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【157】《人类为什么奔跑》

 叶子20211208 2022-11-06 发布于吉林

你好,欢迎每天听本书,今天我要为你讲述的书,是美国生物学家贝恩德·海因里希的《人类为什么奔跑》。

用今天的话来讲,这本书,是一本非常奇妙的“跨界”著作。这是因为作者海因里希,本身就是个斜杠人士,他既是美国佛蒙特大学生物学院的荣誉退休教授,更是一位狂热的长跑运动员,拿过1981年波士顿超级马拉松冠军。海因里希的研究领域,是鸟类和昆虫的行为学,这也为他自己的长跑运动生涯,以及对人类运动的研究,多了一个独特而科学的角度。

之所以说这本书“跨界”,是因为它杂糅了三部分的内容:首先,是作者海因里希对自己长跑运动生涯的回顾。其次,是海因里希从生物进化学角度,对于人类和动物运动方式的分析与知识科普。第三,是作者从跑步爱好者角度出发,谈如何借鉴其他动物的运动方式,优化自己的运动体验,提高成绩。在叙述中,海因里希没有摆出一副专家高高在上的姿态,他的叙述方式既亲切,又通俗,还有点意识流:三类内容在每个章节中都是水乳交融,信手拈来,仿佛是作者海因里希带着大家,在自己熟悉的运动和自然生物世界里来了一场即兴出发的越野跑,一边跑,一边挥洒自如地给大家讲解沿途遇到的风景。无论是跑步与运动爱好者,还是动物科普知识爱好者,都能轻松跟着海因里希教授,享受这一趟旅程,并且获益匪浅。

好,说到这里,相信你已经对这本书产生了相当的兴趣,那么我就分两个部分,来为你讲解这本书的大致内容。首先,让我们来回到百万年前的远古时代,来了解人类如何进化成为双脚直立行走的形态,并且开始在辽阔的大地上自由奔跑。在第二部分中,我们再来邂逅三位动物中出类拔萃的运动教练,来看看人类如何借鉴它们的经验,提升跑步中的运动表现。

第一部分

作者海因里希说,运动,是生命的本质属性:植物的茎秆,都争相向着阳光的方向生长,种子会以各种方式播撒在大地上。同样,各种各样的动物,自从生命开始的那一刻,就开始了运动:或迁徙,或捕猎,或逃跑。总之,所有的生物为了维持自己的存活,都要参加这场由自然界组织的、贯穿一生的运动竞赛。

我们的祖先类人猿,在诞生之初,似乎是一种没有太大竞争优势的动物,比起其他动物,力量、速度、敏捷性和块头都不占优。曾经的他们,和今天我们看到的许多灵长类动物一样,习惯栖息在形形色色、高低各异的树木之上。那为什么我们的祖先会选择下树落地,然后慢慢演化成双足直立行走的姿态,最终开始迈出奔跑的第一步呢?这还要从人类远古的故乡与摇篮,非洲大陆的气候变化说起。

在人类进化的历史上,非洲,这个孕育了现代人类的摇篮,出现过两次巨大的气候变化。分别与人类进化道路上的两个关键节点吻合。第一次剧变发生于距今290万到240万年,第二次发生在大约190万到160万年前。这两次气候剧变的共性就是,漫长的干旱气候,取代了原有多雨湿润的天气,草原面积扩张,森林面积缩减,而原有的类人猿种群灭绝,取而代之的是大脑容量更大,身高体重更占优的新类人猿群体。

由于森林面积的缩减,意味着栖息空间的压缩和食物供给的减少,所以我们的祖先就面临着极大的生存压力,被迫下树落地。在这种定期发生的气候变更中,我们的一部分祖先,被环境所逼迫,于是慢慢进化出了各种适应性能力,比如更大的脑容量、直立行走和工具制造等等。

在平坦的地面上,直立行走,要比原本四肢着地爬行的移动方式,消耗更多的体力,但给人类祖先带来的好处是无可替代的:比如更迅捷的移动速度,更广阔、能够提前发现威胁或者猎物的视野等等,而且直立行走解放了人类祖先的双手,能让他们使用工具和武器,从而进一步促进了人类大脑的发育。

不仅如此,直立行走,还让人类祖先遭受日照的面积缩小了大约60%,进而减少了水分的蒸发,间接提高了人类在地面上持续活动的耐力。

在相对平坦的大草原上,刚刚从树上下来的人类祖先,就面临激烈的生存竞争。狩猎,需要我们有迅捷的移动能力,而逃避大型食肉动物的追杀,同样需要迅捷的移动能力。作者说,刚刚进化出直立行走能力的人类祖先,并不以速度见长,所以人类的狩猎活动,更多以合作方式展开。不过,人类的奔跑能力,也在这种残酷的生存竞争中,慢慢提高。

作者海因里希说,虽然人类的爆发力和速度绝对比不上其他善跑的动物,比如猎豹和羚羊。但是人类属于耐力型跑步选手,在正午非洲草原灼热的阳光下,那些善跑的动物,由于无法降低急剧升高的体温,往往只能维持高速奔跑几分钟,而人类持续奔跑的时间却要长得多。这是因为,比起其他非洲草原上的动物,人类的身体有一个优势,就是我们的汗腺非常发达,而且人体汗腺的总数非常多,高达三百万个。这些汗腺,组成了一套高效的散热系统,通过不断将水分排出身体来进行降温,同时,流汗过程还能让我们有效排出体内代谢产生的有害物质,比如氨和尿酸。所以,如果人类接受持续而有效的训练,就会变成非常优秀的长距离奔跑者,比如优秀的马拉松运动员,能以出汗20磅为代价,一口气跑完几十英里的长距离。

实际上,今天一些原始部落的猎人,比如南非的霍屯督人和布须曼人,或者墨西哥的塔拉乌马拉人,依然保留着来自远古祖先的狩猎方式:就是利用自己超强的耐力,不断追逐自己的猎物。那些被盯上的斑马、羚羊,或者鹿,虽然能够利用自己的速度暂时甩开人类猎手,但在这种长时间的追踪和反追踪里,最终会因为炎热导致的体温过高,力竭而死。

1960年罗马奥运会上,男子马拉松比赛冠军是一位名叫比基拉的埃塞俄比亚选手,更神奇的是,他是不穿跑鞋,光脚跑完全程的。这不由得让我们想起那些在经年累月的狩猎中练就了一双快腿,耐力惊人的非洲原住民猎人。到了上世纪八九十年代,来自非洲的优秀长跑运动员,如同雨后春笋一般地涌现出来,几乎霸占了全球各大田径赛事和奥运会的奖牌榜。这就让我们不禁要问,非洲选手的好成绩和哪些因素有关呢?

对于这个问题,有运动科学专家做过对比测试,发现在BMI指数,也就是身体质量指数基本相同的情况下,非洲黑人运动员的体脂含量分别比白人与拉美选手低2%到4%。从总体上看,非洲黑人拥有更多的快速肌纤维,以及促进合成代谢的睾酮,更修长的四肢,相对紧凑的躯干,较小的骨盆结构和躯干围度,使他们的重心较高,在田径速度类项目中占尽优势。

不过,作者海因里希接下来又说,这些非洲跑步选手成长的地理环境和文化氛围,也是他们成功背后的推力。首先,非洲那些出田径健将的国家和地区,海拔都很高,比如肯尼亚,全国平均海拔1500米,而西部高原地带海拔则能达到2000到3000米 。长期在高原地区生活,能够使人体内产生更多的携氧血红细胞,从而大大增强田径运动员在长途比赛中的耐力。

另外,非洲相对贫穷的生活环境,也让缺乏现代交通工具的非洲人不得不以徒步为出行方式,无形中就等于在进行常态化的田径训练。比如前女子马拉松世界纪录保持者,著名肯尼亚女子田径选手劳洛普就告诉记者,自己小时候,每天早晨都必须和小伙伴一起穿越大概10公里的草原与荒野去上学,为了不迟到,所以就必须快跑。可以说,每天上学这段高强度的越野跑,等于给日后劳洛普的职业运动生涯打下了一个好底子。

第二部分

解释完了人类祖先开始跑步的起源,和为什么非洲人跑得快,作者海因里希接下来就从生物学专家的角度出发,给跑步运动爱好者提了几个提高自己跑步成绩,优化运动状态的小贴士。有趣的是,这些小贴士的灵感来源,并不是作者自己,或者其他职业运动教练,而是海因里希观察研究过的动物们。

首先,海因里希请出的第一位动物跑步教练,是两栖动物树蛙。它负责的训练项目,是教我们如何在长跑中优化步伐和配速。当然,你可别想歪了,说是不是应该在长跑中时不时来一段蛙跳。作者海因里希说,要想解释清楚其中的奥秘,我们要了解的是树蛙擅长的另一类有氧运动:鸣叫。

在4月到9月这个两栖动物的繁殖季节,每天天黑之后,热带雨林里就会响起雄性树蛙聒噪的大合唱。雄性树蛙集体开演唱会的目的,自然是要吸引雌性交配,繁衍后代。通过研究,生物学专家发现,雄性树蛙在这场时间长达几小时的马拉松演唱会里,能消耗掉身体摄氧量的60%左右,几乎与马拉松选手的能量消耗相媲美。所以说,在这场关系到自身基因延续的马拉松演唱会里,只有那些有氧运动能力最强,演唱音量最高,持续时间最长的雄性树蛙才能胜出,留下自己的后代。

支持雄性树蛙持续鸣叫的生物化学反应,和人类跑马拉松一样,都是体内脂肪酸的代谢反应。在这个化学反应中,有一类异常重要的催化剂,柠檬酸合酶。作者海因里希说,雄性树蛙体内的柠檬酸合酶含量,是雌性的12倍之多,这就是雄性树蛙为了求偶,而在漫长的进化过程中形成的性别优势。

为了让自己的演唱会圆满成功,和女嘉宾最后牵手,每一只树蛙都面临一个平衡选择,演唱会的时间,要尽量长,时间太短的话,雌性还没有注意到自己,自己就出局了。同时,演唱会的音量也要尽量大,声量太小,雌性的注意力就会被其他歌声更洪亮的竞争者抢走。然而,树蛙的体力是有限的,难以两全其美,这跟人类长跑选手必须在比赛中,时时平衡配速和步伐,既不能过早消耗完体力,也不能跑得太慢,落于人后,是一个道理。

那么,我们就来看看,雄性树蛙在鸣叫过程中的步伐与配速选择:大合唱刚刚开始的时候,他们会以每分钟六百声的频率开嗓,然后在接下来的两小时中逐渐加速。而到了天快亮的时候,由于很多竞争者已经体力不支,退出了PK,幸存的雄性树蛙就会本着节省体力的原则,逐渐放缓鸣叫的频率。通过测量树蛙体内乳酸的堆积量,生物学家得出一个结论,雄性树蛙体内绝大部分乳酸,是在它们头半小时的鸣叫中形成的。说白了就是在运动的启动阶段,能量消耗最大,所以树蛙纷纷选择在演唱会的开场选择慢热,尽量节省自己的体力。那么切换到人类长跑这个场景,我们从中学到的就是,长跑时缓慢起步,冲刺时也不宜过度透支自己,才能保证自己有充沛的体力,完成整个赛程。

树蛙教练教给我们的第二个核心技巧,就是把控休息的时段和间歇。生物学家发现,如果多只树蛙分布在相对比较靠近的空间里,那么它们就会开始竞争,力图用自己的声音压倒对方,单次鸣叫的持续时间不断拉长,往往能达到独处时鸣叫时间的两倍,这是因为雌性比较容易青睐鸣叫时间更长的雄性。

当然啦,树蛙维持鸣叫的时间越长,消耗的能量越多。这种情况,在人类的长跑运动中也有类似的对应体现:你步子迈得越大,你就越容易感到疲劳。具体来说就是,无论人还是其他动物,单次动作持续的时间越长,消耗的糖原也越多;如果体内糖原耗尽,那么我们的代谢系统也没办法高效地分解燃烧脂肪,为运动提供能量。根据生物学家统计,平均鸣叫声维持在350毫秒左右的树蛙,演唱会平均持续时间是3.75小时,而平均鸣叫声维持在500毫秒长度的树蛙,只能持续鸣叫2.25小时。

所以,对照树蛙的演唱会经验,作者海因里希的意见就是,我们在长跑中,应该严格控制步伐幅度,然后在奔跑和行走休息模式之间快速切换,具体节奏因人而异。海因里希的朋友,著名长跑选手斯坦尼就说,他用这套快速切换式的跑法,在1993年一场超级24小时马拉松赛中,跑出了160英里的惊人成绩。

接下来,海因里希请出的第二位动物教练,是熊蜂。它将教给我们,如何合理配置运动食谱,优化我们的跑步表现。

前面说过,人类和其他动物一样,运动所需的能量,来自体内脂肪酸的代谢反应,而糖分是这种化学反应中的必要燃料。人体内储存的糖,总量大约是2000卡路里,如果我们开始一场不间断的长跑,那么我们体内的糖会在跑到26英里左右的时候消耗殆尽,脂肪和蛋白质就会被身体拿来作为能量来源,代谢反应效率将急剧下降。在体内的糖类消耗殆尽时,我们的身体会感到一种突然的不适,尤其是一种难以忍受的筋疲力尽感,跑步爱好者和运动员把它称之为“撞墙期”。所以,对于立志于长跑项目的人来说,在比赛和日常训练中,有意识地调整自己的膳食结构,提升身体中的糖分储存,是一件很有必要的事情。

那么,就让我们来看看这位膳食搭配教练,熊蜂是如何做的。熊蜂是昆虫中的耐力飞行高手,而这种神奇表现的秘密,就在于它胃里的花蜜。根据昆虫学家的试验,如果熊蜂的胃里,装上相当于它空腹时体重的花蜜,那么熊蜂能够一口气飞上三个小时,花蜜中丰富的糖分,为这种持续飞行提供了源源不断的能量。

糖分,以肌肉糖原、血糖和肝脏中的肝糖三种形式存在于我们的身体中。然而很多市面上的运动饮料,都标榜自己富含大运动量必需的电解质和抗氧化剂,少含或者不含糖分。作者海因里希说,这是一种误区,不要被带到沟里;要想在跑步,尤其是长跑中保存充沛的体力,糖的摄入补充是第一重要的。听到这里有人会说,那有什么难的,一边跑步一边吃糖可不可以?很遗憾,由于生物进化的结果,边运动边进食这种行为其实很难进行,因为剧烈运动的目的,是为了狩猎或者逃生,而在这个过程中食用固体食物,第一,会增加自身身体的重量,第二,胃的消化活动会和维持运动的肌肉争抢宝贵的血液供给,所以在运动过程中强行进食,往往会以呕吐而告终。

那怎么办呢?作者海因里希说,也许我们应该和熊蜂一样,在长跑过程中定期定量摄入一些富含糖分的饮料。比如说2000年悉尼奥运会女子马拉松冠军,日本运动员高桥尚子,她的秘诀就是在训练和比赛中饮用蜂王浆。海因里希自己也做过试验,他在书里说,自己曾经尝试在长跑的时候喝一些常见的含糖饮料,比如啤酒和蜂蜜,但是效果都不好。最后他发现,跑步途中喝蔓越莓果汁,结果反而不错。另外,另一位著名长跑运动员范登德里舍,也在书中公布了自己在百公里极限跑比赛中的饮料摄入标准:前40公里,喝糖水,然后开始转为运动饮料,最后冲刺,是运动饮料、百事可乐和饮用水一起喝。

好了,通过树蛙和熊蜂两位老师的辅导,营养问题解决了,配速和步幅也都调整好了,接下来出场的,是一位货真价实的田径高手,鸵鸟。它要教给我们的,是如何通过优化跑步中的体态姿势,来提高我们的跑步成绩。

在生物学家眼里,鸵鸟是陆地上最优秀的田径选手之一,它们优秀的奔跑能力,既来自有利于奔跑的身体结构,也来自优良的跑步姿势。如果你仔细观察奔跑中的鸵鸟,就会发现,它从头到肩,身体垂直方向的移动几乎没有,简直如同在地面上平稳地向前滑翔。如果这时候给鸵鸟戴上一块智能运动手表或者手环,一定会显示,鸵鸟拥有非常优秀的垂直步幅比;说白了就是,鸵鸟每跨出一步,向前移动的水平距离,要远远高于它身体上下颠簸所造成的垂直位移距离。鉴于鸵鸟每跑一步的能量都是基本守恒的,也就证明这些能量都尽量用在了关键的前进运动中,耗费在无效的垂直颠簸上的能量非常少。 同样,优秀的人类田径运动员,在奔跑的时候,也和鸵鸟一样,基本让自己的身体维持在一个水平滑翔的状态,上下颠簸的幅度非常小。

反过来说,如果仔细观察一下我们身边那些跑步初学者的跑步动作,就会发现,他们在跑动中身体上下的位移非常大,这就造成了海量的能量浪费。作者海因里希说,假如一个68公斤左右的田径运动员,每跑一步,身体上下的振动幅度是3英寸,也就是7厘米不到一点,那么一个100公里的超级马拉松跑下来,浪费掉的能量,足够他拎着与自己体重相同的重物,跑上3公里多,能量浪费可谓非常惊人。

那么,如何减少身体垂直带来的上下振动,改善垂直步幅比呢?作者海因里希的经验是,为了节省能量,跑完特定距离所用的步数一定要尽量少,所以要提高步幅,也就是每一步尽量都要抬高膝盖,往前多迈。

当然,有些跑步运动专家并不完全同意海因里希的理论,他们认为,不一定要刻意追求大的步幅,因为有时过大的步幅度反而会增大身体垂直方向的振动,秘诀反而在于缩减脚掌蹬踏地面的时间。顶级马拉松运动员脚掌的触地时间可能只有180毫秒,这样能够尽量把能量用于水平向前方向推进。另外,对于腰腹核心肌肉群的训练也非常重要。因为只有拥有发达的核心肌肉群,跑步时才能持续利用核心肌肉群发力,“压”住自己的身体,有效控制你的脊椎和骨盆,不会出现上下左右乱扭,白白消耗能量的情况。

结语

好了,这本《人类为何奔跑》的主要内容,大致就为你介绍到这里。在本书中,作者海因里希可以说带着读者在地图上来了一趟轻松的越野跑:从自己的成长经历,参加的长跑比赛,再到世界上林林总总的生物栖息之地,可以说是行马天空,信手拈来:从进化生物学角度,为我们讲述了人类祖先如何迈出了奔跑的第一步,那些奔跑和运动能力出色的生物,究竟在身体构造上有哪些优秀之处,以及人类如何能够向它们学习借鉴,改善自己的运动表现。

海因里希告诉我们,生物的进化是一种相对公平的演进,有得必有失。羚羊和猎豹虽然获得了轻盈的身体构造和绝佳的爆发力,但也因为较低的体脂含量而无法长时间维持它们风驰电掣的速度。 同样,其他动物也为了适应自己的环境,进化出了与之匹配的运动能力,同时牺牲了其他:比如骆驼的行动速度虽然不快,但它拥有超强的体温条件和水平衡能力,从而保证了它在沙漠中是绝佳的耐力型田径选手。 而我们人类呢?虽然没有顶级的爆发力,但却在狩猎和奔跑中,逐渐演化出了不错的耐力,以及最为重要的语言智慧。

另外,通过介绍树蛙、熊蜂、鸵鸟的运动秘诀,海因里希给跑步运动爱好者总结了几条优化表现,提高成绩的方法:

1. 开场慢热,保持体力;

2. 快走休息模式与跑步模式定时切换,不要间隔太长;

3. 长跑中注意补充糖分;

4. 通过锻炼腰腹核心肌肉群,不断优化自己的垂直步幅比,减少身体垂直位移带来的能量损耗。

在本书结尾,海因里希充满激情地回忆了自己在1981年芝加哥100公里超级马拉松赛事中夺冠的经历。对于任何一个跑步爱好者来说,参加专业赛事,是一项系统工程,需要大量科学的训练、合理的膳食结构、精心制定的策略,以及顽强的意志。正如作者所说,跑步是人类自古以来,所从事的最简单,最接近本能的运动,然而为了更加优秀,出类拔萃,你必须紧密围绕自己的目标,细心打磨每一个细节,如同人类的祖先一样。只不过,我们的祖先更多是为了生存而奔跑,而我们,则是为了挑战自我和实现梦想。

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