Video

Transkripcija

Ulaz i izlazak, ulazak i izlazak.

Ostati živ znači raditi stvari. Upravo ove sekunde vaše stanice sagorijevaju molekule glukoze s kisikom

kako bi stavile energiju na raspolaganje, što vas održava u životu još jedan dragocjeni trenutak.

Da biste dospjeli kisik u stanice, dišete.

Disanje je odgovor na vrlo težak problem: kako doći do resursa koji su potrebni vašim ćelijama za preživljavanje,

izvana, u unutrašnjost stanica? Svako živo biće mora riješiti ovaj problem,

a rješenje je iznenađujuće različito, ovisno o jednom od najvažnijih regulatora života:

veličini.

Kao što smo raspravljali u drugim videozapisima:

U različitim razmjerima, fizički zakoni svemira imaju različite posljedice za njegove stanovnike.

Jednostavne stvari poput temperature, mikrogravitacije ili površinske napetosti možda vam neće biti važne ili će predstavljati smrtonosnu opasnost

• ovisno o tome koliko ste veliki.

Živim bićima treba puno različitih materijala da bi se održali.

I nekako ih trebaju prevesti izvana u unutrašnjost.

Ovo je bio ogroman problem za prve stvari koje su bile na rubu života, jer za rad u bilo čemu u našem svemiru potrebna je energija.

A prva živa bića na zemlji nisu imala na raspolaganju mnoštvo alata i tehnika

koje danas ima život nakon milijardi godina evolucije.

Tako je na samom početku život trebao pronaći način da dobre stvari unese unutra,

a loše izvan sebe, a da pritom ne koristi energiju.

Srećom, prvi oblici života bili su vrlo, vrlo mali.

A budući da su bili tako mali, mogli su koristiti besplatan oblik prijevoza

koji se temeljio na fizikalnom zakonu koji se naziva difuzija.

Difuzija je pravilo svemira da se molekule, posebno u tekućinama ili plinovima,

neprestano kreću u svim smjerovima.

A budući da se kreću i nalijeću jedni na druge i na druge molekule, imaju tendenciju širenja.

Na primjer, ako kocku šećera ispustite u vodu, na jednom mjestu ima puno šećera,

a na drugom mjestu nema.

Kako se molekule šećera otapaju u vodi, počet će nasumično naletjeti na molekule vode

i ostale molekule šećera.

Polako će se sve molekule šećera raširiti i oblikovati više faza različitih koncentracija.

Ti se nasumični pokreti nastavljaju beskrajno, sve dok se u jednom trenutku šećer ne rasporedi

ravnomjerno u vodi.

Sjajna stvar kod difuzije je što je život može koristiti besplatno, ne zahtijeva energiju.

A život voli besplatne stvari. Dakle, sav život na zemlji oslanja se na difuziju.

Pogledajmo najmanje životinjsko biće na zemlji, bakteriju. Konkretno njegove površine.

Stanične membrane omogućuju difuziju određenih molekula.

Ova specifična bakterija troši kisik da bi živjela, dok se ugljični dioksid proizvodi iznutra,

kao otpadni proizvod.

Dakle, unutar bakterije nema puno kisika, ali puno ugljičnog dioksida.

Zbog difuzije ove će se molekule na kraju ravnomjerno širiti, pa se ugljični dioksid difuzno širi,

dok se kisik neprestano dopunjava izvana.

Ali ovakva vrsta “disanja” djeluje samo na vrlo mali svijet.

Za bakterije, amebe ili vaše stanice i nekoliko vrlo malih životinja.

Na primjer, insekti imaju finu mrežu dušnika, tunele s gradijentom tlaka,

gdje zrak vrlo sporo može difundirati i izmjenjivati ​​plinove sa stanicama insekata.

No čini se da čak i insekti mogu steći dušnik,

a barem neki imaju i specijalizirane organe za disanje poput spirala i zračnih vrećica.

U određenim razmjerima difuzija je suviše spora da bi stanice održale na životu.

Temeljni je problem što se razmjena s okolinom može dogoditi samo na površini,

a difuzija materijala može zadržati samo određenu količinu iznutra.

Sićušna živa bića imaju samo malo unutrašnjosti, ili volumena i puno vanjske

ili površinske površine.

Ali što ako bismo htjeli stvoriti bakteriju veličine plavog kita

i imati vrlo prikladan stroj za povećanje?

Nažalost, zbrkao bi nas zakon o kvadratnim kockama.

Ukratko to znači da ako napravite nešto deset puta veće,

njegova vanjska strana ili površina povećale bi se za 100, ali njegova unutrašnjost ili volumen povećale za 1000 puta.

Usporedimo li bakteriju Pseudomonas aeruginosa s plavim kitom,

vidimo da bakterija ima 10.000.000 puta veću površinu u odnosu na svoj volumen od kita.

Bakterija ima puno vanjština, dok kit ima puno unutrašnjosti.

Ako napravimo bakteriju veličine kita - naša divovska bakterija sada ima previše unutrašnjosti

i većina njezine unutrašnjosti sada je vrlo udaljena od njene površine.

Kisik koji je potreban našoj bakteriji nikada ne bi dospio u unutrašnjost prije nego što ostane bez kisika.

Naša bi divovska bakterija jednostavno umrla. Ipak, biti veći ima mnogo dobrih strana.

Od toga da je teže jesti do toga da lakše jedete druge.

No, veličina stanica ograničena je udaljenostom kisika i hranjivih tvari mogu učinkovito difundirati

kako bi iznutra osigurali dovoljno resursa.

Tako je život izbjegao ovaj problem formirajući višećelijske strukture -

Bića sastavljena od više stanica umjesto od jedne.

Jer difuzija djeluje bolje ako imate mnogo malih jedinica umjesto jedne puno veće.

Vremenom su stanični prijatelji počeli dijeliti posao i specijalizirati se.

Neke su se stanice koncentrirale na osjet okoliša, druge na probavu, treće na kretanje.

Ali to još uvijek nije bilo dovoljno.

I dalje je ostao problem difuzije i proizvodnje površine i energije,

ograničavajući veličinu koju su mogli postići ti prvi višećelijski oblici života.

Dakle, da bi postao još veći -

život je problem difuzije riješio imajući rupe i špilje i tunele te presavijajući se u sebe,

tako da bi se difuzija mogla lako dogoditi u svakoj od stanica.

Uzmite sebe: Ono što smatrate svojom vanjskom, svojom kožom, ima površinu od oko 2 četvorna metra.

Ali vaša pluća imaju površinu od oko 70 četvornih metara.

Oni nisu poput balona, ​​više su poput spužvi ispunjenih mnogim čvrsto upakiranim sitnim balonima,

okruženim krvnim žilama.

Kad udišete, svi se ti mali baloni pune svježim zrakom.

Krv napunjena CO2 pumpa se oko balona.

I tada se dogodi magija difuzije.

Kisik se difundira u krv gdje ga crvene krvne stanice pokupe.

A CO2 difundira iz krvi u vaša pluća, gdje se može ponovno izdahnuti.

Tada vaša krv u najkraće kutove tijela nosi krv bogatu kisikom

i skuplja CO2 otpad.

Difuzija u tijelu djelotvorna je otprilike jedan milimetar,

tako da je svaka stanica u vašem tijelu udaljena najviše jedan milimetar od krvne žile.

Dakle, životinjama srednje veličine poput vas treba puno krvnih žila da dođu do svake stanice u tijelu.

Samo vaše tijelo ima oko 100 000 kilometara kapilara,

najsitnijih vaših krvnih žila, površine oko 1000 četvornih metara.

To vrijedi za sve dijelove vas koji želite nešto razmijeniti s vanjskim svijetom.

Vaše tijelo treba površine da unese hranjive sastojke iz vaše hrane,

pa vaša crijeva imaju površinu od pola terena za badminton, otprilike 40 četvornih metara.

Što ste veći, to vam je potrebno više skrivenih površina.

Uzmi drvo. Njegov način da ostane živ je stvaranje šećera iz zraka i sunčeve svjetlosti.

Dakle, potrebna mu je što veća površina.

Stablo naranče s dvije tisuće listova ima površinu lista od 200 četvornih metara.

Ali površina unutar lišća na kojoj se zapravo događa difuzija iznosi 6000 četvornih metara.

Isto je i s korijenjem, gdje se voda iz tla difundira u bezbroj sitnih dlačica koje

povećavaju površinu.

Korijeni jednog četvornog metra trave čine oko 350 četvornih metara površine!

Ako pogledamo raznolikost života na ovom planetu od koje zastaje dah, čini se da je sve prilično drugačije.

I to je.

Ali neki su osnovni principi jednaki za sve i nisu se bitno promijenili milijardama godina,

ako pogledamo vrlo malo ili jako veliko:

otpad se gasi, a ulazi svježe gorivo. Velike životinje trebaju samo puno vodovod kako bi to bilo moguće.

Svježe gorivo je nešto što svi možemo koristiti s vremena na vrijeme, posebno za svoju kreativnost.

Dovoljno je samo isprobati nešto novo i imamo savršenu priliku da započnete:

udružili smo se sa Skillshare, mrežnom zajednicom za učenje koja nudi tečajeve o gotovo svim kreativnim vještinama,

poput dizajna, ilustracije, animacije, fotografije i kuhanja.

Imaju tisuće tečajeva koji počinju sa svake razine,

pa gdje god se trenutno nalazili naći ćete nešto za vas.

Možda želite pogledati iza kulisa naših animacija, na primjer:

Napravili smo nekoliko klasa Skillshare koji vas podučavaju kako smo animirali scene iz naših videozapisa

s tečajevima video predavanja i praktičnim projektima.

Ili ako biste radije prvo pogledali ilustraciju, preporučujemo

Adobe Illustrator: Level Up Your Colors, Hayden Aube.

No, ono što prvo odaberete zapravo nije toliko važno - važno je započeti,

zabaviti se i dobiti novu inspiraciju.

Neograničeni pristup svim klasama iznosi samo deset dolara mjesečno s godišnjim premium članstvom.

I prvih 1000 gledatelja kurzgesagta koji kliknu vezu u opisu dobivaju posebnu poslasticu:

dobit ćete besplatno probno razdoblje Skillshare Premium.

Ako se želite probiti iz kolotečine istražujući novu vještinu i podržavajući kurzgesagt, pokušajte.

A imamo još nešto kako bismo vaše iskustvo učenja učinili doista savršenim:

naša nova bilježnica Ocean Explorer!

Ima lijepe blistave natpise na foliji i 4 ilustrirane infografske stranice, koje

vas vode na putovanje pod morem.

Savršen pratitelj za sve vaše potrebe

vođenja bilješki, s ljubavlju ih je dizajnirao i proizveo kurzgesagt merch birbs.

Hvala na gledanju!