Jak szybko może biec człowiek? Historia i przyszłość szybkości

Szybciej, wyżej, mocniej – dewiza ruchu olimpijskiego, ale też mantra, którą powtarzają sportowcy. Bo jeśli start, to tylko po rekord. Bo rekord to premie od organizatorów i bezcenny czas antenowy. A obecność w mediach to znów wypłaty tantiem od sponsorów. Dlatego w świecie sportu tajemnica szybkości jest poszukiwana jak kamień filozoficzny.

44 km/h - najwyższa zarejestrowana prędkość człowieka

Nagroda wysoka, ale poszukiwania niełatwe. Trafnie podsumował to Roger Bannister, który jako pierwszy złamał granicę czterech minut na milę i był znanym neurologiem: „Ciało człowieka jest całe wieki przed fizjologami. Tworzy tak skomplikowane powiązania między sercem, płucami i mięśniami, że są one jeszcze zbyt zawiłe dla naukowców”.

Ośrodki badawcze nie zamierzają składać broni i gonią sekrety ciała. Dlatego pytanie: „Czy padną nowe rekordy świata?” jest bezzasadne. Padną, nie wiadomo tylko, kiedy to się stanie. „Od 30 lat, czyli od zakończenia mojej kariery, ciągle jestem pytany, czy już osiągnęliśmy maksimum swoich możliwości – mówi Marian Woronin, najszybszy Polak, z życiówką 10,00 s na 100 metrów. – Kolejni rekordziści będą się pojawiać. Bo muszą! Tylko zatrzymanie finansowania w sporcie sprawiłoby, że sportowcy przestaliby łamać bariery czasowe”. 

Co tak wolno?

Wiszące w powietrzu kolejne rekordy dają poczucie, że nie tylko technologicznie osiągamy szczyt rozwoju, ale i pod względem fizycznych możliwości też jesteśmy coraz lepsi. To pozwala myśleć, że Usain Bolt, posiadacz rekordu świata na 100 m i najwyższej zarejestrowanej prędkości biegu człowieka (44 km/h), jest nie tylko najszybszym człowiekiem na świecie obecnie, ale najszybszym, jakiego kiedykolwiek nosiła Ziemia. Jest jednak duża szansa, że byli szybsi.

W przeszłości szybkość nie była potrzebna do bicia rekordów. Szybki po prostu złapał obiad i jednocześnie sam nie został czyjąś kolacją.

Patrząc nie tylko na ostatnie stulecia, ale na całą historię ewolucji człowieka, można dojść do wniosku, że ludzkość zwolniła i dopiero powoli wraca do swoich dawnych umiejętności. Według naukowców zaciągnęliśmy hamulec ręczny razem z rozwojem rolnictwa, rewolucją przemysłową i współczesnym siedzącym trybem życia.

„Nigdy nie będziemy mieli pewności, czy nasi przodkowie nie byli szybsi – zastrzega Colin Shaw, antropolog z Cambridge University. – Natomiast szkielety, jakie badamy z późnego plejstocenu, dowodzą, że człowiek był wówczas bardzo aktywny fizycznie. Kończyny miał znacznie lepiej rozwinięte niż nawet współcześni wyczynowi biegacze”.

Nasi przodkowie zajmujący się zbieractwem i łowiectwem mogli być od nas silniejsi i szybsi. Do takich wniosków doszli archeolodzy analizujący ślady stóp Aborygenów odkryte w Australii. Zachowały się one w skamieniałym dnie jeziora, a datowane są na 20 000 lat. Badacze mówią, że zostawił je człowiek poruszający się z prędkością 45 km/h! Szanse, że był to ówczesny najszybszy biegacz, są marne. Bardziej prawdopodobne, że przeciętny Aborygen sprzed 20 tysięcy lat bez problemu wygrałby z naszym aktualnym mistrzem. Nie tylko szybkością imponowali nasi przodkowie.

Czytaj też: Historia biegania. Od prehistorii do współczesności

8,58 - statystycznie obliczony możliwy wynik na 100 m

Daniel Lieberman, biolog ewolucjonista z Harvardu, tropi dowody dawnej chwały człowieka jako najlepszego biegacza pośród wszystkich gatunków: „Nie ma wątpliwości, że dostaliśmy w spadku od przodków ciała przystosowane do biegania. Człowiek jest jednym z niewielu ssaków, który potrafi pokonać długie dystanse. I jedynym, który przebiegnie maraton w upale”.

Choć dziś w niektórych sytuacjach lepiej byłoby mieć cechy pozwalające bardzo szybko biegać, bo przy prędkości maksymalnej 45 km/h żaden autobus by Ci nie uciekł. Stety lub niestety, pozostało nam więcej atrybutów długodystansowca. Gdyby zorganizować międzygatunkowe igrzyska, mielibyśmy pewne medale w konkurencjach wytrzymałościowych. Tysiące biegaczy, którzy złamali 3 h w maratonie, wygrałyby z końmi w gorących warunkach.

Natomiast czołówka jamajskich sprinterów byłaby wolniejsza nawet od domowego kota (48 km/h). Na szczęście mają szanse z misiem polarnym (40 km/h). 

Powrót do korzeni biegania

Skoro jednak panuje dzisiaj gorączka rekordów, to może chociaż wyczynowi sportowcy w końcu przegonią kota? W przewidywaniach przyszłych wyników pomaga statystyka. Mark Denny, biomechanik ze Stanford University of California, przeanalizował olbrzymie ilości danych z najlepszymi wynikami, jakie osiągnęli ludzie, psy i konie. Z jego badań wynika, że konie swoje maksimum szybkości osiągnęły jeszcze przed 1950 rokiem.

Potem nastąpiła stagnacja i nie obserwowano większych postępów. Podobnie ma się sytuacja z psami wyścigowymi. Ich najlepsze wyniki ustabilizowały się w latach 70. Tymczasem człowiek ciągle poprawia swoje rezultaty. Badacz zastrzega jednak, że też zbliżamy się do absolutnego limitu: „Spójrzmy na inne gatunki, które przecież hodujemy, żeby biegały coraz szybciej. Mają swoje ograniczenia! Nie widzę powodów, dlaczego pod tym względem mielibyśmy się od nich różnić”. Według jego obliczeń rekord Usaina Bolta można jeszcze poprawić o sekundę.

Bardziej łaskawy jest dla maratończyków. Obecny najlepszy rezultat, czyli 2:01:39, można podkręcić ok 2 minuty (Przeczytaj raport RW na ten temat: Maraton poniżej 2 godzin. Kto i gdzie złamie tę granicę?). Podobnie sprawa ma się z rekordem Pauli Radcliffe. Denny obstawia wynik 2:12:41, a potem koniec z rekordami. Taka wizja jest nie do zaakceptowania przez część naukowców i samych sportowców. Przywołują, że środki przekazywane na zbadanie ciała człowieka są nieporównywalnie większe niż na zwierzęta.

„Doping genetyczny, farmakologiczny, a ostatnio nawet technologiczny. To wszystko dzieje się już na naszych oczach – wylicza Peter Weyand, fizjolog z Southern Methodist University. – Nie tylko 9 s na 100 m zostanie złamane. Sądzę, że będziemy obserwować nieprawdopodobne rekordy na innych dystansach jeszcze za naszego życia. Wynika to z charakteru współczesnego sportu”.

5,18 - czas na 100 m przy wykorzystaniu maks. siły mięśni

„Naukowcy swoje, a sportowcy muszą mieć marzenia – mówi z kolei Grzegorz Gajdus, były rekordzista Polski w maratonie z wynikiem 2:09:23. – Kolejne granice będą przekraczane. Boję się tylko jednego: że mistrz, który będzie na ustach całego świata, po kilku latach zostanie złapany na dopingu. Obecnie trwa farmakologiczny wyścig zbrojeń, żeby wymyślić coś, co nie jest jeszcze zakazane. Dlatego zawsze moje wątpliwości budzą zawodnicy, którzy pojawiają się znikąd i w debiucie w maratonie biegną 2:06, kiedy nie udawało się to takim gigantom, jak Paul Tergat czy Haile Gebrselassie”.

Patent na szybkość

Każdy rekord będzie budził wątpliwości, że został osiągnięty w sposób nielegalny. Ujawnienie kolejnego głośnego nazwiska sportowca, przyłapanego na stosowaniu dopingu, nakręca spiralę pytań, które wyniki udało się wybiegać bez wspomagania. I wtedy w kuluarach pojawiają się skrajne głosy, że wszystkie rekordy mogą rodzić się w laboratoriach medycznych.

1:59:23 - przewidywany najlepszy wynik w maratonie

Ale badania nad opracowaniem formuły szybkości cały czas trwają też po jasnej stronie mocy. Peter Weyand widzi olbrzymi potencjał w ekonomii ruchu. Przeprowadził badania, z których wynika, że w czasie biegu korzystamy z nóg jak podczas skakania na trampolinie. Większość siły zostaje wykorzystana do wybicia w górę, a tylko część do napędzania ciała w poziomie. Kiedy skaczesz na jednej nodze, uderzasz o podłoże z siłą o 30% większą niż w trakcie biegu.

Na tej podstawie obliczono, że jeżeli człowiek odbijałby się ze swoją maksymalną siłą od podłoża, w teorii mógłby biec z szybkością 19,3 m/s, a to oznacza czas 5,18 s na 100 m!

Peter Weyand chciałby stworzyć uniwersalną formułę techniki biegu i poprawiać niedociągnięcia najlepszych zawodników. „Goszczę wielu biegaczy z elity w laboratorium i każdy ma elementy, które można poprawić. Technologicznie metoda jest prosta. Wykorzystuje się czujniki ruchu i kamerę. Po badaniu zawodnik i trener otrzymują receptę, które detale poprawić, tak by bieg był bardziej efektywny” – mówi naukowiec.

2:12:41 - przewidywany rekord świata w maratonie kobiet

O ile w przypadku amatorów praca nad techniką może dać duże efekty, tak u elity nie zawsze się to opłaca. Eksperci przypominają, że w bieganiu nie ma not za styl. I często oryginalna technika mistrza jest najefektywniejsza.

„Wystarczy obejrzeć, jak rekordy bił Michael Johnson – mówi Michał Garnys, fizjolog z 4Sportlab.pl. – Jego krok porównywano do chodu kaczki. Wybitni sportowcy, ze względu na takie wrodzone cechy, jak właśnie szybkość, pomimo błędów technicznych świetnie biegają. Zapewniam, że sztab Johnsona wiedział o jego niedociągnięciach. Zapewne nie próbowali naprawić ich na siłę, bo to mogło tylko źle odbić się na jego wynikach”. 

Zobacz, z jaką łatwością przychodzi bieg Kenijczykom. Harmonia ciała i ruchu. Niemal wzór efektywności. Nikt ich jednak tego nie uczy, oni się z tym rodzą. „Genialną ekonomię ruchu najlepsi biegacze świata mają we krwi – mówi fizjolog Szczepan Wiecha. – Dlatego raczej trzeba spodziewać się sportowca, który będzie miał fenomenalną technikę i to ona będzie go predestynowała do bicia rekordów. Droga w drugą stronę, że komuś tej idealnej formuły uda się nauczyć, jest raczej niedostępna”.

Przeczytaj więcej o ekonomii ruchu: Ekonomia ruchu. Jak oszczędzać energię w biegu?

Sekret szybkości tkwi w DNA?

Tym samym dochodzimy do wniosku, że szybkim lub wytrzymałym po prostu trzeba się urodzić. Stąd blisko do spotkania genetyki i szybkości. Australijska genetyczka Kathryn North odkryła już gen szybkości – to Alpha-actinin-3 (ACTN3). Posiadają go prawie wszyscy jamajscy i nigeryjscy sprinterzy, ale niewielu zawodników z północnych klimatów.

Tak samo sprawa ma się w przypadku biegania długodystansowego. Tylko 4 Polaków w historii przebiegło maraton poniżej 2:10, a w październiku 2011 roku udało się to zrobić 32 mężczyznom z Kenii. Dlatego biegacze z Afryki Wschodniej są ciągle badani na wszystkie możliwe sposoby, żeby odkryć sekret ich szybkiego, długodystansowego biegania. Lista jest już długa, a pewnie będzie jeszcze dłuższa.

Znowu wszystkiemu winne są geny i warunki życia: dłuższe ścięgno Achillesa, drobniejsze łydki, lekki szkielet, sprawniejszy układ krążenia, proporcje włókien szybkokurczliwych do wolnokurczliwych – to pozwala im biegać szybciej przy mniejszym wysiłku niż pozostałej części ludzkości. Mutacje genetyczne mogą zdarzyć się jednak też pod inną szerokością geograficzną.

Najgłośniejszym przykładem jest Eero Mäntyranta, fiński biegacz narciarski, multimedalista olimpijski i mistrzostw świata. Odkryto u niego i członków jego rodziny zmiany w genach, dzięki czemu miał nienaturalnie wysoki poziom czerwonych krwinek (zadaniem erytrocytów jest transport tlenu z płuc do komórek ciała). Dlatego Fin mógł biegać szybciej i dłużej niż inni.

„Genetyka pozwoli lepiej wyławiać talenty – przewiduje fizjolog Michał Garnys. – Już dzisiaj w niektórych sztabach trenerskich pracę z zawodnikiem zaczyna się od przebadania materiału genetycznego. Kiedy natrafi się na nieoszlifowany diament, obchodzi się z nim jak z jajkiem i bardzo uważnie prowadzi”. 

Pokusa, żeby wykorzystać inżynierię genetyczną do stworzenia idealnego biegacza, jest ogromna. Ponieważ taki doping jest w zasadzie niemożliwy do wykrycia, pojawiają się głosy, że obecnie rekordy biją osoby po terapii genowej lub niebawem zaczną.

Czy mózg nadąży za nogami?

Niemożliwe nie istnieje? Naukowcy sprawdzają to na wszystkie sposoby. Na razie otrzymują jednak sprzeczne wyniki.

Są jednak tacy, którzy uważają, że nie trzeba szukać lepszych wyników w laboratorium, ale między uszami. I przyszłe rekordy przypisują sile umysłu. „Nasze ciała są stworzone do znacznie lepszych osiągnięć – twierdzi Nicholas Romanov, jeden z czołowych trenerów świata. – Problemem jest to, co postrzegasz za możliwe. Według mnie Bolt może pobiec 9,11 s na 100 m, tylko obawiam się, że jego głowa nie jest na to gotowa”.

Jedno jest pewne: poszukiwania sekretu szybkości będą odbywały się wszystkimi możliwymi drogami. A co na tym zyskasz Ty? Zapewne oglądane do znudzenia powtórki z bicia rekordów. Może nowe metody treningowe. Może plany dopasowane do genów. Może lepszy sprzęt biegowy (Zobacz też: Bieganie przyszłości. Jak będzie wyglądał sport za 20 lat?). Na szczęście walka przysłowiowego Kowalskiego z szybkością jest znacznie łatwiejsza.

Świetnie podsumował to pisarz Haruki Murakami. Sam zaczął biegać w wieku 33 lat, a szczyt możliwości osiągnął, mając czterdziestkę na karku. Oto jego słowa: „Szybkość to pokonywanie siebie z wczoraj”.

Sekrety zaklinaczy szybkości

Startując i trenując innych, udowodnili, że mają swoje sposoby na ujarzmienie szybkości. Zdradzają swoje metody amatorom.

• Marian Woronin (sprinter, rekordzista Polski na 100 m): Przekornie przestrzegam amatorów przed gonitwą za rekordami. Trenuj dla zdrowia fizycznego i psychicznego. Niech życiówki będą tylko efektem ubocznym, dodatkiem do tej zabawy. Kiedy zaczynasz pościg za wynikami, przestaje to być sport amatorski. Zmieniasz się w wyczynowca. I nieważne, czy osiągniesz, czy nie swój główny cel. Prawdopodobieństwo, że szybciej stracisz serce dla tej dyscypliny, jest większe niż kiedy biegasz tylko dla przyjemności.

• Alberto Salazar (trener znanych biegaczy, m.in. Mo Faraha): W sferze umysłu musisz mieć długoterminowy cel, do którego będziesz stopniowo dążyć. W sferze ciała wierzę, że szybsze treningi to szybsze bieganie. Dlatego różnicuj tempo swoich sesji. Nie bój się dodać sprinty po długich biegach. Szukaj mocy i szybkości na podbiegach: na pewno je tam znajdziesz. Korzystaj z planów treningowych. Moi zawodnicy osiągają najlepsze rezultaty, kiedy przygotowują się do startu przez około 10 tygodni.
• Grzegorz Gajdus (trener, były rekordzista Polski w maratonie): Każdy, kto chce być szybki, musi być najpierw cierpliwy. Zaczynasz powoli od regularnych dawek ruchu. Dzięki temu zrzucasz nadwagę, która pojawiła się przez brak aktywności. Wzmacniasz ciało ćwiczeniami. I zaczynasz powoli się rozwijać. Mam na myśli szykowanie się najpierw do 5 km, potem do 10 km, a następnie do połówki i maratonu. Poprawienie wyników na krótszych dystansach poskutkuje lepszym rezultatem w maratonie. Nie wierzę w drogę na skróty.

Bitwy o czas, czyli krótka historia szybkości

• 1939 - Taisto Mäki łamie 30 minut na 10 000 metrów. Fin osiąga wynik 29:52,6.
• 1942 - 5000 metrów pokonane po raz pierwszy poniżej 14 minut. Udaje się to szwedzkiemu biegaczowi Gunderowi Häggow.
• 1954 - Roger Bannister jako pierwszy pokonuje milę (1609 m) poniżej 4 minut. Dokładny wynik to  3:59,4. 
• 1960 - Otis Davis i Carl Kaufmann w jednym biegu przebiegają 400 m poniżej 45 s (44,9 s). Rekordzistą świata został Davis.
• 1967 - Derek Clayton łamie 2:10 w maratonie. Pokonuje 42,195 m w japońskiej Fukuoce w 2:09:36.
• 1968 - Pęka 10 s w biegu na 100 m. Jim Hines na pokonanie tego dystansu potrzebował 9,95 s.
• 1975 - Helmut Urbach łamie 7 godzin w biegu na 100 km. Zrobił to w 6:59,57.
• 1978 - Donald Ritchie pokonuje 100 km w 6:10:02. Kolejna bariera do złamania to 6 godzin.
• 1999 - Hicham El Guerrouj bije rekord świata na milę wynikiem 3:43,13. Kolejna bariera to 3:40.
• 1999 - Michael Johnson łamie rekord świata na 400 m. Jego wynik to 43,18. 
• 2004 - Rekord świata na 5000 m w wykonaniu Kenenisy Bekele - 12:37,35. Kolejny cel: 12 minut.
• 2005 - Kenenisa Bekele biegnie 10 000 m w 26:17,5. Następną barierą do złamania będzie 26 minut.
• 2009 - Usain Bolt ustanawia rekordy świata na 100 m 9,58 s i 200 m – 19,19 s.
• 2014 - Dennis Kimetto pokonuje maraton w 2:02:57. Nowa bariera do sforsowania: 2:02.
• 2016 - Wayde van Niekerk ustanawia nowy rekord świata na 400 m - 43,03. Kolejna bariera do pobicia to 43 sekundy.
• 2018 - Eliud Kipchoge kończy maraton w Berlinie ustanawiając nowy rekord świata - 2:01:39.

RW 05/2016