Kami belum mendekati batas prestasi olahraga.

Selama bertahun-tahun saya tinggal di Eugene, pc. Oregon, dikenal sebagai Pusat Atletik AS. Setiap musim panas, kompetisi tingkat pertama seperti Kejuaraan Atletik AS atau kualifikasi Olimpiade mengumpulkan atlet kelas dunia di Stadion Universitas Oregon. Sangat menyenangkan kadang-kadang menemukan atlet-atlet terhebat di kafe-kafe lokal atau toko es krim, atau bahkan membawa beban atau berlari di sepanjang lintasan bersama mereka. Suatu pagi, saya terkejut melihat bagaimana saya, seperti pria yang berdiri, disalip oleh seorang wanita yang berlatih lari 400 m.Kecepatan latihannya berlari sehingga saya hanya bisa berlari cepat di jarak yang jauh lebih pendek.

Faktanya adalah dia adalah pengecualian dari aturan, dan aku tidak. Prestasi atletik mematuhi kurva distribusi normal, seperti banyak nilai lainnya di alam. Ini berarti bahwa jumlah orang yang mampu mencapai prestasi luar biasa menurun secara eksponensial dengan meningkatnya tingkat pencapaian. Seorang siswa dari tim regional dapat menjalankan perlombaan 100 meter dalam 11 detik, seorang juara negara menjalankannya sedikit lebih cepat dari 11 detik, dan hanya beberapa dari ratusan juara negara bagian yang berbeda dapat mendekati 10 detik.


Carl Lewis menjalankan estafet 4x100 di Olimpiade 1984

Jika Anda bergerak di sepanjang kurva ini lebih jauh, Anda dapat mencapai sumber asli yang paling asli - orang-orang yang memecahkan rekor dan mendorong batas-batas yang mungkin. Ketika Carl Lewis mendominasi sprint pada 1980-an, jarang ada yang bisa berlari seratus meter lebih cepat dari 10 detik, dan hasilnya hampir sepuluh tempat pertama dijamin bahkan di Olimpiade. Tinggi Lewis 188 cm, yang dianggap cukup tinggi untuk pelari cepat. Pertumbuhan yang lebih tinggi dianggap sebagai kelemahan bagi pelari cepat dan dikaitkan dengan ritme dan kecepatan yang lebih lambat.

Karena itu, tidak ada yang meramalkan penampilan pria seperti Usain Bolt. Tingginya 195 cm, ia berlari seratus meter hampir setengah detik lebih cepat dari atlet terbaik dari generasi sebelumnya, dan sepertinya milik jenis yang sama sekali berbeda. Langkahnya dapat mencapai 280 cm, dan, ketika mereka menulis tentang dia dalam sebuah studi dari 2013 di European Physical Journal, dia menunjukkan hasil “menarik dari sudut pandang fisika, karena dia dapat mencapai akselerasi dan kecepatan yang hingga saat ini tidak tunduk pada yang lain ".

Bolt bukan hanya yang tercepat di dunia. Dia lebih cepat daripada pelari kelas dunia dari generasi sebelumnya, menggunakan bahan kimia yang meningkatkan hasil. Pelari Kanada, yang berasal dari Jamaika, Ben Johnson, mencatat rekor 9,79 detik di Olimpiade 1988, di depan Lewis, dan bahkan membual bahwa dia akan berlari lebih cepat jika dia tidak mengangkat tangannya dalam kemenangan bahkan sebelum selesai. Kemudian ternyata dia menggunakan steroid.

Tetapi bahkan kombinasi dari pelari terbaik dan steroid anabolik tidak dapat bersaing dengan pemimpin genetik. Bolt menunjukkan waktu 9,58 detik di Kejuaraan Atletik Dunia pada 2009, mencetak rekor dunia dan melampaui rekornya sendiri sebanyak sepersepuluh detik.

Kisah serupa dapat ditemukan dalam sejarah NBA. Shaquille O'Neill adalah orang pertama yang tingginya lebih dari 210 cm di liga yang mampu menunjukkan energi dan ketangkasan seseorang dengan perawakan yang jauh lebih kecil. Dia bukan tiang atau kabinet, dan akan terlihat seperti seorang atlet dengan berat 90 kg jika skalanya dikurangi menjadi 182 cm. Ketika Shakilu jatuh ke tangan bola di dekat cincin, tidak satu orang pun (dan kadang-kadang keduanya) bisa ikut campur buat dia dunk. Setelah Lakers memenangkan tiga kejuaraan berturut-turut, NBA harus mengubah peraturan secara drastis dan memungkinkan pertahanan zona untuk mengurangi dominasi Shaquille. Dia menjadi contoh pengucilan genetik, yang hasilnya tidak bisa dikritik orang lain dalam waktu lama karena dikritik karena terlalu lunak kebijakan tentang doping; misalnya, mereka menambahkan tes darah untuk keberadaan hormon pertumbuhan hanya tahun lalu. Apa pun doping yang digunakan di sana, itu tidak cukup untuk mencapai tingkat Shaquille.



Potensi peningkatan hasil doping adalah sederhana. Sebagai contoh, Mike Israelatel, profesor fisiologi olahraga di Temple University, memperkirakan bahwa doping meningkatkan berat badan hanya 5-10% ketika mengangkat beban. Bandingkan dengan kemajuan dunia dalam bench press: 164 kg pada 1898, 165 kg pada 1916, 227 kg pada 1953, 272 kg pada 1967, 303 kg pada 1984, dan 331 kg pada 2015. Doping dapat digunakan untuk memenangkan kompetisi apa pun. tetapi tidak sebanding dengan tren jangka panjang peningkatan hasil, yang terutama tergantung pada orang yang secara genetik luar biasa. Dengan bertambahnya jumlah orang yang mengangkat beban, semakin banyak kepribadian yang luar biasa mulai muncul di ujung kurva distribusi, mendorong rekor dunia semakin jauh.

Dengan cara yang sama, Lance Armstrong , yang menggunakan bahan kimia dalam lomba Tour de France 1999, menyalip posisi runner-up Alex Zulle selama 7 menit dan 37 detik, yaitu sekitar 0,1% dari total waktu balapan. Ini tidak ada apa-apanya dibandingkan dengan peningkatan kecepatan secara alami yang terjadi dalam lomba ini selama 50 tahun terakhir. Eddie Merckx memenangkan perlombaan pada tahun 1971, ketika durasinya hampir sama dengan perlombaan 1999 dengan waktu 5% lebih buruk daripada Zulle. Tentu saja, peningkatan juga dilakukan dengan meningkatkan metode dan peralatan pelatihan. Tetapi sebagian besar - ini adalah kemampuan olahraga untuk menemukan saingan dengan kemampuan alami yang lebih luar biasa, bergerak lebih jauh ke ujung peluang.

Dan kami baru saja mulai memahami apa yang menjadi subyek orang-orang yang secara genetis luar biasa. Distribusi normal peluang olah raga menandakan kehadiran sejumlah besar efek tidak kritis, saling bertumpuk, tidak tergantung satu sama lain. Semuanya terkait dengan variasi gen, atau alel, dan mengalami koreksi positif atau negatif kecil dari sifat-sifat seperti pertumbuhan, persentase otot, dan koordinasi. Sekarang jelas bahwa pertumbuhan tinggi berasal dari sejumlah besar variasi gen lipat, dan mungkin dari mutasi yang sangat langka yang sangat mempengaruhinya.

Peneliti genetika George Church memelihara daftar mutasi tunggal semacam itu. Diantaranya adalah varian LRP5, yang memberikan kekuatan tulang yang luar biasa, varian MSTN, yang memberikan otot yang sangat fleksibel, dan varian SCN9A, yang dikaitkan dengan kekuatan rasa sakit.

Gereja telah terlibat dalam salah satu terobosan ilmiah terbesar dalam beberapa dekade terakhir: pengembangan sistem penyuntingan gen CRISPR yang sangat efisien, disetujui untuk uji klinis dan aplikasi medis. Jika teknologi berbasis CRISPR akan berkembang seperti yang diharapkan, maka beberapa dekade tersisa sebelum orang yang dibuat khusus. Mengedit embrio adalah yang termudah segera setelah pembuahan, ketika terdiri dari sejumlah kecil sel, tetapi ini juga mungkin dalam kasus organisme dewasa. Dalam uji klinis CRISPR, yang akan dimulai tahun ini [artikel yang diterbitkan pada Agustus 2016 - sekitar. trans.], akan mengedit sel organisme dewasa yang ada dengan memperkenalkan virus pembawa. Kemungkinan besar, CRISPR, atau versi perbaikannya, dalam waktu dekat akan diakui sebagai metode yang andal dan efektif .

Karena karakteristik tubuh yang kompleks bergantung pada sejumlah besar variasi, kita tahu tentang adanya potensi yang sangat besar, yang tidak dimiliki oleh Shaquille, Bolt, maupun siapa pun. Tidak ada satu pun dari mereka yang hidup dan dekat dengan semua kemungkinan variasi genetik positif. Semua atletik, pada kenyataannya, adalah algoritma pencarian untuk pemilihan pengecualian genetik, tetapi bekerja sedikit kurang dari satu abad dan tidak bisa disebut sangat efektif. Pendekatannya adalah ekspektasi pasif tentang bagaimana rekombinasi acak akan menghasilkan variasi-variasi ini dan harapan bahwa pelatihan olahraga akan membantu mengidentifikasi atlet terbaik.

Dan sekarang kita memasuki era ketika DNA tidak akan diambil secara kebetulan, tetapi oleh kecerdasan manusia, menggunakan alat yang dibuat olehnya. Dengan peningkatan dalam pemahaman kita tentang karakteristik tubuh yang kompleks, para insinyur genetika akan dapat mengubah kekuatan, ukuran, kekuatan ledakan, daya tahan, kecepatan, kecepatan reaksi, dan bahkan keinginan untuk sukses, yang diperlukan untuk pelatihan atletik yang lama. Perkiraan jumlah mutasi yang mengendalikan pertumbuhan dan kemampuan kognitif, dua sifat paling kompleks, mencapai angka 10.000, jika kita menyederhanakan dan menerima bahwa dalam setiap kasus 10.000 varian, sekitar setengah dari populasi memiliki mutasi yang diinginkan, maka probabilitas bahwa setelah kawin acak, kita mendapatkan hasil "maksimum", kira-kira sama dengan ^2-10000 , yang kira-kira sama dengan 1/10 ¹⁰⁰ kali 30 kali dikalikan dengan sendirinya. Tentu saja, tidak mungkin mendapatkan 10.000 mutasi sekaligus karena bahaya mendapatkan efek ukuran terlalu besar atau terlalu banyak otot atau jantung terlalu kuat. Namun demikian, hampir pasti akan ada individu yang layak dengan peluang yang lebih unggul daripada orang yang pernah hidup sebelumnya.


Kathy Ledeki berpartisipasi dalam gaya bebas pada jarak 800 m dalam kompetisi kualifikasi untuk Olimpiade

Dengan kata lain, sangat tidak mungkin satu dari 100 miliar orang yang pernah hidup mendekati kemungkinan maksimum. Untuk pencarian yang sepenuhnya acak, Anda mungkin perlu membuat tentang googol orang yang berbeda.

Tetapi dengan pengeditan genetik, kita harus dapat mempercepat pencarian ini. Memang, persilangan hewan ternak seperti ayam betina dan sapi, sesuatu seperti seleksi terkontrol, dengan mudah menyebabkan munculnya hewan, yang jumlahnya di alam bebas akan menjadi satu dalam satu miliar. Perkawinan silang selektif jagung menghasilkan kadar minyak di kernel berubah 32, dikalikan dengan standar deviasi, hanya dalam 100 generasi. Prestasi ini sebanding dengan kenyataan bahwa orang yang paling cocok ditemukan untuk olahraga tertentu. Tetapi pengeditan gen secara langsung dapat memberi kita hasil lebih cepat, dan menghasilkan baut lebih cepat daripada Bolt dan Shaquille lebih baik daripada Shaquille.

Adopsi oleh masyarakat dari teknologi pengeditan gen akan mempercepat pencarian ini. Keputusan terpisah oleh orang tua cenderung meningkatkan insiden mutasi pada populasi yang meningkatkan kemampuan atletik. Ini secara bertahap akan meningkatkan rata-rata populasi dan menggerakkan ekor grafik distribusi. Peningkatan mean dengan satu standar deviasi (misalnya, 8 cm tinggi pria atau 15 poin dalam IQ) akan membuat seseorang dengan karakteristik seperti satu dalam seribu (misalnya, pertumbuhan 2 m dalam kasus populasi AS) 10 kali lebih mungkin.

Freeman Dyson menyarankan bahwa suatu hari orang akan mulai menggunakan teknologi genetik untuk menyesuaikan diri dengan tujuan eksplorasi ruang angkasa - mereka akan menjadi lebih tahan terhadap radiasi, ruang hampa udara dan gravitasi nol, dan bahkan mungkin belajar mengekstraksi energi dari sinar matahari secara langsung. Menambahkan gen dari spesies yang sama sekali berbeda, misalnya, tanaman yang memakan fotosintesis, memberikan konsep GMO makna yang sama sekali berbeda: spesiasi tampaknya sangat mungkin.

Kemampuan atletik seseorang dapat berjalan dengan cara yang sama. Sifat atlet dan olahraga di mana mereka bersaing akan berubah dengan munculnya teknologi genetik baru. Apakah orang biasa akan kehilangan minat pada mereka? Sejarah mengatakan bahwa mereka tidak akan kalah: kita senang dikejutkan pada peluang yang luar biasa dan tak terbayangkan. LeBron, Kobe, Shaquille, dan Bolt merangsang minat dalam olahraga mereka. Olahraga paling populer pada tahun 2100 dapat bertarung dalam kurungan antara raksasa 240-cm yang mampu menendang kepala dengan keanggunan balet dan gerakan kompleks dalam gaya jujitsu. Atau hanya lari sangat cepat, tanpa obat bius.

Stephen Hsu adalah wakil presiden penelitian dan profesor fisika teoretis di Michigan State University. Penasihat Ilmiah untuk BGI (Beijing Genome Institute) dan pendiri Laboratorium untuk Cognitive Genomics.