No nos hemos acercado a los límites de los logros deportivos.

Durante muchos años viví en Eugene, pc. Oregon, conocido como el Centro de Atletismo de EE. UU. Todos los veranos, competiciones de primer nivel, como el Campeonato de atletismo de EE. UU. O clasificatorios olímpicos, reunieron a atletas de clase mundial en el estadio de la Universidad de Oregon. A veces era genial encontrarse de repente con los mejores atletas en cafeterías o heladerías locales, o incluso llevar pesas o correr por la pista con ellos. Una mañana, me sorprendió la forma en que, como un hombre de pie, fui superado por una mujer que entrenó en carreras de 400 m. La velocidad de sus carreras de entrenamiento fue tal que solo pude correr sprints a distancias mucho más cortas.

El hecho es que ella era una excepción a la regla, y yo no. Los logros atléticos obedecen la curva de distribución normal, como muchos otros valores en la naturaleza. Esto significa que la cantidad de personas capaces de logros excepcionales disminuye exponencialmente con niveles crecientes de logros. Un estudiante de un equipo regional puede correr una carrera de 100 metros en 11 segundos, un campeón estatal la corre un poco más rápido que 11 segundos, y solo unos pocos de cientos de campeones estatales diferentes pueden acercarse a 10 segundos.


Carl Lewis corre el relevo 4x100 en los Juegos Olímpicos de 1984

Si avanza más en esta curva, puede alcanzar los originales más originales: personas que están batiendo récords y superando los límites de lo posible. Cuando Carl Lewis dominó el sprint en la década de 1980, rara vez alguien podía correr una carrera de cien metros más rápido que 10 segundos, y cualquier resultado cercano a diez garantizaba el primer lugar incluso en los Juegos Olímpicos. Lewis tenía 188 cm de altura, lo que se considera bastante alto para el velocista. Un mayor crecimiento se consideró una deficiencia para los velocistas y se asoció con un ritmo y una velocidad más lentos.

Por lo tanto, nadie predijo la aparición de un hombre como Usain Bolt. Su altura es de 195 cm, corrió cien metros casi medio segundo más rápido que los mejores atletas de la generación anterior, y parecía pertenecer a un tipo completamente diferente. Su paso podría alcanzar los 280 cm y, como escribieron sobre él en un estudio de 2013 en el European Physical Journal, mostró resultados "interesantes desde el punto de vista de la física, ya que podía lograr aceleraciones y velocidades que hasta ahora no estaban sujetas a otros. ".

Bolt no solo era el más rápido del mundo. Era más rápido que incluso los corredores de clase mundial de la generación anterior, utilizando productos químicos que mejoran los resultados. El corredor canadiense, originario de Jamaica, Ben Johnson, estableció un récord de 9.79 segundos en los Juegos Olímpicos de 1988, por delante de Lewis, e incluso se jactó de que habría corrido más rápido si no hubiera levantado la mano en la victoria, incluso antes del final. Más tarde resultó que estaba usando esteroides.

Pero incluso la combinación del mejor corredor y los esteroides anabólicos no podría competir con el líder genético. Bolt mostró un tiempo de 9.58 segundos en el Campeonato Mundial de Atletismo en 2009, estableciendo un récord mundial y superando su propio récord en hasta una décima de segundo.

Una historia similar se puede encontrar en la historia de la NBA. Shaquille O'Neill fue la primera persona en medir más de 210 cm de altura en la liga, quien pudo mostrar la energía y la destreza de una persona de estatura mucho más pequeña. No era ni un poste ni un gabinete, y habría parecido un atleta que pesaba 90 kg, si su báscula se hubiera reducido a 182 cm. Cuando Shakilu cayó en las manos de una pelota cerca del ring, ni una sola persona (y a veces ambos) podría interferir hazlo una volcada. Después de que los Lakers ganaron tres campeonatos seguidos, la NBA tuvo que cambiar las reglas drásticamente y permitir que la defensa de la zona redujera el dominio de Shaquille. Se convirtió en un ejemplo de exclusión genética, cuyos resultados nadie más en la liga podría criticar por mucho tiempo ser criticado por una política demasiado blanda con respecto al dopaje; por ejemplo, agregaron un análisis de sangre para detectar la presencia de la hormona del crecimiento solo el año pasado. Cualquier dopaje utilizado allí, no fue suficiente para alcanzar el nivel de Shaquille.



La mejora potencial en los resultados de dopaje es modesta. Por ejemplo, Mike Israelatel, profesor de fisiología del deporte en la Universidad de Temple, estimó que el dopaje aumenta el peso solo en un 5-10% al levantar pesas. Compare esto con el progreso mundial en press de banca: 164 kg en 1898, 165 kg en 1916, 227 kg en 1953, 272 kg en 1967, 303 kg en 1984 y 331 kg en 2015. El dopaje se puede utilizar para ganar cualquier competencia. pero no es comparable a la tendencia a largo plazo de mejora en los resultados, que depende principalmente de personas genéticamente excepcionales. Con el aumento en el número de personas que levantan pesas, cada vez más personalidades excepcionales comenzaron a aparecer en la cola de la curva de distribución, empujando los récords mundiales más y más.

Del mismo modo, Lance Armstrong , utilizando productos químicos en la carrera del Tour de Francia de 1999, superó al subcampeón Alex Zulle por 7 minutos y 37 segundos, que es aproximadamente el 0.1% del tiempo total de la carrera. Esto no es nada en comparación con el aumento natural gradual de la velocidad que se ha producido en esta carrera en los últimos 50 años. Eddie Merckx ganó la carrera en 1971, cuando su duración fue casi igual a la carrera de 1999 con un tiempo 5% peor que Zulle. Por supuesto, también se está mejorando mejorando los métodos y equipos de capacitación. Pero en su mayor parte, esta es la capacidad de un deporte para encontrar rivales con habilidades naturales aún más excepcionales, avanzando aún más por la cola de las oportunidades.

Y acabamos de comenzar a entender lo que está sujeto a personas genéticamente excepcionales. La distribución normal de las oportunidades deportivas señala la presencia de una gran cantidad de efectos no críticos, apilados entre sí, independientes entre sí. Todos ellos están ligados a variaciones en genes o alelos, y experimentan pequeñas correcciones positivas o negativas de propiedades como el crecimiento, el porcentaje muscular y la coordinación. Ahora está claro que el alto crecimiento proviene de un número inusualmente grande de variaciones genéticas plegables, y probablemente de mutaciones muy raras que lo afectan en gran medida.

El investigador genético George Church mantiene una lista de tales mutaciones individuales. Entre ellos se encuentran la variante LRP5, que proporciona una fuerza ósea excepcional, la variante MSTN, que proporciona músculos muy flexibles, y la variante SCN9A, que está asociada con la fuerza del dolor.

Church ha participado en uno de los mayores avances científicos de las últimas décadas: el desarrollo de un sistema de edición de genes CRISPR extremadamente eficiente, aprobado para ensayos clínicos y aplicaciones médicas. Si las tecnologías basadas en CRISPR se desarrollarán como se esperaba, entonces quedan algunas décadas antes de que las personas personalizadas. La edición de un embrión es más fácil poco después de la concepción, cuando consiste en un pequeño número de células, pero esto también es posible en el caso de un organismo adulto. En ensayos clínicos de CRISPR, que comenzarán este año [artículo publicado en agosto de 2016 - aprox. trans.], editará las células existentes de organismos adultos mediante la introducción de un virus portador. Lo más probable es que CRISPR, o su versión mejorada, en un futuro próximo sea reconocido como un método confiable y efectivo .

Dado que las características complejas del cuerpo dependen de una gran cantidad de variaciones, sabemos de la existencia de un enorme potencial, al que ni Shaquille, ni Bolt, ni nadie más se ha acercado. Ninguna de sus personas vivas y cerca de todas las posibles variaciones genéticas positivas. Todo el atletismo, de hecho, es un algoritmo de búsqueda para la selección de excepciones genéticas, pero funciona un poco menos de un siglo y no se puede llamar muy efectivo. Su enfoque es una expectativa pasiva de cómo las recombinaciones aleatorias producirán estas variaciones y la esperanza de que el entrenamiento deportivo ayude a identificar a los mejores atletas.

Y ahora estamos entrando en una era en la que el ADN no será recogido por casualidad, sino por la inteligencia humana, utilizando las herramientas creadas por él. Con una mejora en nuestra comprensión de las características complejas del cuerpo, los ingenieros genéticos podrán cambiar la fuerza, el tamaño, la fuerza explosiva, la resistencia, la velocidad, la velocidad de reacción e incluso el deseo de éxito, necesario para un entrenamiento atlético prolongado. Las estimaciones del número de mutaciones que controlan el crecimiento y las habilidades cognitivas, dos de las propiedades más complejas, llegan a una cifra del orden de 10,000. Si simplificamos y aceptamos que en cada caso de 10,000 variantes, aproximadamente la mitad de la población tiene la mutación deseada, entonces la probabilidad que después del apareamiento aleatorio, obtenemos el resultado "máximo", aproximadamente igual a ^2-10000 , que es aproximadamente igual a 1/10 ¹⁰⁰ veces 30 veces multiplicado por sí mismo. Por supuesto, es imposible obtener todas las 10,000 mutaciones a la vez debido al peligro de tener el efecto de un tamaño demasiado grande o demasiados músculos o un corazón demasiado fuerte. Sin embargo, es casi seguro que habrá individuos viables con oportunidades que son superiores a cualquier persona que haya vivido antes que ellos.


Kathy Ledeki participa en el estilo libre a una distancia de 800 m en las competiciones clasificatorias para los Juegos Olímpicos.

En otras palabras, es muy poco probable que una de cada 100 mil millones de personas que alguna vez haya vivido haya estado muy cerca de las máximas posibilidades. Para una búsqueda completamente aleatoria, es posible que deba producir sobre un googol de diferentes personas.

Pero con la edición genética, debemos poder acelerar enormemente esta búsqueda. De hecho, el cruce agrícola de animales como gallinas y vacas, algo así como la selección controlada, condujo fácilmente a la aparición de animales, cuyo número en la naturaleza sería uno en mil millones. El cruzamiento selectivo del maíz dio como resultado que el contenido de aceite en los granos cambiara por 32, multiplicado por la desviación estándar, en solo 100 generaciones. Este logro es comparable al hecho de que se encontró a la persona más adecuada para un deporte en particular. Pero la edición directa de genes puede darnos resultados aún más rápidos, y generar pernos más rápido que Bolt y Shaquille es mejor que Shaquille.

La adopción por parte de la sociedad de la tecnología de edición genética acelerará esta búsqueda. Es probable que las decisiones separadas de los padres aumenten la incidencia de mutaciones en la población que mejoran la capacidad atlética. Esto aumentará gradualmente el promedio de la población y moverá la cola del gráfico de distribución. Un aumento de la media en una desviación estándar (por ejemplo, 8 cm de la altura de un hombre o 15 puntos en el coeficiente intelectual) hará que una persona con características como uno en mil (por ejemplo, un crecimiento de 2 m en el caso de la población de EE. UU.) Sea 10 veces más probable.

Freeman Dyson sugirió que algún día las personas comenzarán a usar tecnología genética para adaptarse al objetivo de la exploración espacial: se volverán más resistentes a la radiación, el vacío y la gravedad cero, e incluso probablemente aprenderán a extraer energía de la luz solar directamente. Agregar genes de especies completamente diferentes, por ejemplo, plantas que se alimentan de la fotosíntesis, le da al concepto de OGM un significado completamente diferente: la especiación parece bastante posible.

Las habilidades atléticas de una persona pueden ir de la misma manera. La naturaleza de los atletas y los deportes en los que compiten cambiará con el advenimiento de las nuevas tecnologías genéticas. ¿La gente común perderá interés en ellos? La historia dice que no perderán: nos encanta sorprendernos con oportunidades excepcionales e inimaginables. LeBron, Kobe, Shaquille y Bolt estimularon el interés en su deporte. El deporte más popular del año 2100 puede ser luchar en jaulas entre gigantes de 240 cm capaces de patear la cabeza con gracia de ballet y movimientos complejos al estilo de jujitsu. O simplemente un sprint muy, muy rápido, sin ninguna droga.

Stephen Hsu es vicepresidente de investigación y profesor de física teórica en la Universidad Estatal de Michigan. Asesor científico de BGI (Beijing Genome Institute) y fundador de su Laboratorio de Genómica Cognitiva.