דברים שיורמים יודעים: מתי יפסיקו להישבר שיאי עולם?

אולימפיאדת טוקיו הקרבה מעוררת את סקרנותו  של ל’ ” למה בכל אולימפיאדה או אליפות עולם נשברים כל הזמן שיאים?”

הברון פייר דה קוברטן שחידש את המשחקים האולימפיים בעידן המודרני הגה גם את  הסיסמה המלווה אותם   Citius, Altius, Fortius :  מהר יותר, גבוה יותר, חזק יותר. ואכן, מהי אולימפיאדה או אליפות עולם בלי הקריאה הדרמטית “וזהו שיא עולמי חדש” בסיומו של מקצה גמר. אבל, ככל שמשתפרים השיאים קשה שלא לתהות מתי יגיע האדם לקצה יכולתו; אילו שיאי ריצה יאלצו את הוועד האולימפי לוותר על המילה הראשונה במוטו שלו?

יש מי שחושב שמלאי השיאים החדשים בלתי מוגבל.  בשנת 2004 פרסם הביולוג אנדרו טטם  (Andrew J. Tatem) מאמר מדהים בפשטותו: עמוד אחד ובמרכזו גרף ובו שני קוים ישרים. הנקודות מייצגות את התוצאה הטובה ביותר במירוץ הגמר בריצת 100מטר מאולימפיאדת פאריס ב1900 בה זכה פרנק ג’רוויס מארה”ב בזהב בתוצאה של 11 שניות בדיוק (שיפור של שניה שלמה לעומת האולימפיאדה הראשונה ב 1896) ועד לאולימפיאדת אתונה 2004. אם נאמין לטטם השיפור בתוצאות קבוע (לינארי) בזמן וקצב השיפור מהיר יותר אצל הנשים. כיוון שכך, ניתן להאריך את הקווים ולצפות את העתיד. לפמיניסטיות כדאי לחכות לאולימפיאדת  2156 אז צפוי השיא הנשי: 8.079 שניות להשיג סוף סוף את השיא הגברי החזוי, על פי הגרף להיות 8.098 שניות. הקווים ששרטט טטם ב2004 חזו בדיוק סביר את הישגי אולימפיאדות בייג’ין  ולונדון 4 ו 8 שנים אחר כך ומפתה להאמין כי צאצאינו יזכו לראות תחרויות איכותיות בהרבה מאיתנו.

אבל, כצפוי, תחזיות פשטניות מעין אלו לא זוכות להסכמה בקהילה המדעית,אין שום סיבה להניח קצב שיפור אחיד ולמעשה יש סיבות מצוינות להניח שקצב השיפור חייב לקטון-  המשך הקו הישר ללא גבול פירושו שמנצח ריצת 100 מטר באולימפיאדת 2892 יגיע לקו הגמר 2 מאיות השניה לפני יריית הזינוק.

ואכן יש מי שמשרטט גרפים שמתקדמים לאסימפטוטה כלומר ערך שיא שאותו לא ניתן לשבור עוד בשל מגבלותיו של גוף האדם. כאשר בודקים במגוון רחב של ענפי ספורט את התפתחות ההישגים לאורך השנים אכן ניתן לראות התמתנות בקצב השיפורים. עד שנות השישים הגרף המתאר את מספר שיאי העולם הנשברים בכל אליפות היה קו עולה המתרסק עם מלחמות העולם אך ממשיך  להעפיל אחריהן.

בשנות השבעים הקו מתייצב ומאמצע שנות השמונים נמצא במגמת ירידה ברורה. קצב השיפור בשיאים (בכמה אחוזים שיפרו שוברי השיאים את השיא שנשבר) יורד בהתמדה: שוברי השיאים משנות ה80 וה90 של המאה ה19 קיזזו בממוצע כמעט 3% בכל שבירת שיא ואילו שיאני ימינו משפרים כאחוז אחד מהתוצאה. מי שערך את הסטטיסטיקה חזה כי כבר בשנת 2027 יגיעו כבר מחצית מהשיאים ל99.95% מהערך הטוב ביותר האפשרי. פירוש הדבר שאנחנו הדור האחרון שזוכה לראות שבירת שיאי אתלטיקה.

אלאן נוויל (Alan M. Nevill) שבדק את התפתחות שיאי העולם בריצות הבינוניות והארוכות מצא כי פרק הזמן שבין סוף שנות  ה40 לאמצע שנות השישים היה תור הזהב של הריצה בו השתפרו שיאי העולם במהירות. זו התקופה בה הפכה האתלטיקה מקצוענית והשתכללו שיטות האימון. באותן שנים נחשפו אוכלוסיות חדשות בעולם לספורט תחרותי וגדל המאגר האנושי ממנו ניתן לברור אתלטים מצטיינים. מאז שנות השבעים ירד קצב השיפור במקצועות הריצה למרחקים של 800 מטר ויותר. כך, למשל, שיא העולם לנשים בריצת 1500 מטר שנקבע ב  1980 נשמר עד 1993 אז שופר בשתי שניות בלבד והוא מחזיק מעמד מאז כבר 16 שנים רצופות. על פי ניתוחיו של נוויל השיא לגברים במקצוע זה רחוק רק 3 שניות מערכו הסופי ובריצת 10,000 מטרים ניתן לצפות לשיפור של 10 שניות בלבד.

נוויל חוזה לנו שעמום אבל עיון בטבלאות ובגרפים של התפתחות שיאי עולם מעלה הפתעות מרתקות. שיאי העולם בכמה ענפים מתקדמים באופן שמאתגר לא רק מי שמנסה להבין את המנגנונים אלא גם את מי שרק מנסה לתאר את התהליך. שיא הנשים בשחייה ל400 מטרים חתירה, למשל, השתפר במהירות משנות ה20 של המאה הקודמת והתייצב בתחילת שנות השבעים, ואז האסימפטוטה השלווה נשברת בפרץ שיאי עולם לאורך שנות השמונים כדי להגיע שוב ליציבות מוחלטת מ1988 ועד ל2006 אז חזר להשתפר בידי 4 שחייניות עד לשיא העולם באולימפיאדת 2016. מי שאסף וסידר את הנתונים נאלץ לתאר אותן בשתי משוואות מתמטיות שונות. התנהגות מוזרה כזו מופיעה בענפי אתלטיקה ושחיה נוספים ובהרמת משקולות מראה הגרף אפילו 3 תקופות של עליה מהירה לאחר שכבר התייצב שיא שנראה כ”גבול יכולת”.

צריך להיות תמים מאוד כדי להאמין שלמדע הכימיה אין קשר להופעת גבולות חדשים ליכולת האנושית, קשה להסביר אחרת את הנסיגה בתוצאות של מקצועות דוגמת הדיפת כדור ברזל משנות השמונים ועד היום. אבל גם לאופטימים המאמינים שהעתיד צופן עוד שיאים מלהיבים שמקורם ביכולת אמיתית ולא בסטרואידים יש נימוקים מעניינים. בדיקת אופן התקדמות שיאי העולם עם השנים מעלה כי הסיכוי לשבירת שיא תלוי בעיקר בהופעתו של אתלט המצליח, במשך שיא הקריירה שלו לשבור כמה פעמים את שיא העולם ולהביא אותו לתקופת יציבות חדשה. בריצת 10,000 מטרים למשל שופר שיא העולם 39 פעמים מאז החלו התחרויות ב1911 ובסך הכל קוצצו מאז 287 שניות. מתברר שרוב השיפור הזה הושג ברגלי 4 רצים מחוננים בלבד. פאבו נורמי המיתולוגי שקיצץ 53 שניות מהזמן בסדרת מירוצים בשנות ה20, אמיל זטופק, “הקטר הצ’כי”, שהעיר את המקצוע מתרדמתו בתחילת שנות ה50 וגזז 40 שניות מהשיא, רון קלארק באמצע שנות השישים והיילה גבריסלאסי בשנות ה90 השלימו בשני פרצים של הצטיינות למעלה מ70% מהשיפור הכולל בענף.

דפוס זה של התקדמות חוזר במקצועות רבים : שיא עולם ישבר כשיופיע מי שנתוניו הפיזיים ובפרט יכולתו לקלוט חמצן ולנצל ביעילות את האנרגיה האצורה בשרירים עולה על כל קודמיו. אלון וויליאמס (Alun Williams)  טרח וספר לא פחות מ23 גנים ששינויים בהם משפיעים על היכולת הספורטיבית.

הגנטיקאי I. Ahmetov מרחיב את הרשימה ללא פחות מ-36 גנים ידועים. בחבורה הזו גנים הקשורים לקשירת חמצן, לבקרה על מחזור הדם, חילוף החומרים בתאי השריר, תפקוד המיטוכונדריה (אברון האנרגיה בתא), יעילות התנועה ועוד. כיוון ששכיחות של הווריאציות ה”טובות” של כל גן באוכלוסייה ידועה ניתן לחשב את הסבירות שאדם בודד יקבל בקזינו הגנטי את הסט המושלם של כל 23 הגנים הללו. כיוון ששכיחות חלק מהגנים המעולים נמוכה למדי הרי שהסיכוי שימצא אתלט-על שכזה בין 6 מיליארד תושבי כדור הארץ הוא 0.0005% (נדרשים 20,000 עולמות כשלנו כדי למצוא בהם אדם אחד כזה). הניתוח הסטטיסטי של וויליאמס מעלה כי בין בני אדם החיים איתנו ניתן לצפות, לכל היותר, לאדם שקיבל 17 גנים אופטימליים מה-23. כל דור מערבב את הקלפים הגנטיים מחדש ויוצר, לכן, סיכוי למצוא בו כשרון חדש כך ש”שיא היכולת האנושית” עוד רחוק מאיתנו.

וויליאמס התמקד בענפים בהם נדרשת סיבולת וצריכה גבוהה של חמצן כדוגמת הריצות הארוכות. עבור ענפים אחרים נדרשת פיזיולוגיה שונה וסט גנים אחר לשבירת שיאים. בריצת 100 מטרים  השריר מנצל את האנרגיה והחמצן שכבר מצויים בו מלפני הזינוק ומערכת הובלת החמצן חשובה פחות לעומת יכולת ההאצה המהירה כלומר ההספק המרבי אותו מסוגל השריר להפיק (תוספת של 10% לכוח הזה תביא, על פי החישובים, את שיא העולם ל 9.3 שניות בערך). סדרת הגנים החשובים שונה אך הסיכויים לקבל  אצן 100 מטר אופטימלי מבחינה גנטית אפסיים לא פחות.

גישתו של ווילימס זכתה לביקורת משום שהיא מתעלמת מהיכולות הפסיכולוגיות הנדרשות מספורטאי על. היכולת להסיע חמצן אל השרירים וליצר שם ביעילות אנרגיה קינטית לא תביא לשבירת שיאי עולם בלי חוסן נפשי הנדרש למשטר אימונים מפרך ואינטליגנציה הנדרשת לחלוקה חכמה של הכוח לאורך המרוץ.  היכולת הפסיכולוגית הזו תלויה גם בגנטיקה ולא פחות מכך בסביבה אליה צומח הספורטאי ובטיב האימון שהוא מקבל.

דרך נוספת לשיפור הישגים היא שינוי טכניקה. כך שיא העולם בקפיצה לגובה שלא התקדם כעשור שלם זינק מתחילת שנות ה-70 שקפיצת פוסברי (בה הקופץ מפנה את גבו לרף) החליפה את טכניקת גלילת הבטן הוותיקה. לאחרונה הציעו מדענים יפאנים ששיא העולם בריצת 100 מטר עשוי להישבר דווקא בתנועה על 4 הגפיים. קנישי איטו, אתלט יפאני  שובר שיאי גינס ב”ריצת” 100 מטר על רגליו וידיו. הריצה הזו נראית (למשל בסרטון הזה)  משונה אבל ניתוח ביו מכני של התנועה הזו הניב תחזית לפיה בשנת 2048 (עוד 7 אולימפיאדות) יוכל ספורטאי לקבוע תוצאה של 9.28 שניות כשהוא נעזר בכפות ידיו. כדי לעשות זאת אופן הריצה לא יהיה כחיקוי של  דהרת סוס כפי שנע השיאן הנוכחי כלומר רגל שמאל-רגל ימין- יד שמאל יד ימין אלא בסדר תנועות הדומה לריצת ברדלס: רגל שמאל-רגל ימין-יד ימין-יד שמאל. בנוסף יהיה על אותו אתלט תיאורטי לסגל צעדים רחבים יותר יותר ותנועות גו לצדדים (אם להאמין להדמיות החוקרים תנועות שהן בתחום יכולת השרירים והגמישות האנושית). גם אם לא נזכה לראות ברדלס אנושי על המסלול הרי שאפשרויות הגנטיקה ולצידה שיפור הציוד (והכימיה) מבטיחים שגם באולימפיאדות הבאות ידהימו אתלטים את קהל בטטות הכורסא בשבירת “גבול היכולת האנושית”.

עלתה בדעתכם שאלה מעניינת, מסקרנת, מוזרה, הזויה או מצחיקה? שלחו ל [email protected]

עוד בנושא באתר הידען:

• האבקות בספרות חז”ל
• אולימפיאדה: סיפורן של חמש טבעות
• שיר השרירים יד’ – אולימפיאדה בצור
• המשחקים האולימפיים: ההשתתפות לא פחות חשובה/ ד”ר יחיעם שורק
• אילו היו בעלי חיים משתתפים במשחקים האולימפיים