Видео

Транскрипция

Нека да започнем това видео като хвърлим мишка, куче, и слон

от небостъргач върху нещо меко.

Да кажем, една купчина от матраци.

Мишката се приземява и е зашеметена за миг,

преди тя да се отърси,

и да се отдалечи доста раздразнена,

защото това е много грубо нещо което направихме.

Кучето счупва всичките си кости

и умира по зрелищен начин,

и слона експлодира в червена локва от кости и вътрешности

и няма шанса да се раздразни.

Защо мишката оцелява,

но слона и кучето не?

Отговорът е размерът.

Размер е най-недооцененият регулатор на живите същества.

Размер определя всичко за нашата биология,

как сме построени, как възприемаме света, как живеем и умираме.

Той влияе така, защото физическите закони са различни за различни по размер животни.

Живота се разпростира на седем порядъци, от невидими бактерии, малки животинки, мравки,

мишки, кучета, хора, слонове и сини, китове. Всеки размер живее в своя собствена

уникална вселена в непосредствена близост един до друг, всеки със своите собствени правила, плюсове и

минуси. Ние ще разгледаме тези различни светове в поредица от видеоклипове. Да се

върнем обратно към първоначалния въпрос: Защо нашата мишка оцеля падането? Поради това как

смяната на размера променя всичко; принцип, който ние ще се срещаме отново и

отново. Много малки неща, са практически имунизирани срещу падане от

големи височини, защото колкото по-малък си толкова по-малко те е грижа за ефекта

на гравитацията. Представете си теоретично сферично животно

с размера на топче за игра. То има три характеристики: дължината му, неговата площ,

(която е покрита с кожа) и обем му, или всички други неща вътре в него като органи,

мускули, надежди и мечти. Ако го направим десет пъти по-голямо, например, с размерите на

топка за баскетбол, останалата част от неговите характеристики не просто растат десет пъти. Кожата ще

нарасне 100 пъти и вътрешността (неговият обем) нараства 1000 пъти. Обемът

определя теглото, или по-точно, масата на животното. Колкото повече маса

имате, толкова по-голяма е кинетична енергия преди да се ударите в земята и

по-силен е шокът от удара. Колкото повече площ по отношение на обема

или масата имате, толкова повече въздействието се разпределя и омекотява, а също

и по-голямото съпротивление на въздуха ще забави падането надолу. Слонът е толкова голям, че той има

изключително малка площ в съотношение с обема си. Така че много кинетична енергия

се разпределя върху малко пространство и въздухът изобщо не го забавя.

Ето защо той е напълно унищожен във впечатляваща експлозия на слуз, когато

се удря в земята. В другата крайност, насекомите, имат огромна площ в

сравнение с тяхната малка маса, така че можете буквално да хвърлите мравка от самолет

и тя няма да е сериозно засегната. Но докато падането е без значение в малкият

свят, има и други сили, които са безвредни за нас, но изключително опасни

за малките същества. Като повърхностно напрежение, което превръща водата в потенциално

смъртоносно вещество за насекомите. Как работи? Водата има тенденцията да се залепва към

себе си; нейните молекули са привлечени помежду си чрез сила, наречена

кохезия, което създава напрежение на повърхността, която можете да си представите като един вид

невидима кожа. За нас тази кожа е толкова слаба, че ние дори не я забелязваме

нормално. Ако се намокрите, около 800 грама вода или около един процент от вашето

телесно тегло се придържа към вас. Мократа мишка има около 3 грама вода, прилепена към

нея, което е повече от 10% от теглото на тялото ѝ. Представете си, да имате осем пълни с вода

бутилки залепени към вас, когато излизате от душа. Но за едно насекомо силата

повърхностно напрежение е толкова силна, че намокрянето е въпрос на живот

и смърт. Ако трябва да ви свием до размера на

мравка и вие докоснете вода би било сякаш бъркате в лепило. То

бързо ще ви погълне, неговото повърхностно напрежение е твърде силно за вас, за да се измъкнете и

вие ще се удавите. Така насекомите са еволюирали, за да бъдат водоустойчиви. От една страна техният екзоскелет е

покрит с тънък слой от восък като при колите. Това прави повърхността им

поне отчасти водоустойчива, тъй като водата не може да се прилепи към нея много добре. Много насекоми

също са покрити с малки косъмчета, които служат като бариера. Те значително увеличават

площта им и предотвратяват капчиците да докоснат техния екзоскелет

и прави по-лесно отърваването от капчиците. За да се възползват от повърхностното напрежение

еволюцията разкрива нанотехнологиите милиарди години преди нас. Някои насекоми

са развили повърхност, покрита с къса и изключително гъста козина на водо-

отблъскваща козина. Някои от тях имат повече от един милион косми на квадратен милиметър, когато

насекомото се гмурне под вода, въздухът стои вътре в тяхната козина и образува мехурче от въздух.

Водата не може да проникне, тъй като техните косъмчета са твърде малки, за да нарушат повърхностното напрежение.

Но това става още по-добро, тъй като когато кислорода от въздушното мехурче свършва, нов кислород

навлиза в балона от водата наоколо, докато въглеродния диоксид

излиза навън във водата (дифузия). И така насекомото носи свои собствени външни дробове

наоколо и може да диша под вода благодарение на повърхностното напрежение.

Това е същият принцип, който дава възможност водомерките (водни дървеници) да ходят по вода, а именно

миниатюрни анти-водни косъмчета. Колкото по-малък ставаш, толкова по-странна става околната среда. В

един момент дори въздухът става все по твърд. Нека сега се приближим надолу към

най-малките познати ни насекоми, около половината от размера на зрънце сол,

дълги само 0.15 мм: Fairy Fly. Те живеят в свят, дори по-странен, отколкото

другите насекоми. За тях самия въздух е като рядко желе, сиропо-подобна маса

заобикалящата ги през цялото време. Движението през него не е лесно. Летенето

на това ниво не е като елегантното плъзгане; те трябва един вид да се захванат

и задържат за въздуха. Така че техните крила приличат на големи космати ръце, а не като крилете на другите насекоми

Те буквално плуват през въздуха, като едно малко извънземно през

сироп. Нещата стават само по-странни оттук нататък

докато ние изследваме по-голямо разнообразие на различни размери. Физическите правилата са

толкова различни за всеки размер, че еволюция трябваше да ги реконструира

отново и отново, тъй като формите на живот пораснаха по големина в последните няколко милиарда години. Тогава, защо няма

мравки с размера на коне? Защо не са слоновете с размера на амеба? Защо?

Ние ще обсъдим това в следващата част.

Ние имаме месечен бюлетин, регистрирайте се сега

ако не искате да пропуснете нови видеоклипове и за бонус видео.