Video

Transskription

Ind og ud, ind og ud.

At holde sig i live handler om at gøre ting. Dette sekund forbrænder dine celler glukosemolekyler med ilt for

at stille energi til rådighed, hvilket holder dig i live i endnu et dyrebart øjeblik.

For at få iltet til dine celler, trækker du vejret.

Åndedræt er et svar på et meget hårdt problem: Hvordan får du de ressourcer, som dine celler har brug for for at overleve,

udefra og indefra i dine celler? Hver levende ting skal løse dette problem,

og løsningen er overraskende forskellig afhængigt af en af ​​livets vigtigste regulatorer:

Størrelse.

Som vi har diskuteret i andre videoer:

På forskellige skalaer har universets fysiske love forskellige konsekvenser for dets indbyggere.

Enkle ting som temperatur, mikrogravitation eller overfladespænding betyder måske ikke noget for dig eller er en dødelig fare

• afhængigt af hvor stor du er.

Levende ting har brug for en masse forskellige materialer for at holde sig i gang.

Og de har på en eller anden måde brug for at transportere dem udefra og indefra.

Dette var et kæmpe problem for de første ting på randen af ​​at være i live, fordi det at gøre noget i vores univers kræver energi.

Og de første levende væsener på jorden havde ikke den overflod af tilgængelige værktøjer og teknikker,

som livet har i dag efter milliarder af års udvikling.

Så i starten var livet nødvendigt for at finde en måde at få gode ting indeni

og dårlige ting uden for sig selv uden at bruge energi.

Heldigvis var de allerførste livsformer meget, meget små.

Og fordi de var så små, var de i stand til at bruge en gratis transportform,

der var baseret på en fysisk lov kaldet diffusion.

Diffusion er universets regel om, at molekyler, især i væsker eller gasser,

konstant bevæger sig rundt i alle retninger.

Og fordi de bevæger sig rundt og støder ind i hinanden og andre molekyler, har de en tendens til at sprede sig.

For eksempel, hvis du taber en sukkerterning i vand, er der meget sukker et sted

og et andet sted er der ingen.

Når sukkermolekyler opløses i vandet, begynder de tilfældigt at støde mod vandmolekylerne

og andre sukkermolekyler.

Langsomt spredes alle sukkermolekyler og danner flere faser i forskellige koncentrationer.

Disse tilfældige bevægelser fortsætter uendeligt, indtil sukkeret på et tidspunkt spredes

jævnt i vandet.

Det store ved diffusion er, at livet kan bruge det gratis, det kræver ikke energi.

Og livet elsker gratis ting. Så alt liv på jorden er afhængig af diffusion.

Lad os se på det mindste levende væsen på jorden, en bakterie. Specifikt dens overflader.

Cellemembraner tillader diffusion af visse molekyler.

Denne specifikke bakterie bruger ilt til at leve, mens kuldioxid produceres indeni,

som et affaldsprodukt.

Så inde i bakterien er der ikke meget ilt, men meget kuldioxid.

På grund af diffusion vil disse molekyler i sidste ende spredes jævnt, så kuldioxid diffunderer ud,

mens ilt konstant genopfyldes udefra.

Men denne form for “vejrtrækning” fungerer kun for den meget lille verden.

Til bakterier, amøber eller dine celler og et par meget små dyr.

Insekter har for eksempel et fint netværk af luftrør, tunneler med en trykgradient,

hvor luft meget langsomt kan diffundere ind og udveksle gasser med insektcellerne.

Men selv insekter ser ud til at være i stand til at samle deres luftrør,

og i det mindste har nogle endda specialiserede åndedrætsorganer som spirakler og luftsække.

På visse skalaer er diffusion bare for langsom til at holde cellerne i live.

Det grundlæggende problem er, at udvekslingen med miljøet kun kan ske på overfladen,

og diffusion af materialer kun kan opretholde en vis mængde indeni.

Små levende ting har kun en lille smule inderside eller volumen og meget udvendigt

eller overfladeareal.

Men hvad hvis vi ønskede at skabe en bakterie på størrelse med en blåhval

og havde en meget bekvem udvidelsesmaskine?

Vi ville desværre blive ødelagt af den firkantede terningelov.

I en nøddeskal betyder det, at hvis du laver noget ti gange større, ville

dets udvendige eller overflade vokse med 100, men dets inderside, eller volumen vokser 1000 gange.

Hvis vi sammenligner bakterien Pseudomonas aeruginosa med en blåhval,

ser vi, at bakterien har 10.000.000 gange mere overflade i forhold til dens volumen end hvalen.

Bakterien har mange udvendige, mens hvalen har mange indvendige dele.

Hvis vi fremstiller en bakterie på størrelse med en hval - har vores gigantiske bakterier nu for meget inderside,

og det meste af dens inderside er nu meget langt fra overfladen.

Det ilt, som vores bakterie har brug for, når aldrig indvendigt, før det løber tør for ilt.

Vores kæmpe bakterie ville bare dø. At være større har stadig mange ulemper.

Fra at være sværere at blive spist til at gøre det lettere at spise andre.

Men størrelsen på celler er begrænset af afstanden ilt og næringsstoffer kan effektivt diffundere for

at give indersiden nok ressourcer.

Så livet undgik dette problem ved at danne flercellede strukturer -

Væsener sammensat af mange celler i stedet for en.

Fordi diffusion fungerer bedre, hvis du har mange små enheder i stedet for en meget større.

Over tid begyndte cellekammeraterne at dele arbejde og specialisere sig.

Nogle celler koncentrerede sig om at føle miljøet, andre på fordøjelsen, andre på bevægelse.

Men det var stadig ikke nok.

Problemet med diffusion og overflade- og energiproduktion forblev og

begrænsede størrelsen, som disse første flercellede livsformer kunne opnå.

Så for at blive endnu større -

løste livet diffusionsproblemet ved at have huller og huler og tunneler og ved at folde ind på sig selv,

så diffusion kunne let ske i hver af cellerne.

Tag dig selv: Hvad du betragter som din udvendige, din hud, har et overfladeareal på ca. 2 kvadratmeter.

Men dine lunger har et overfladeareal på ca. 70 kvadratmeter.

De er ikke som balloner, de er mere som svampe fyldt med mange tæt pakket små balloner

omgivet af blodkar.

Når du trækker vejret ind, fyldes alle disse små balloner med frisk luft.

Blod fyldt med CO2 pumpes omkring ballonerne.

Og så sker diffusiens magi.

Oxygenet diffunderer ind i blodet, hvor det opsamles af røde blodlegemer.

Og CO2 diffunderer ud af blodet og ind i lungerne, hvor det kan trækkes ud igen.

Dit blod fører derefter iltrig blod ind i de længste hjørner af din krop

og samler CO2-affaldet op.

Diffusion i kroppen er effektiv omkring en millimeter,

så hver celle i din krop er højst en milimeter væk fra et blodkar.

Så mellemstore dyr som dig har brug for en masse blodkar for at nå frem til hver celle i kroppen.

Din krop har omkring 100.000 kilometer kapillærer alene,

den mindste af dine blodkar, med et overfladeareal på omkring 1000 kvadratmeter.

Dette gælder for alle dele af jer, der ønsker at udveksle noget med omverdenen.

Din krop har brug for overflader for at optage næringsstoffer fra din mad,

så din tarm har overfladen på en halv badmintonbane, cirka 40 kvadratmeter.

Jo større du er, jo mere skjulte overflader har du brug for.

Tag et træ. Dens måde at holde sig i live på er at skabe sukker ud af tynd luft og sollys.

Så det har brug for så meget overfladeareal som muligt.

Et appelsintræ med to tusind blade har et bladoverfladeareal på 200 kvadratmeter.

Men overfladen inde i bladene, hvor der faktisk forekommer diffusion, er 6000 kvadratmeter.

Det samme med rødder, hvor vand diffunderer fra jorden til utallige små hår, der

maksimerer overfladearealet.

Rødderne på en kvadratmeter græs udgør ca. 350 kvadratmeter overflade!

Hvis vi ser på den betagende mangfoldighed af livet på denne planet, ser det ud til, at alt er ret anderledes.

Og det er.

Men nogle grundlæggende principper er de samme for alle og har ikke ændret sig væsentligt i milliarder af år,

hvis vi ser på det meget meget små eller det meget meget store:

Affald slukkes og frisk brændstof kommer ind. Store dyr har bare brug for meget kompleks VVS for at gøre det muligt.

Frisk brændstof er noget, vi alle kan bruge fra tid til anden, især til vores kreativitet.

Alt, hvad der virkelig kræves, er at prøve noget nyt, og vi har den perfekte mulighed for at komme i gang:

Vi samarbejdede med Skillshare, et online læringssamfund, der tilbyder kurser om næsten enhver kreativ færdighed,

såsom Design, Illustration, Animation, Fotografi og madlavning.

De har tusindvis af kurser, der starter fra hvert niveau,

så uanset hvor du er lige nu, vil der være noget for dig.

Måske vil du se bag kulisserne i vores animationer for eksempel:

Vi lavede et par Skillshare-klasser, der lærer dig, hvordan vi animerede scener fra vores videoer

med videoundervisningskurser og praktiske projekter.

Eller hvis du hellere vil se på illustrationen først, anbefaler vi

Adobe Illustrator: Level Up Your Colors af Hayden Aube.

Men hvad du vælger først, betyder ikke så meget - den vigtige del er at komme i gang,

have det sjovt og få ny inspiration.

Ubegrænset adgang til alle klasser er kun ti dollars om måneden med et årligt premium-medlemskab.

Og de første 1000 kurzgesagt-seere, der klikker på linket i beskrivelsen, får en særlig godbid:

Du får en gratis prøveversion af Skillshare Premium.

Hvis du vil bryde ud af din spor ved at udforske en ny færdighed og støtte kurzgesagt, så prøv det.

Og vi har noget andet, der gør din læringsoplevelse virkelig perfekt:

vores nye Ocean Explorer Notebook!

Det har smukke glitrende foliebogstaver og 4 illustrerede infografiske sider indeni, der

tager dig med på en rejse under havet.

Den perfekte følgesvend til alle dine behov til notering ,

designet og produceret med kærlighed af kurzgesagt merch birbs.

Tak fordi du så med!