Почему бабочкам и медведям не нужны спортивные тренировки
Жир – это банковский счет тела. Валюта же – калории. Но этот страховой полис оформляется на короткий срок. Способность быстро терять хорошую физическую форму – это грустная, но необходимая адаптация, делающая наши тела более универсальными и долговечными
Бернд Хайнрих, автор книги «Зачем мы бежим, или Как догнать свою антилопу: Новый взгляд на эволюцию человека» (только что вышла в издательстве КоЛибри) – известнейший энтомолог и орнитолог, профессор Вермонтского университета; он знает всё о шмелях, диких гусях и воронах. И при этом профессор Хайнрих (род. 1940) – один из самых известных в мире бегунов на сверхмарафонские дистанции. Его рекорд 1984 года (160 км за 12 часов 27 минут) держался почти 20 лет. В 2007 почтенный ученый был включен в Зал славы Американской ассоциации ультрамарафона.
Новая книга показывает, как опыт великого спортсмена может обогатить научный арсенал исследователя. В отрывке из книги, который мы публикуем с любезного разрешения издательства, Бернд Хайнрих объясняет, почему большинству животных не надо прилагать никаких усилий, чтобы оставаться в прекрасной физической форме – и почему для нас подобное остается несбыточной мечтой.
Когда в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе я изучал физиологию зависящей от внешней температуры выносливости бражников, я вырастил из гусениц сотни этих насекомых. Я кормил их свежими табачными листьями, которые выращивал в теплице. Большие зеленые личинки – полные и медленные создания – превращались в неподвижные коричневые куколки без конечностей. Две недели они лежали без движения, словно мумии. После двухнедельного перерыва каждая из них окончательно превращалась в бабочку с крыльями, ногами и трубчатым хоботком длиной с собственное тело, который аккуратно сворачивался под головой.
Мотылек выскальзывал из кокона, проползал пару сантиметров вверх по ветке и вяло болтался там пару часов, постепенно расправляя и укрепляя крылья и остальной экзоскелет. К вечеру новая бабочка начинала дрожать минуту-другую. Так она разогревала огромные мощные мышцы, чтобы они могли сокращаться достаточно сильно и быстро для полета. Затем она взлетала на жужжащих крыльях, выполняя превосходно скоординированные движения. В конце разминки и во время полета ее мышцы сокращались сорок раз в секунду. Расход энергии соответствовал титаническому уровню аэробного метаболизма, вчетверо превышающему VO2max выдыхающейся вилорогой антилопы.
Невероятно, но бражники достигают такого высокого уровня аэробного метаболизма практически без тренировок (хотя мышцы могут сокращаться и в стадии куколки). Насколько нам известно, физические упражнения не увеличивают и без того высокий уровень аэробного метаболизма мотылька. Точно так же и многие птицы покидают гнездо, научившись летать практически без тренировок. Все, что им нужно, – немного созреть и слегка приспособиться к окружающей среде.
Интуитивно понятно, что мгновенное приведение себя в форму, как это делают бражники и многие птицы, выгодно короткоживущим животным. У них нет года или даже месяца, чтобы приготовиться к выполнению своих жизненных задач. Бражники питаются нектаром и живут несколько недель. Некоторые другие насекомые, которые совсем не едят, во взрослой стадии живут всего несколько дней. Павлиноглазки (saturniidae) рождаются даже без элементов рта и голодают, так как их запасы энергии иссякают после пары ночей активного полета; они не могут тратить время и энергию на тренировки.
Всякий раз, когда я думал о трудной и подчас мучительной подготовке к забегу, я вспоминал бабочек. Почему же мы теряем форму? Почему бабочкам легко, а нам сложно стать аэробными спортсменами, как в плане производительности, так и в моторной координации? Я знал бегунов, которые бегали быстрее и дольше меня без особой подготовки. У меня не хватало таланта? Я от природы неповоротлив и неуклюж?
В ходе эволюции мы, вероятно, были вынуждены почти постоянно двигаться, чтобы выжить, так что, в отличие от мотыльков, мы вряд ли часто сталкивались с последствиями длительного бездействия. Это подтверждается исследованиями костей медведей. Без повседневной нагрузки, например при ходьбе, наши кости становятся хрупкими и слабыми. Медведи же, которые шесть месяцев проводят в спячке, не страдают от ухудшения костной ткани в результате бездействия.
Аналогично если бег был постоянной частью нашей жизни на протяжении всей эволюции, то теперь он нужен для поддержки оптимального здоровья. Что-то вроде витаминов, которые снабжают нас теми химическими веществами, которые наш организм не научился вырабатывать, потому что они всегда присутствовали в повседневном рационе. Нам нужно заниматься физическими упражнениями и принимать витамины, когда наш обычный образ жизни и питание идут вразрез с условиями жизни, в которых формировался наш вид.
С другой стороны, а может быть, и в дополнение к этому, находиться не в форме – средство адаптации, потому что это гарантирует нейромышечную гибкость. Мы можем переобучать наши тела: например сделать из тощего бегуна тяжелоатлета. Мотыльки так не могут. Они созданы для отличного выполнения одной конкретной задачи, но цена этого – невозможность себя переделать.
Одно из последствий аэробных тренировок – потеря мышечной силы. Не тренируясь, я обычно переступаю три ступеньки за раз, но, когда я готов к бегу на длинную дистанцию, меня хватает только на две. Считается, что потеря взрывной силы, которая происходит при аэробной подготовке, связана с преобразованием быстросокращающихся анаэробных мышечных волокон в медленносокращающиеся. То есть с аэробной подготовкой мы теряем скорость спринта. И наоборот, мы можем специально тренировать спринтерскую скорость, но за счет выносливости.
Те же компромиссы касаются и лишнего веса – еще одного аспекта нездоровой жизни. Когда нам нужна еда, нам, конечно, выгодно быть быстрыми и мобильными, чтобы ее добыть. Как только еда у нас появляется, нужно адаптироваться и хранить то, что мы с трудом завоевали. Становится выгодно не только сбавить темп, но и преобразовать пищу в жир и сохранить ее в нем. Чтобы достигнуть этой цели, нужно снизить мобильность и предаться лени. Как только большинство животных жиреют, они действительно становятся менее подвижными и могут жиреть еще больше, если пища все еще им доступна.
Исключение – птицы, потому что после откорма они быстро используют этот жир в качестве топлива для перелетов или для дрожания в холодные ночи. Они никогда не жиреют даже при наличии еды. Они полагаются на жир в определенные моменты для выполнения конкретных задач.
Жир – это банковский счет тела. Валюта же – калории. Для нас это страховой полис, который оформляется на короткий срок. Лучшее доказательство пригодности жира можно найти у животных, обитающих в условиях выраженной сезонности. В лесах штата Мэн лоси, дикобразы и американские беляки, которые круглый год кормятся легкодоступными почками и ветвями, всегда худы. Им не нужно запасать энергию, и они не запрограммированы на хранение калорий на случай возможного дефицита продовольствия. Худоба же им необходима для того, чтобы убегать от хищников. Для большинства животных постоянный доступ к пище – гарантия от ожирения, потому что у них нет необходимости в жире, зато есть преимущества оставаться худыми.
С другой стороны, животные, чей корм исчезает зимой – среди них сурки, медведи, еноты и скунсы, – тучнеют к осени. Тогда они пользуются любым случаем поесть, словно завтра еды уже не будет. Они запрограммированы отъедаться именно потому, что завтрашний день будет скудным на еду. Точно так же для нашего организма пост – это сигнал опасности, который гласит: «Еда становится дефицитной, запасай, если можешь».
Таким образом, я думаю, что, для того чтобы избавиться от жира, лучше не голодать, а обманывать организм, очень плавно корректируя калории. Некоторые животные, например перелетные птицы, которые могут удвоить свой вес примерно за две недели, откладывают такое количество жира, которое далеко превосходит человеческие возможности. Мы не знаем, как они это делают, но догадки есть.
Неудивительно, что мощным фактором является физиологическая регуляция аппетита. Она включает в себя химические сигналы, циркулирующие в крови и воздействующие на центры аппетита в мозгу, а на них влияют сигналы окружающей среды. Летом и осенью медведи – настоящие обжоры, но зимой и весной они не едят и не пьют, даже если есть еда. Если бы зимой медведи были голодны, они бы не сидели спокойно, а активные зимние медведи не выживали бы, чтобы передать свои гены, потому что они слишком рано истощали бы свои жировые запасы.
Даже после выхода из спячки после полугодового голодания аппетит медведей поначалу еще физиологически подавляется передаваемыми через кровь химическими сигналами. Животные значительно истощаются в процессе питания накопленными ресурсами, а самкам еще нужно кормить детенышей. Подавление аппетита в начале весны – адаптивно, потому что в это время, как правило, еще не хватает пищи. Урожайные месяцы, когда аппетит достигает своего пика, приходятся на позднее лето и осень.
Люди, подобно медведям и птицам, очевидно, также способны накапливать жировые запасы. Это наводит на мысль, что наши предки, скорее всего, пережили как периоды изобилия, так и времена лишений. Помимо регулярных сезонных изменений в наличии пищи, наступление голода или удача на охоте были непредсказуемы. Кроме того, наша способность откормиться в любое время говорит о том, что те, кто выжил и стал нашими предками, отъедались при наличии такой возможности.
Преимущества накопления жира особенно важны для женщин, которые должны поддерживать энергетический баланс во время беременности и кормления грудью. Неудивительно, что даже сейчас женщины повсеместно в среднем имеют больше телесного жира, чем мужчины, и легче набирают вес.
Мы можем только догадываться, почему природа, несмотря на все сопутствующие издержки, поощряла в нас полноту. Однако примеры других животных дают нам подсказки. Тучность была особенно полезна, когда, как и у впадающих в спячку животных, особые потребности в энергии накладывались на уменьшение подвижности. В истории человечества женщины постоянно либо вынашивали детей, либо кормили их. Энергетические затраты на деторождение были огромными. Кроме того, женщины с детьми не могут передвигаться так же легко, как мужчины. В мире, где ресурсы зачастую ограничены, ожирение ассоциировалось с фертильностью и, скорее всего, считалось сексуальным.