Операция выполнена!
Закрыть
Являются ли средние дорожки самыми быстрыми в легкой атлетике?
12.03.2024 | Наука | Владимир Видаль | | |

Будучи бегуном на короткие дистанции в школе и колледже, я часто задавался вопросом, какая из восьми, а иногда и девяти дорожек на треке самая быстрая. Было принято считать, что средние дорожки - с третьей по шестую - самые лучшие.

Эта идея, в некотором роде, заложена в правилах легкой атлетики. В соревнованиях с несколькими забегами - от студенческого уровня до Олимпийских игр - люди, показавшие более высокое время в ранних забегах, назначаются на средние дорожки в последующих забегах. Другими словами, самые быстрые бегуны получают вознаграждение в виде, как предполагается, лучших дорожек.

Моя недолгая беговая карьера давно позади, но в своей профессиональной деятельности я много думаю об использовании статистики для извлечения смысла из данных. В преддверии Олимпийских игр я решил проверить достоверность фольклора о распределении дорожек, оставшегося со времен моей спринтерской карьеры.

Используя данные Международной ассоциации легкоатлетических федераций за 20 лет, я обнаружил, что давние убеждения о преимуществе дорожки не подтверждаются данными. И на самом деле, в спринте на 200 метров данные свидетельствуют о том, что дорожки, которые часто воспринимаются как наименее желательные, на самом деле являются самыми быстрыми.

Миф о средней дорожке

Если распределение по дорожкам действительно имеет значение, то его влияние будет наиболее заметно в тех видах, где бегуны должны оставаться на своих дорожках в течение всего забега или, по крайней мере, значительной его части, например, в беге на 100, 200, 400 и 800 метров.

По моему опыту, миф о том, что средняя дорожка - самая быстрая, чаще всего ассоциируется с забегами в быстром темпе, которые также включают повороты, например, 200 и 400. У этой точки зрения есть два обоснования, и они связаны с тем, почему внутренняя и внешняя дорожки плохи, а не с тем, почему средняя дорожка лучше.

Причина, по которой внутренние дорожки плохи, заключается в том, что в забегах с поворотами бег по внутренним дорожкам медленнее, потому что повороты слишком крутые. Действительно, исследователи, изучающие биомеханику бега, обнаружили, что крутые повороты действительно замедляют бегунов.

Причина медленного бега по внешним дорожкам связана со ступенчатым стартом, который необходим для того, чтобы каждый гонщик пробежал одинаковую дистанцию. Из-за этого бегуны на внешних дорожках не видят своих соперников на протяжении большей части дистанции. Считается, что у бегунов на внешних дорожках может быть меньше мотивации преследовать соперников или им будет сложно оценить свою скорость по сравнению с группой, если они не будут видеть других гонщиков.

Не все дорожки одинаковы

В большинстве забегов самые быстрые бегуны распределяются по средним дорожкам в соответствии с правилами соревнований. Неудивительно, что самые быстрые бегуны, занимающие средние дорожки, часто побеждают. Выигрывают ли эти бегуны потому, что эти дорожки самые быстрые, или потому, что эти бегуны, как правило, самые быстрые?

Как и в случае с клиническими испытаниями лекарств, идеальным способом проверить преимущества дорожек было бы случайное распределение бегунов по дорожкам и наблюдение за их средними результатами. К счастью, существует подмножество данных о забегах, которые позволяют это сделать: Как правило, бегунов случайным образом распределяют по дорожкам в первых забегах. Используя данные только по первым забегам элитных легкоатлетических соревнований, я смог устранить предвзятость, связанную с тем, что более быстрые бегуны распределяются по определенным дорожкам.

Используя около 8 000 результатов индивидуальных забегов, я обнаружил, что убеждение "середина лучше" не подтверждается данными.

В беге на 100, который проходит по прямой, я не нашел никаких доказательств преимущества дорожки. Однако этот миф менее распространен, поэтому отсутствие различий не удивительно.

Самым ярким контраргументом в пользу предположения "середина - это лучше" является забег на 200. Я обнаружил, что именно внешние дорожки ассоциируются с более быстрым временем в забеге - в среднем восьмая дорожка примерно на 0,2 секунды быстрее второй. Это очень много для забега, в котором мировой рекорд составляет 19,19 секунды. Более быстрые внешние дорожки имеют биомеханический смысл, поскольку более крутые повороты приводят к более медленному времени забега. Но этот результат, похоже, опровергает идею о том, что нежелание видеть соперников может замедлить бег.

В беге на 400 я не нашел доказательств того, что средняя дорожка самая быстрая. Похоже, что все дорожки примерно равны. Стоит отметить, что в беге на 400 метров больше вариативности, поэтому сложнее обнаружить небольшие эффекты, если они существуют. Но даже такое отсутствие различий между дорожками в беге на 400 поражает.

На Олимпийских играх 2016 года люди изумились, когда Уэйд Ван Никерк выиграл финальный забег на дистанции 400 с восьмого круга, самого дальнего. Это изумление было вызвано убеждением, что восьмая дорожка ставит бегунов в невыгодное положение. Данные этого не подтверждают. Но впечатляет в победе Ван Никерка то, что он был одним из самых медленных бегунов, прошедших в финал, - поэтому его и определили на одну из "наименее желательных" дорожек.

Последний вид соревнований, на который я обратил внимание, - бег на 800 метров - отличается от других вышеперечисленных видов. В нем есть так называемый "отрыв от дорожки", когда бегуны должны оставаться на своих дорожках в течение первых 100 метров, но затем могут бежать по любой дорожке по своему желанию. Поскольку внутренняя полоса дорожки покрывает наименьшее расстояние, после перерыва бегуны на внешних полосах перемещаются внутрь. При этом им, возможно, придется бежать немного дальше своих соперников и бороться за позицию с бегунами, которые уже находятся на внутренней дорожке. Я обнаружил, что гонщики, стартующие по внутренним дорожкам, показывают самые высокие результаты. Хотя на первых 100 метрах внешние дорожки могут иметь небольшое преимущество, бегуны, занявшие позицию на внутренней стороне дорожки, похоже, имеют общее преимущество.

В следующий раз, когда вы будете смотреть соревнования по легкой атлетике на Олимпийских играх, прислушайтесь, не повторяет ли кто-нибудь старую поговорку о том, что средние дорожки самые быстрые. Данные говорят, что это не так, поэтому, если кто-то на внешней дорожке неожиданно возьмет золото, вы будете уверены, что он удивился не потому, что занял свою дорожку, а потому, что был медленным в квалификации.

Комментарии: 0
СТАТЬ АВТОРОМ
ДРУГИЕ СТАТЬИ
20.05.2025
У вирусов плохая репутация. Они ответственны за пандемию COVID-19 и длинный список болезней, которые мучают человечество с незапамятных времен. Есть ли в них что-то хорошее?

Многие биологи считают, что есть, такие типы вирусов: бактериофаги или вирусы, заражающие бактерии. Когда ДНК этих вирусов попадает в клетку, она может содержать инструкции, позволяющие клетке выполнять новые трюки.

Могучая сила бактериальных вирусов
Бактериофаги, или сокращенно фаги, держат под контролем популяции бактерий как на суше, так и в море. Ежедневно они убивают до 40% бактерий в океанах, помогая контролировать цветение бактерий и перераспределение органических веществ.

Их способность избирательно убивать бактерии также радует врачей. Природные и сконструированные фаги успешно используются для лечения бактериальных инфекций, которые не поддаются антибиотикам. Этот процесс, известный как фаговая терапия, может помочь в борьбе с устойчивостью к антибиотикам.

Последние исследования указывают на еще одну важную функцию фагов: они могут быть самыми лучшими генетическими мастерами природы, создающими новые гены, которые клетки могут перестраивать для получения новых функций.

Фаги являются самой распространенной формой жизни на планете: в любой момент в мире насчитывается не один миллион - это единица с 31 нулем после нее. Как и все вирусы, фаги имеют высокую скорость репликации и мутации, то есть при каждом размножении они образуют множество вариантов с различными характеристиками.

Большинство фагов имеют жесткую оболочку, называемую капсидом, которая заполнена их генетическим материалом. Во многих случаях оболочка имеет больше места, чем требуется фагу для хранения ДНК, необходимой для его репликации. Это означает, что у фагов есть место для хранения дополнительного генетического багажа: генов, которые на самом деле не нужны для выживания фага и которые он может изменять по своему усмотрению.

Как бактерии перенастроили вирусный переключатель?
Чтобы понять, как это происходит, давайте более подробно рассмотрим жизненный цикл фага.

Фаги бывают двух основных видов: умеренные и вирулентные. Вирулентные фаги, как и многие другие вирусы, действуют по программе "вторжение-репликация-убийство". Они проникают в клетку, захватывают ее компоненты, создают свои копии и вырываются наружу.

Фаги умеренного типа, с другой стороны, играют в долгую игру. Они соединяют свою ДНК с ДНК клетки и могут лежать в спящем состоянии годами, пока что-то не вызовет их активацию. Тогда они возвращаются к вирулентному поведению: реплицируются и вырываются наружу.

Многие умеренные фаги используют повреждение ДНК в качестве пускового механизма. Это своего рода сигнал "Хьюстон, у нас проблема". Если ДНК клетки повреждается, это означает, что ДНК фага-резидента, скорее всего, будет повреждена следующей, поэтому фаг мудро решает перепрыгнуть на другой корабль. Гены, которые направляют фаг на репликацию и вырываются наружу, выключены, если не обнаружено повреждение ДНК.

Бактерии перенастроили механизмы, контролирующие этот жизненный цикл, чтобы создать сложную генетическую систему, которую ученые изучают уже более двух десятилетий.

Бактериальные клетки также заинтересованы в том, чтобы знать, не повреждается ли их ДНК. Если это так, они активируют набор генов, которые пытаются восстановить ДНК. Эта реакция известна как бактериальная реакция SOS, потому что если она не сработает, клетка погибнет. Бактерии организуют SOS-ответ с помощью белка, похожего на переключатель, который реагирует на повреждения ДНК: Он включается, если есть повреждение, и выключается, если его нет.

Возможно, что бактериальные и фаговые переключатели эволюционно родственны. В связи с этим возникает вопрос: Кто изобрел переключатель, бактерии или вирусы?

Предыдущие исследования и работы других исследователей показывают, что фаги сделали это первыми. В нашем недавнем докладе мы обнаружили, что SOS-реакция бактерий Bacteroidetes, группы бактерий, составляющих до половины бактерий, живущих в вашем кишечнике, находится под контролем фагового переключателя, который был перенастроен для реализации собственных сложных генетических программ бактерий. Это позволяет предположить, что бактериальные SOS-переключатели на самом деле являются фаговыми переключателями, которые были перенастроены много веков назад.

Не только бактериальные переключатели оказываются изобретениями фага. Прекрасная детективная работа показала, что бактериальный ген, необходимый для деления клеток, также возник в результате "одомашнивания" гена токсина фага. А многие системы бактериальной атаки, такие как токсины и генетическое оружие, используемое для их введения в клетки, а также камуфляж, который они используют для уклонения от иммунной системы, известны или подозреваются в фаговом происхождении.

Положительные стороны вирусов.
Хорошо, подумаете вы, фаги - это здорово, но вирусы, которые нас заражают - это, конечно, не круто. Тем не менее, появляется все больше доказательств того, что вирусы, заражающие растения и животных, также являются основным источником генетических инноваций в этих организмах. Например, было показано, что одомашненные вирусные гены играют ключевую роль в эволюции плаценты млекопитающих и в поддержании влажности кожи человека.

Последние данные свидетельствуют о том, что даже ядро клетки, в котором находится ДНК, также могло быть вирусным изобретением. Исследователи также предположили, что предки современных вирусов могли быть пионерами в использовании ДНК в качестве первичной молекулы для жизни. Не такой уж маленький подвиг.

Поэтому, хотя вы привыкли считать вирусы квинтэссенцией злодея, они, возможно, являются мощным двигателем генетических инноваций в природе. Люди существуют сегодня, скорее всего, благодаря им.
08.04.2024
До того как 27 июля 1921 года был открыт инсулин, диабет был смертельным заболеванием. Столетие назад люди, у которых диагностировали это нарушение обмена веществ, обычно жили всего несколько лет. У врачей не было возможности лечить опасно высокий уровень сахара в крови пациентов с диабетом, который был вызван нехваткой гормона инсулина. Однако сегодня почти 1,6 миллиона людей живут нормальной жизнью с диабетом 1-го типа благодаря открытию инсулина.

Этот прорыв в медицине обычно приписывают одному человеку, Фредерику Бантингу, который искал лекарство от диабета. Но создание надежного средства для лечения диабета зависело от исследований двух других ученых, Оскара Минковского и Сёрена Сёренсена, которые ранее проводили исследования на, казалось бы, несвязанные темы.

История инсулина иллюстрирует тот факт, что медицинские инновации строятся на фундаменте науки, а затем требуются квалифицированные инженеры, чтобы вывести лечение из лаборатории и доставить его людям, которые в нем нуждаются.
16.02.2024
В сотрудничестве с отделом подводной археологии ученые научили компьютер распознавать затонувшие корабли на дне океана по снимкам, сделанным самолетами и кораблями на поверхности. Созданная компьютерная модель с точностью 92 % находит известные затонувшие корабли. Теперь она готова к использованию для поиска неизвестных или не нанесенных на карту затонувших кораблей.

Первым шагом в создании модели затонувшего корабля было обучение компьютера тому, как выглядит затонувший корабль. Также важно было научить компьютер отличать затонувшие корабли от рельефа морского дна. Для этого понадобилось множество примеров кораблекрушений. Также нужно было научить модель тому, как выглядит естественное дно океана.

Удобно, что Национальное управление океанических и атмосферных исследований ведет общедоступную базу данных о затонувших кораблях. У нее также есть большая общедоступная база данных различных видов изображений, собранных по всему миру, включая сонарные и лидарные снимки морского дна.
29.01.2024
Как попасть на Олимпийские игры? Тренироваться, тренироваться, тренироваться... но при этом знать, на чем концентрироваться во время соревнований.

Скорость бега, плавания или гребли, высота или длина прыжка, точность попадания в цель, равновесие или подъем веса в значительной степени зависят от того, на чем сосредоточено внимание спортсмена.

Исследования показывают, что то, на чем концентрируется внимание спортсмена, может стать разницей между завоеванием золота и непопаданием в команду. Удивительным может оказаться тот факт, что переключение внимания с себя - того, что происходит в вашем теле, - на то, что находится снаружи - то, чего вы пытаетесь достичь, - является выигрышной стратегией.
ПИШИТЕ

Техническая поддержка проекта ВсеТут

info@vsetut.pro