Nous sommes loin des limites de la performance athlétique

Le génie génétique nous apportera de nouveaux Bolts et Shaqs.

Avez-vous eu l’expérience d’être dépassé tellement vite par un coureur que vous avez eu l’impression d’être à l’arrêt ? Un rythme que vous qualifieriez comme le sprint suprême à votre niveau ?

Les performances athlétiques suivent une distribution normale, comme beaucoup d’autres quantités dans la nature. Cela signifie que le nombre de personnes capables de performances exceptionnelles diminue de manière exponentielle à mesure que les niveaux de performance augmentent. Alors qu’un 100 mètres en 11 secondes peut permettre à un lycéen de remporter le championnat de région, un bon champion d’État court en dessous de 11 secondes, et parmi les 100 champions d’État, seuls quelques-uns ont un espoir de courir près de 10 secondes.

Continuez à suivre cette courbe, et vous arriverez aux monstres parmi les monstres concurrents qui fracassent les records et repoussent les limites au-delà de l’imagination. Lorsque Carl Lewis dominait le sprint à la fin des années 1980, les temps de moins de 10 secondes sur 100 m étaient rares, et tout ce qui se trouvait dans la plage des 10 secondes garantissait un résultat élevé, même aux Jeux olympiques. Lewis était un gracieux athlète de 1,80 m, considéré comme grand pour un sprinteur. Des tailles bien plus grandes que les siennes étaient censées être un désavantage pour un sprinter, forçant une cadence plus lente et des vitesses réduites – c’était du moins la sagesse conventionnelle.

Personne n’a donc anticipé la venue d’un Usain Bolt. D’une taille musclée de 1,80 m, et terminant presque une demi-seconde plus vite que les meilleurs de la génération précédente, il semblait venir d’une autre espèce. Selon les termes d’une étude publiée en 2013 dans le Journal européen de physique, ses performances « présentent un intérêt physique puisqu’il peut atteindre, jusqu’à présent, des accélérations et des vitesses qu’aucun autre coureur ne peut atteindre ».

L’époque de Bolt n’a pas été seulement plus rapide que celle de n’importe qui d’autre dans le monde. Elle était même considérablement plus rapide que celle d’un coureur de classe mondiale de la génération précédente qui utilisait des drogues pour améliorer ses performances. Le sprinter canadien d’origine jamaïcaine Ben Johnson a réalisé un temps record de 9,79 secondes aux Jeux olympiques de 1988, battant Lewis et se vantant d’avoir été plus rapide s’il n’avait pas levé la main pour remporter la victoire juste avant la ligne d’arrivée. On découvrira plus tard qu’il avait pris des stéroïdes.

Les améliorations potentielles réalisables grâce à l’effort de dopage sont relativement modestes.

Même la combinaison d’un coureur d’élite et de stéroïdes anabolisants n’a cependant pas suffi pour dépasser une valeur aberrante génétique. Bolt a réalisé un temps de 9,58 secondes au championnat du monde d’athlétisme 2009, établissant un record mondial et battant son propre record précédent d’un dixième de seconde.

On retrouve une histoire similaire en NBA avec Shaquille O’Neal. O’Neal a été le premier joueur de 2,13m de la ligue à conserver la puissance et l’agilité d’un homme beaucoup plus petit. Ni une perche, ni une bosse, il aurait été un athlète de 200 livres s’il avait été réduit à 1,80 m de haut. Peu après son entrée dans la ligue, les cadres du panier ont dû être renforcés pour éviter qu’il ne soit détruit par ses dunks. Après que les Lakers aient remporté trois championnats d’affilée, la NBA a été contrainte de modifier radicalement ses règles – en autorisant les défenses de zone – afin de réduire la domination de Shaq sur le jeu. Voici une aberration génétique dont les performances n’ont pas été égalées par quiconque dans une ligue longtemps critiquée pour sa politique antidopage molle ; par exemple, elle n’a ajouté à son programme que l’an dernier le contrôle sanguin de l’hormone de croissance humaine. Quoi qu’il en soit, le dopage n’a pas suffi à amener qui que ce soit au niveau de Shaq.

En comparaison, les améliorations potentielles réalisables par l’effort de dopage sont relativement modestes. En haltérophilie, par exemple, Mike Israetel, professeur de sciences de l’exercice à l’université Temple, a estimé que le dopage augmente les résultats en haltérophilie d’environ 5 à 10 %. Comparez cela à la progression des records mondiaux de poids sur le banc d’essai : 361 livres en 1898, 363 livres en 1916, 500 livres en 1953, 600 livres en 1967, 667 livres en 1984 et 730 livres en 2015. Le dopage est suffisant pour gagner une compétition, mais il ne résiste pas à la tendance à long terme à l’amélioration des performances qui est due, en partie, à des aberrations génétiques. Au fur et à mesure que la population des compétiteurs d’haltérophilie a augmenté, des valeurs aberrantes de plus en plus éloignées de la distribution sont apparues, faisant grimper les records mondiaux.

De même, la victoire de Lance Armstrong au Tour de France 1999, alimentée par la drogue, lui a donné une marge de 7 minutes et 37 secondes, soit environ 0,1 %, par rapport à Alex Zulle, qui s’est classé deuxième. Cela est bien peu en comparaison de l’augmentation spectaculaire des vitesses que le Tour a connue au cours du dernier demi-siècle : Eddy Merckx a remporté le Tour 1971, qui a parcouru à peu près la même distance que le Tour 1999, dans un temps 5 % inférieur à celui de Zulle. Il est certain qu’une partie de cette amélioration est due aux méthodes d’entraînement et à un meilleur équipement. Mais une grande partie de cette amélioration est simplement due à la capacité du sport à trouver des concurrents de plus en plus exceptionnels, de plus en plus éloignés de ce qui est possible.

Nous ne faisons qu’effleurer la surface de ce que les aberrations génétiques peuvent faire. La répartition normale que nous observons dans les capacités athlétiques est la signature de nombreux petits effets additifs qui sont tous indépendants les uns des autres. En fin de compte, ces effets additifs proviennent de variantes génétiques, ou allèles, avec de petites conséquences positives et négatives sur des traits tels que la taille, la musculature et la coordination. On comprend maintenant, par exemple, que la grande taille est due à la combinaison d’un nombre inhabituellement élevé de variantes positives, et peut-être de quelques mutations très rares qui ont un effet important en elles-mêmes.

Le chercheur en génomique George Church tient une liste de certaines de ces mutations uniques. Elles comprennent une variante de LRP5 qui conduit à des os extra-forts, une variante de MSTN qui produit du muscle extra-maigre, et une variante de SCN9A qui est associée à une insensibilité à la douleur.

Church a également participé à l’une des plus grandes percées scientifiques de ces dernières décennies : le développement d’un outil d’édition de gènes très efficace appelé CRISPR, qui a été approuvé pour des essais cliniques pour des applications médicales. Si les technologies liées au CRISPR se développent comme prévu, les humains concepteurs sont tout au plus à quelques dizaines d’années près. L’édition se fait le plus facilement peu de temps après la conception, lorsque l’embryon n’est constitué que d’un petit nombre de cellules, mais elle est également possible chez l’adulte. Les essais cliniques du CRISPR, lorsqu’ils débuteront cette année, modifieront les cellules existantes chez les adultes en utilisant une injection d’un vecteur viral. Il semble probable que le CRISPR, ou une version améliorée de celui-ci, sera établi comme étant à la fois sûr et efficace dans un avenir proche.

Comme les traits complexes sont contrôlés par un grand nombre de variantes, nous savons qu’il existe un énorme potentiel inexploité qu’aucun humain – ni Shaq, ni Bolt, ni personne d’autre – n’a été près d’épuiser. Aucun être humain vivant ne possède la quasi-totalité des versions positives possibles des variantes génétiques concernées. Toute l’entreprise de l’athlétisme de compétition a été, en fait, un algorithme de recherche des aberrations génétiques, mais il fonctionne depuis moins d’un siècle et n’a pas été particulièrement efficace. Son approche a consisté à attendre passivement des recombinaisons aléatoires pour produire ces variantes, et à espérer que les programmes sportifs trouvent les meilleurs individus.

Nous entrons maintenant dans une ère où ce ne sera pas le hasard qui configurera l’ADN, mais plutôt l’intellect humain via des outils de sa propre création. Au fur et à mesure que notre compréhension des traits complexes s’améliorera, les ingénieurs génétiques pourront modifier la force, la taille, l’explosivité, l’endurance, la rapidité, la vitesse, et même la détermination et la motivation nécessaires à un entraînement athlétique intensif. Les estimations du nombre de variantes contrôlant la taille et la capacité cognitive, deux des traits les plus complexes, donnent des résultats de l’ordre de 10 000. Si, pour simplifier, nous supposons que dans chacun des 10 000 cas, la variante favorable est présente dans environ la moitié de la population, alors la probabilité d’un accouplement aléatoire produisant une aberration « maximale » est d’environ deux fois plus élevée à la puissance négative de 10 000, soit environ une partie dans un googol (10 à la puissance 100) multipliée par elle-même 30 fois. Bien sûr, il n’est pas toujours possible d’avoir simultanément les 10 000 variantes favorables, en raison d’effets débilitants d’ordre supérieur comme le fait d’être trop grand, ou trop musclé, ou d’avoir un cœur trop puissant. Néanmoins, il est presque certain que des individus viables existeront avec un niveau de capacité plus élevé que tout autre individu n’a jamais eu.

En d’autres termes, il est très improbable que nous ayons atteint une performance maximale parmi les 100 milliards d’humains qui ont vécu. (Un processus de recherche complètement aléatoire pourrait nécessiter la production de quelque chose comme un googol d’individus différents !)

Mais nous devrions être en mesure d’accélérer considérablement cette recherche grâce à l’ingénierie. Après tout, l’élevage agricole d’animaux comme les poulets et les vaches, qui est une sorte de sélection dirigée, a facilement produit des animaux qui auraient été un sur un milliard parmi la population sauvage. La sélection des plants de maïs pour la teneur en huile des grains a fait progresser la population de 30 écarts types en une centaine de générations seulement.6Cet exploit est comparable à la recherche d’un type humain maximal pour un événement sportif spécifique. Mais des techniques de montage direct comme  CRISPR pourraient nous amener encore plus vite sur ce terrain, en produisant des Bolt au-delà de Bolt et des Shaqs au-delà de Shaq.

Freeman Dyson a spéculé que les humains utiliseraient des technologies génétiques pour se modifier en vue de l’exploration spatiale.

L’adoption généralisée de la technologie de modification génétique donnera à cette recherche un vent de dos. Les choix individuels des parents sont susceptibles d’augmenter la fréquence globale dans la population générale des variantes qui stimulent la capacité athlétique. Cela augmentera progressivement la moyenne de la population et renforcera la liste extrême de l’aptitude. Une augmentation de la moyenne d’un écart-type (par exemple, quelques centimètres de plus 15 points de QI), rend un individu au niveau 1 sur 1000 plus de 10 fois plus probable.

Freeman Dyson a spéculé qu’un jour, les humains utiliseraient des technologies génétiques pour se modifier en vue de l’exploration spatiale, se rendant ainsi plus résistants aux radiations, au vide et à l’apesanteur, peut-être même capables d’extraire de l’énergie directement de la lumière du soleil. L’insertion de gènes d’espèces entièrement différentes, comme les gènes de plantes photosynthétiques, donne un tout nouveau sens au terme OGM : la spéciation semble une possibilité certaine.

Les capacités athlétiques humaines pourraient suivre une trajectoire similaire. La nature des athlètes, et les sports qu’ils pratiquent, vont changer grâce aux nouvelles technologies génomiques. Les gens ordinaires vont-ils se désintéresser ? L’histoire montre qu’ils ne le feront pas : Nous aimons nous émerveiller devant des capacités exceptionnelles, inimaginables. Lebron et Kobe et Shaq et Bolt ont tous stimulé l’intérêt pour leurs sports. Le sport le plus populaire auprès des spectateurs en 2100 pourrait être les combats en cage entre des titans de 2,50 mètres de haut capables de donner des coups de pied de tête tournoyants et des mouvements complexes de jiu-jitsu. Ou, tout simplement, un sprint de 100 m très, très rapide. Pas besoin de dopage.

Via Nautilus

Publicités

Laisser un commentaire

Ce site utilise Akismet pour réduire les indésirables. En savoir plus sur comment les données de vos commentaires sont utilisées.