеют половые разли­чия по степени наследуемости, что свидетельствует о природной обусловлен­ности проявления и развития этого качества и неодинаковом удельном весе наследственных факторов у мальчиков и девочек. Например, у девочек младшего возраста показатели скорости спринтерского бега на 60 м слабо зависят от генотипа (низкий индекс наследуемости), следовательно, роль тренировки в этом упражнении у девочек повышается. У мальчиков удельный вес генотипа в проявлении быстроты в этом упражнении достигает высокого уровня значимости, поэтому селективное преимущество будут иметь мальчи­ки с высоким уровнем наследуемости быстроты по сравнению со средним уровнем.

Высокая генетическая обусловленность возможностей совершенствования скоростных качеств подтверждается наблюдениями за приростом спор­тивных результатов в течение многолетней тренировки. Лучшие спринтеры мира в течение 8-10 лет тренировки смогли повысить свои исходные резуль­таты лишь на 8-13%. В целом под воздействием тренировки скорость цикли­ческих движений может возрасти в пределах 20%, тогда как скорость ациклических движений улучшается в пределах 7-12%. Эти показатели дают ори­ентиры для прогнозирования перспективности и целесообразности специали­зированной тренировки скоростных качеств на этапе отбора и ориентации юных спортсменов в соответствующих видах спорта.