Мелкие птицы отряда воробьиных мигрируют зимой в теплые широты или переселяются с гор в долины. Это помогает им избежать зимних холодов и бескормицы, но в то же время требует определенной физиологической адаптации. Большинству мелких птиц необходимо как следует откормиться перед перелетом, поскольку он отнимает много сил и энергии. Многим приходится делать по дороге остановки для пополнения энергетических запасов, поскольку перелет накладывает весовые ограничения и запасти весь необходимый объем сразу птицы не могут. Забавно, что люди, улетающие в теплые края на зимний отдых, наоборот, стараются перед поездкой сбросить вес.

Полярные широты, как и горные вершины, опасны не только из-за холода. В летние месяцы солнце на полюсах не заходит вообще, а просто кружит по небу. В ясную погоду сильное излучение может вызвать солнечные ожоги. Отраженный от снега и льда свет слепит глаза, поэтому для спасения от так называемой снежной слепоты – ожога роговицы, при котором в глаза будто песка насыпали и больно моргать, – необходимо носить солнечные очки. Снежные бураны – когда земля и небо сливаются в одно неразделимое пространство – сильно затрудняют передвижение. Предметы не отбрасывают тени, неровности почвы невозможно различить, а снег и лед оказываются одного оттенка с зияющей рядом полыньей. Поэтому на каждом шагу можно неожиданно провалиться в трещину или врезаться в глыбу льда высотой по грудь. Добыча пищи и воды становится еще более трудоемкой, поэтому без подходящих вспомогательных средств жизнь в холоде для человека опасна, как не раз доказывали на собственном нелегком опыте полярники и альпинисты.

Ветреным майским днем 1954 г. на спортивную площадку Иффли-Роуд в Оксфорде прибыл молодой бегун, собирающийся принять участие в соревнованиях между Оксфордским университетом и Ассоциацией спортсменов-любителей. Из-за шквалистых ветров, дующих уже который день, соревнования не благоприятствовали мировым рекордам по бегу. Однако Роджеру Баннистеру удалось пробежать милю меньше чем за четыре минуты. Баннистер, выпускник Оксфордского медицинского факультета и уже знаменитый бегун на милю, выступал за команду Ассоциации вместе со своими друзьями Крисом Чатауэем и Крисом Брейшером. Оба Криса сыграли немаловажную роль в его победе, задавая темп и следя, чтобы Роджер не зарвался, не растратил все силы на раннем этапе и смог выдержать темп на протяжении всей дистанции. Баннистер пересек финишную черту через 3 мин. 59,4 сек. и повалился на землю. Как он писал позже в своей автобиографии: «Я чувствовал себя сгоревшей фотовспышкой, лишившейся воли к жизни… Кровь отхлынула от мышц, ноги подкосились. Все конечности будто зажали в тугих тисках». Однако паралич был временным. Через несколько минут, когда объявили результат и раздался восторженный рев болельщиков, Баннистер с друзьями совершили круг почета по стадиону. Победа Баннистера вошла в число величайших атлетических достижений столетия, и хотя сэр Роджер стал впоследствии выдающимся неврологом, большинство помнят его именно по той исторической победе.

До того как Роджер Баннистер установил свой рекорд, считалось, что пробежать одну милю менее чем за четыре минуты невозможно. Продемонстрировав, что это не так, он расширил горизонты для других спортсменов, и через несколько месяцев был побит уже и его рекорд. На сегодняшний день многим бегунам (но пока не бегуньям) удалось не только повторить, но и превзойти его достижение.

Текущий мировой рекорд в беге на милю, составляющий 3 мин. 43,13 сек., был установлен марокканцем Хишамом эль-Герружем 7 июля 1999 г. При этом его результат всего на 1,26 сек. превосходит предыдущий рекорд, принадлежащий Нуреддину Морсели. Постоянно оспариваются и другие мировые рекорды, причем разница между результатами сокращается все больше. Последние рекорды в стометровке, установленные Морисом Грином в 1999 г. и Усэйном Болтом в 2009-м, составляют 9,79 и 9,58 с. соответственно. Двадцать одна сотая секунды за десять лет. Возможно, нынешний мировой рекорд – это и есть практически предел человеческой скорости.

В этой главе мы рассмотрим физиологические рамки скорости, выносливости и силы, а также факторы, определяющие быстроту нашего бега, дальность прыжка и предел поднимаемого веса.

Когда бегун ждет выстрела стартового пистолета, в его организме заблаговременно включаются различные механизмы, готовящие тело к предстоящей гонке. Повышается уровень адреналина в крови, учащая пульс и заставляя сердце сокращаться сильнее. В результате возрастает объем крови, перекачиваемой с каждым ударом. Дыхание делается глубже и может слегка участиться. Мышцы напрягаются, кровоток от других тканей перенаправляется к ножным мускулам. Все это происходит еще до того, как спортсмен пустится бежать.

Ба-бах! Гремит выстрел, бегуны срываются с места. Моментально подскакивает частота и глубина дыхания. Сердечный ритм стремительно поднимается до максимального, возрастает объем крови, выбрасываемой с каждым ударом. Гемоглобин в эритроцитах отдает мышцам больше кислорода в ответ на их возросшую потребность. Когда спринтер мчится во весь опор, его мышцы вырабатывают гигантское количество тепла и кожа краснеет, поскольку кровь приливает к поверхности, чтобы помочь телу охладиться. Через несколько секунд бега изначальные запасы энергии истощаются, в мышцах начинает накапливаться молочная кислота и спортсмен ощущает нехватку кислорода. Дальше наступает предел усталости, поскольку организм уже не может с необходимой оперативностью обеспечивать мышцы топливом и кислородом. Если бегун не останавливается, процессы идут на спад. Сердечный ритм становится неравномерным, минутный объем сердца уменьшается, падает содержание кислорода в крови и повышается температура тела. Бегун теряет координацию и близок к потере сознания.

Никто, даже самый опытный спортсмен, не сможет долго бежать на пределе возможностей. Бег на длинные дистанции требует других навыков. Для того чтобы максимально быстро преодолеть большое расстояние, темп должен быть медленнее – только тогда мышцы смогут снабжаться топливом и кислородом, не исчерпывая своих ресурсов. Марафонцам приходится искать компромисс между скоростью и выносливостью.

Ключ к этому компромиссу – в том, насколько быстро вырабатывается энергия (в виде аденозинтрифосфата), необходимая для сокращения мышц. Аденозинтрифосфат (АТФ) – это очень специфическая молекула. Это универсальный источник энергии, биохимическое топливо, которое питает клетки всех живых организмов, от бактерий до растений и животных. АТФ состоит из аденозина и трех остатков фосфорной кислоты (фосфатных групп). Остаток фосфорной кислоты – это самая важная часть молекулы, поскольку фосфатные группы присоединяются с помощью высокоэнергетических химических связей. При отщеплении фосфатной группы высвобождается содержащаяся в связях энергия, которая идет затем на сокращение мышц. Однако КПД сокращения невысок, поэтому в работе задействуется примерно половина накопленной в АТФ энергии. Остальная выделяется в виде тепла – вот почему от бега нам становится так жарко.