食指與無(wú)名指指長(zhǎng)比率（２Ｄ︰４Ｄ）與運(yùn)動(dòng)能力研究評(píng)述

袁建琴　阮昌雄　李芳輝　石　峰　王艷芳　劉承宜　孫小華

摘要：綜述了食指與無(wú)名指指長(zhǎng)比(指長(zhǎng)比率，2D︰4D)與性激素、性別、種族、年齡、認(rèn)知能力、運(yùn)動(dòng)能力等關(guān)系的研究。2D︰4D在發(fā)育早期就已經(jīng)確定，具有性別二態(tài)性(男性明顯低于女性)，被認(rèn)為是表示出生前睪酮作用的有用指標(biāo)。目前的實(shí)驗(yàn)結(jié)果提示2D︰4D可能與運(yùn)動(dòng)潛能正相關(guān)，杰出的運(yùn)動(dòng)員有著較低的2D︰4D。建議將2D︰4D用于運(yùn)動(dòng)員選材。

關(guān)鍵詞：運(yùn)動(dòng)生理學(xué)；食指與無(wú)名指指長(zhǎng)比率；運(yùn)動(dòng)能力；性類固醇激素；綜述

中圖分類號(hào)：G804.21文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1006-7116(2009)04-0104-04

Review of researches on relations between the ratio of index finger length to

ring finger length (2D to 4D) and sports capacity

YUAN Jian-qin1,2，RUAN Chang-xiong1，LI Fang-hui1，

SHI Feng1，WANG Yan-fang1，LIU Cheng-yi1，SUN Xiao-hua3

（1.Laboratory of Laser Sports Medicine，South China Normal University，Guangzhou 510006，China；

2.Scientific Research Institution of Military Sport，Beijing 100072，China；

3.Guangdong Vocational Institute of Sports，Guangzhou 510663，China）

Abstract: The authors gave an overview of researches on relations between the ratio of index finder length to ring finger length (2D to 4D) and sex hormone, gender, race, age, perception ability and sports capacity. The ratio of 2D to 4D is determined at the early stage of development, characterized with gender dimorphism (males ratio is significantly lower than females), and considered as a useful index for showing the functions of testosterone prior to birth. Current experimental results hinted that the ratio of 2D to 4D may positively correlative with sports potentials, and that outstanding athletes have a lower ratio of 2D to 4D. The authors suggested using the ratio of 2D to 4D in athlete selection.

Key words: sports physiology；ratio of index finder length to ring finger length；sports capacity；sex steroid

選材是優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員培養(yǎng)體系中最為重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。隨著眾多學(xué)科的滲入，在運(yùn)動(dòng)員選材中必然涌現(xiàn)出更多簡(jiǎn)單可靠的新指標(biāo)。近年來(lái)分子遺傳學(xué)的研究已經(jīng)揭示人類的運(yùn)動(dòng)能力與遺傳因素相關(guān)。人手的皮紋作為人體的一個(gè)特定性狀具有遺傳性、個(gè)體特異性和終生不變的穩(wěn)定性等特征，被科學(xué)家生動(dòng)地稱為“暴露在外面的遺傳因子”，并且皮紋特征與人的健康水平、認(rèn)知能力和運(yùn)動(dòng)能力有一定的關(guān)系[1]。從20世紀(jì)70年代開(kāi)始，體育界就對(duì)運(yùn)動(dòng)員的手紋特征進(jìn)行了研究，并用于運(yùn)動(dòng)員選材。Williams等[2]2000年在Nature雜志撰文指出：“指長(zhǎng)比的研究可提供令人驚奇的發(fā)育信息。”當(dāng)前，對(duì)人類第2根手指(食指)長(zhǎng)度(second finger length，2D)與第4根手指(無(wú)名指)長(zhǎng)度(fourth finger length，4D)的比率(digit ratio of 2D and 4D，2D︰4D)的研究己成為發(fā)育生物學(xué)、人類學(xué)等關(guān)注的熱點(diǎn)。本文綜述了目前國(guó)際上對(duì)2D︰4D的研究成果，并對(duì)2D︰4D與運(yùn)動(dòng)能力的關(guān)系進(jìn)行了探討。

1研究進(jìn)展評(píng)述

1.12D︰4D與性激素

脊椎動(dòng)物泌尿生殖系統(tǒng)和四肢骨骼系統(tǒng)的分化是受同源異形盒(Hox)基因(特別是HoxA和HoxD)控制的，在胚胎形成過(guò)程中確定了個(gè)體手指及腳趾的指(趾)長(zhǎng)比，并且在個(gè)體成長(zhǎng)的過(guò)程中不再發(fā)生變化，Hox基因?qū)λ闹趋赖倪@種控制受到精子生成和產(chǎn)前激素濃度影響[3]。證據(jù)表明：對(duì)于人類，發(fā)育中的手指在對(duì)激素效果的敏感性中存在差異：第2個(gè)手指長(zhǎng)度對(duì)增加的雌激素產(chǎn)生應(yīng)答，而第4個(gè)手指長(zhǎng)度對(duì)增加的雄激素產(chǎn)生應(yīng)答。所以2D的長(zhǎng)度可作為反映出生前睪酮濃度的指標(biāo)，4D的長(zhǎng)度則反映出生前雌二醇濃度的指標(biāo)[4]。2D︰4D與子宮睪酮濃度有直接的聯(lián)系，可作為評(píng)價(jià)產(chǎn)前睪酮濃度的一個(gè)外在顯示標(biāo)志[3]，低2D︰4D關(guān)聯(lián)著高水平的產(chǎn)前子宮睪酮濃度，而高2D︰4D則與高水平的產(chǎn)前子宮雌二醇濃度有關(guān)[4]。Lutchmaya等[5]的實(shí)驗(yàn)直接證明了嬰兒(男性或者女性)右手的2D︰4D與產(chǎn)前子宮羊水里的睪酮與雌二醇的比率存在顯著的負(fù)相關(guān)。不同睪酮和雌二醇濃度影響手指長(zhǎng)度的機(jī)制目前尚不清楚，可能是由于不同指骨的生長(zhǎng)對(duì)性激素敏感度不同造成[6]。最新的一項(xiàng)研究表明：2D︰4D除受性激素影響外，還受胃促生長(zhǎng)素、胰島素樣生長(zhǎng)因子I(IGF-I)、胰島素樣生長(zhǎng)因子結(jié)合蛋白3(IGFBP-3)等的影響。男性2D︰4D同胃促生長(zhǎng)素、IGF-I、IGFBP-3均呈正相關(guān)(r =0.40～0.44)，而女性2D︰4D同胃促生長(zhǎng)素呈正相關(guān)(r =0.48)[7]。

也有學(xué)者分析了衍生的D(r-l)（右手2D︰4D的比值減去左手2D︰4D的比值)指標(biāo)，但是D(r-l)與循環(huán)血中的性激素是否有聯(lián)系，目前尚存在爭(zhēng)議。Manning[8]發(fā)現(xiàn)，D(r-l)低的人具有較高的血睪酮水平，并提出在普通人群中2D︰4D、D(r-l)與血睪酮水平微弱負(fù)相關(guān)。但H?nekopp等[9]則認(rèn)為普通人群男性2D︰4D和D(r-l)與血液中性激素聯(lián)系都不密切，男性2D︰4D與唾液中的睪酮也不相關(guān)[10]。Benderlioglu[11]贊同男性D(r-l)與血睪酮水平?jīng)]有明顯相關(guān)，但女性的D(r-l)與血睪酮水平關(guān)系密切。顯然2D︰4D可能可以代表產(chǎn)前睪酮的水平，但是否與出生后循環(huán)血液中的激素水平相關(guān)則還有待于進(jìn)一步探討。

1.22D︰4D的性別差異

成年男性第4個(gè)指頭長(zhǎng)于成年女性，2D︰4D男性明顯低于女性，具有顯著的性別二態(tài)表征，這種2D︰4D在性別上的差異在所有種群中均存在[3]，而且這種顯著性差異在胚胎期就已經(jīng)顯現(xiàn)[12]。指長(zhǎng)比的性差異在許多四肢脊椎動(dòng)物，包括鳥(niǎo)類、嚙齒類動(dòng)物、非人類靈長(zhǎng)類動(dòng)物中都是存在的。在最新的一項(xiàng)研究中，通過(guò)對(duì)386名用右手的學(xué)生研究發(fā)現(xiàn)，男女2D︰4D存在差異，不過(guò)在控制身高后，男女2D︰4D差異消失，提示身高在男女2D︰4D差異中起作用[13]。

1.32D︰4D與年齡、種族

在胚胎形成過(guò)程中確定的指長(zhǎng)比與年齡有關(guān)嗎？Malas[12]研究了孕期9~40周的161名胎兒(83名男性、78名女性)的2D︰4D生長(zhǎng)模式，測(cè)定結(jié)果顯示整個(gè)手長(zhǎng)、手寬及各個(gè)手指的長(zhǎng)度等參數(shù)與孕齡顯著相關(guān)，但是2D︰4D的均值并不隨孕齡而變化。對(duì)小學(xué)生(10~12歲)[14]和普通大學(xué)生(20~22歲)[15]進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)男生和女生的2D︰4D均值并沒(méi)有受到年齡的影響。但是在左手2D︰4D的縱向研究中，9歲兒童2D︰4D的性差異要比17歲的要大[16]，證明男、女生2D︰4D在兒童階段是增加的[6,16]。5歲以上的兒童，2D︰4D在年齡上的差別比性別上的差別小，但是在1~5歲的兒童，2D︰4D在年齡上的差別比性別上的差別大[6]。所以做兒童的2D︰4D研究時(shí)，年齡應(yīng)作為一個(gè)考慮的因素。

不同區(qū)域和人種之間，2D︰4D也具有差異性， Manning等[17]調(diào)查了255 166個(gè)人的大樣本量，結(jié)果顯示2D︰4D表現(xiàn)出區(qū)域性，白種族人、非中國(guó)的亞洲人、中東人的平均2D︰4D比較高，中國(guó)人與黑人比較小。陸宏等[18]對(duì)我國(guó)寧夏回、漢族群體及國(guó)外己報(bào)道的15個(gè)不同種群2D︰4D的均值進(jìn)行了比較后發(fā)現(xiàn)：2D︰4D均值在不同群體中均呈現(xiàn)女性高于男性的趨勢(shì)，其中波蘭、英國(guó)、西班牙、英格蘭、普林斯頓、匈牙利人2D︰4D的均值相對(duì)較高；立陶宛、印度、中國(guó)回族和漢族、芬蘭、牙買加人2D︰4D的均值相對(duì)較低；其他各群體2D︰4D的均值居中。

1.42D︰4D與性別品質(zhì)

子宮內(nèi)的激素濃度決定了男女不同的2D︰4D比值，隨之發(fā)育成的個(gè)體性別特征也可能與2D︰4D有關(guān)。低2D︰4D的女性臉部表現(xiàn)出男性化或男性優(yōu)勢(shì)[19]，能得到更高的男性特征分；2D︰4D小的男性比女性則有更明顯的陽(yáng)剛之氣和支配欲[20]。在攻擊性方面，女性右手指長(zhǎng)比以及左、右手指長(zhǎng)比之差與之有密切關(guān)系，但男性攻擊性同指長(zhǎng)比卻不相關(guān)[11]。也許不同的文化背景在性別個(gè)性的界定中存在差異，在最近一項(xiàng)中國(guó)人2D︰4D與男性個(gè)性品質(zhì)關(guān)系的研究中，發(fā)現(xiàn)無(wú)論男性還是女性，2D︰4D均與性別品質(zhì)無(wú)關(guān)[10]。

1.52D︰4D與認(rèn)知能力

人類認(rèn)知能力同大腦左、右半球有關(guān)，左側(cè)大腦半球關(guān)聯(lián)人類語(yǔ)言能力，而右側(cè)大腦關(guān)聯(lián)音樂(lè)、數(shù)學(xué)、立體空間能力。高水平的產(chǎn)前睪酮濃度不利于左側(cè)大腦半球的發(fā)育，但增強(qiáng)右側(cè)大腦半球的發(fā)育[21]。許多具有女性標(biāo)志的指標(biāo)實(shí)驗(yàn)中偏向左側(cè)大腦半球，具有男性標(biāo)志的指標(biāo)實(shí)驗(yàn)中偏向右側(cè)大腦半球[22]。有結(jié)果表明2D︰4D同語(yǔ)言能力正相關(guān)，而同數(shù)學(xué)能力負(fù)相關(guān)，低2D︰4D具有更高的數(shù)學(xué)能力[23]；杰出的音樂(lè)家群體具有較低的2D︰4D[24]。立體空間能力與2D︰4D的關(guān)系結(jié)果隨測(cè)試內(nèi)容不同而有差異：空間導(dǎo)航能力和圖像記憶能力與女性的2D︰4D有明顯差異[20]，而頭部旋轉(zhuǎn)能力只與男性2D︰4D有顯著性不同[25]，但也有人認(rèn)為2D︰4D與立體空間能力關(guān)系不大[26]。顯然，女性2D︰4D明顯大于男性，在認(rèn)知能力上兩性之間也有明顯的不同的傾向性。

1.62D︰4D與運(yùn)動(dòng)能力

Manning等[25]的研究表明，具有多項(xiàng)運(yùn)動(dòng)技能(短跑、足球、游泳、網(wǎng)球等)的運(yùn)動(dòng)員2D︰4D都是低的。專業(yè)足球運(yùn)動(dòng)員的2D︰4D比普通人的要低，在高水平俱樂(lè)部效力的足球運(yùn)動(dòng)員的2D︰4D比在一般俱樂(lè)部效力的運(yùn)動(dòng)員要低；首發(fā)運(yùn)動(dòng)員的2D︰4D比替補(bǔ)運(yùn)動(dòng)員要低；國(guó)際級(jí)水平的運(yùn)動(dòng)員的2D︰4D比非國(guó)際級(jí)水平的運(yùn)動(dòng)員要低。運(yùn)動(dòng)能力較強(qiáng)的體育生的2D︰4D也明顯低于運(yùn)動(dòng)能力相對(duì)弱的非體育生[15]。而且2D︰4D與男性右手握力呈負(fù)相關(guān)[27]。優(yōu)秀女性運(yùn)動(dòng)員的左手2D︰4D顯著低于普通女性[28]，2D︰4D可以預(yù)測(cè)女運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)能力[29]。從這些研究來(lái)看，2D︰4D與運(yùn)動(dòng)能力之間存在關(guān)聯(lián)。決定了低2D︰4D的產(chǎn)前高濃度睪酮，可以促進(jìn)大腦右半球的發(fā)育和提高空間視覺(jué)能力的發(fā)展，這與運(yùn)動(dòng)能力是正相關(guān)的。推測(cè)優(yōu)秀女運(yùn)動(dòng)員在她們出生前可能暴露在高濃度的雄性激素下，這些雄性激素是來(lái)源于她們母親的分泌；或是暴露在胎盤分泌減少造成的低濃度的雌激素下，這些性激素濃度的異常決定了胎兒期的指長(zhǎng)比。而這種穩(wěn)定不變的指長(zhǎng)比在出生后可以給我們帶來(lái)一些信息，幫助我們用來(lái)判斷運(yùn)動(dòng)能力，并在運(yùn)動(dòng)員選材時(shí)加以應(yīng)用。

2討論

在中醫(yī)上，食指和無(wú)名指分別為大腸和三焦的手診區(qū)，大腸和三焦同為六腑，大腸主傳化糟粨，三焦則主持諸氣和通行水道，原氣發(fā)源于腎，但必須借三焦為通路才能敷布全身，以激發(fā)推動(dòng)各個(gè)臟腑組織器官的功能活動(dòng)[30]。顯然，三焦比大腸對(duì)于運(yùn)動(dòng)能力更加重要，說(shuō)明2D︰4D與運(yùn)動(dòng)能力的相關(guān)性有一定的中醫(yī)基礎(chǔ)。

眾多研究表明2D︰4D具有性別和族群差異，低2D︰4D代表較高的產(chǎn)前睪酮濃度、較好的右側(cè)大腦發(fā)育、較高的立體空間能力、較高的男性個(gè)性品質(zhì)等，這些因素也許都會(huì)對(duì)運(yùn)動(dòng)能力產(chǎn)生影響。人類的運(yùn)動(dòng)能力具有遺傳性，也顯示性別差異，總體上男性強(qiáng)于女性。運(yùn)動(dòng)能力和2D︰4D均具有的明顯的性別差異以及遺傳性，同時(shí)由于低2D︰4D的女性表現(xiàn)出更強(qiáng)的運(yùn)動(dòng)能力[29]。這些提示我們2D︰4D可能與運(yùn)動(dòng)能力之間有某種聯(lián)系，低2D︰4D者可能運(yùn)動(dòng)能力強(qiáng)，所以建議簡(jiǎn)便易操作的2D︰4D可以作為運(yùn)動(dòng)員，尤其是女運(yùn)動(dòng)員選材時(shí)的參考指標(biāo)。當(dāng)然，2D︰4D與運(yùn)動(dòng)能力的關(guān)系研究?jī)H僅剛開(kāi)始，值得我們進(jìn)一步深入探討。

參考文獻(xiàn)：

[1] Igbigbi P S，Adeloye A. Dermatoglyphics of mothers of Malawian children with spina bifida cystica：a comparative study with female controls[J]. West Afr J Med，2005，24(1)：58-61.

[2] Williams T J，Pepitone M E，Christensen S E，et al. Finger-length ratios and sexual orientation[J]. Nature，2000，404(6777)：455-456.

[3] Manning J T，ScuttD，Wilson J，et al. The ratio of 2nd to 4th digit length:A predictor of spermnumbers andconcentrations of testosterone，luteinising hormone and oestrogen[J]. Human Reproduction，1998，13(11)：3000-3004.

[4] Williams J H，Greenhalgh K D，Manning J T. Second to fourth finger ratio and possible precursors of developmental psychopathology in preschool children[J]. Early Hum Dev，2003，72(1)：57-65.

[5] Lutchmaya S，Baron-Cohen S，Raggatt P，et al. 2nd to 4th digit ratios，fetal testosterone and estradiol[J]. Early Hum Dev，2004，77(1-2)：23-28.

[6] McIntyre M H，Cohn B A，Ellison P T. Sex dimorphism in the digital formulae of children[J]. Am J Phys Anthropol，2006，129(1)：143-150.

[7] Jürim?e T，Voracek M，Jürim?e J，et al. Relationships between finger-length ratios，ghrelin，leptin，IGF axis，and sex steroids in young male and female swimmers[J]. Eur J Appl Physiol，2008，104(3)：523-529.

[8] Manning J T，Wood S，Vang E，et al. Second to fourth digit ratio(2D︰4D) and testosterone in men[J]. Asian J Androl，2004，6(3)：211-215.

[9] H?nekopp J，Bartholdt L，Beier L，et al. Second to fourth digit length ratio (2D︰4D) and adult sex hormone levels：new data and a meta-analytic review[J]. Psychoneuroendocrinology，2007，32(4)：313-321.

[10] Yang C F，Gray P B，Zhang J，et al. Second to fourth digit ratios，sex differences，and behavior in Chinese men and women[J]. Soc Neurosci，2008，18：1-11.

[11] Benderlioglu Z，Nelson R J. Digit length ratios predict reactive aggression in women，but not in men[J]. Horm Behav，2004，46(5)：558-564.

[12] Malas M A，Dogan S，Evcil E H，et al. Fetal development of the hand，digits and digit ratio (2D︰4D)[J]. Early Hum Dev，2006，82(7)：469-475.

[13] Barut C，Tan U，Dogan A. Association of height and weight with second to fourth digit ratio (2D︰4D) and sex differences[J]. Percept Mot Skills，2008，106(2)：627-632.

[14] 李芳輝. 小學(xué)生第二根與第四根手指長(zhǎng)度的比率與運(yùn)動(dòng)能力和文化成績(jī)的相關(guān)性分析[D]. 廣州：華南師范大學(xué)，2007.

[15] 石峰. 體育院校大學(xué)生指長(zhǎng)比(2D︰4D)與文化成績(jī)、體育成績(jī)、體質(zhì)的相關(guān)性研究[D]. 廣州：華南師范大學(xué)，2008.

[16] McIntyre M H，Ellison P T，Lieberman D E，et al. The development of sex differences in digital formula from infancy in the Fels Longitudinal Study[J]. Proc Biol Sci，2005，272(1571)：1473-1479.

[17] Manning J T，Churchill A J. The effects of sex，ethnicity，and sexual orientation on self-measured Digit Ratio (2D︰4D)[J]. Arch Sex Behav，2007，36(2)：223-233.

[18] 陸宏，霍正浩，師志云，等. 寧夏回族和漢族群體指長(zhǎng)比的研究[J]. 解剖學(xué)報(bào)，2008，39(2)：267-271.

[19] Burriss R P，Little A C，Nelson E C. 2D︰4D and sexually dimorphic facial characteristics[J]. Arch Sex Behav，2007，36(3)：377-384.

[20] Csathó A，Osváth A，Bicsák E，et al. Sex role identity related to the ratio of second to fourth digit length in women[J]. Biol Psychol，2003，62(2)：147-156.

[21] Geschwind N，Galaburda A M. Cerebral lateralisation. Biologicalmechanisms, association and pathology：III.a hypothesis and a program for research[J]. Arch. Neurol，1985，42(7)：634-654.

[22] Wisniewski A B. Sexually-dimorphic patterns of cortical asymmetry, and the role of sexsteroid hormones in determining cortical patterns of lateralisation[J]. Psychoneuroendocrinology，1998，23(5)：519-547.

[23] Brosnan M J. Digit ratio as an indicator of numeracy relative to literacy in 7-year-old British school children[J]. British Journal of Psychology，2008，99(Pt 1)：75-85.

[24] Sluming V A，Manning J T. Second to fourth digit ratio in elite musicians：evidence for musical ability as an honest signal of male fitness[J]. Evol Hum Behav，2000，21(1)：1-9.

[25] Manning J T，Taylor R P. Second to forth digit ratio and male ability in sport：implications for sexual selection in humans[J]. Evol Hum Behav，2001，22(1)：61-69.

[26] Hampson E，Ellis C L，Tenk C M. On the relation between 2D︰4D and sex-dimorphic personality traits[J]. Arch Sex Behav，2008，37(1)：133-144.

[27] Fink B，Thanzami V，Seydel H，et al. Digit ratio and hand-grip strength in German and Mizos men：Cross-cultural evidence for an organizing effect of prenatal testosterone on strength[J]. American Journal of Human Biology，2006，18(6)：776-782.

[28] Pokrywka L，Rachon D，Suchecka-Rachoń K，et al. The second to fourth digit ratio in elite and non-elite female athletes[J]. Am J Hum Biol，2005，17(6)：796-800.

[29] Paul S N，Kato B S，Hunkin J L，et al.The big finger：the second to fourth digit ratio is a predictor of sporting ability in women[J]. Br J Sports Med，2006，40(12)：981-983.

[30] 王琦，羅夕，黎云，等. 中醫(yī)藏象學(xué)[M]. 北京：人民衛(wèi)生出版社，1997.

[編輯：鄭植友]