Videó

Tranzkript

Be és ki, be és ki.

Az életben maradás a dolgok elvégzését jelenti. Ebben a pillanatban a sejtjei oxigénnel égetik a glükózmolekulákat

, hogy energiát biztosítsanak, ami egy további értékes pillanatig életben tart.

Ahhoz, hogy oxigént kapjon sejtjeihez, lélegzik.

A légzés válasz egy nagyon nehéz problémára: Hogyan juthat el a sejtjeinek túléléséhez szükséges erőforrások

kívülről, a sejtjei belsejébe? Minden élőlénynek meg kell oldania ezt a problémát,

és a megoldás meglepően különbözik az élet egyik legfontosabb szabályozójától: Mérettől

függően .

Amint azt más videókban tárgyaltuk:

Különböző léptékben az univerzum fizikai törvényeinek különböző következményei vannak a lakói számára.

Az olyan egyszerű dolgok, mint a hőmérséklet, a mikrogravitáció vagy a felületi feszültség, nem számíthatnak számodra, vagy halálos veszélyt jelentenek

• attól függően, hogy mekkora vagy.

Az élőlényeknek sokféle anyagra van szükségük ahhoz, hogy tovább tudjanak tartani magukat.

És valahogy ki kell szállítaniuk őket kívülről befelé.

Ez óriási problémát jelentett az első életveszély előtt álló dolgokban, mert az univerzumunkban bármit megtenni energiára van szükség.

És a föld első élőlényei nem rendelkeztek rengeteg olyan eszközzel és technikával

, amely ma az élet milliárd éves evolúciója után

rendelkezésre áll . Tehát a legelején az életnek meg kellett találnia a módját, hogy energiát felhasználva

jó dolgokat szerezzen belül és rosszakat magán kívül.

Szerencsére a legelső életformák nagyon-nagyon kicsik voltak.

És mivel olyan kicsiek voltak, használhattak egy szabad közlekedési formát,

amely a diffúziónak nevezett fizikai törvényen alapult.

A diffúzió az univerzum szabálya, hogy a molekulák, különösen folyadékokban vagy gázokban,

folyamatosan mozognak minden irányba.

És mivel mozognak és egymásnak és más molekuláknak ütköznek, hajlamosak terjedni.

Például, ha cukorkockát dobunk vízbe, akkor az egyik helyen sok a cukor,

a másikban pedig nincs.

Amint a cukormolekulák feloldódnak a vízben, véletlenszerűen ütközni kezdenek a vízmolekulákkal

és más cukormolekulákkal.

Lassan az összes cukormolekula szét fog terjedni, és több, különböző koncentrációjú fázist alkot.

Ezek a véletlenszerű mozgások végtelenül folytatódnak, amíg egy bizonyos ponton a cukor

egyenletesen eloszlik a vízben.

A diffúzióban az a nagyszerű, hogy az élet ingyen használhatja, nem igényel energiát.

És az élet szereti az ingyenes dolgokat. Tehát a földön minden élet a diffúzióra támaszkodik.

Nézzük a föld legkisebb élőlényét, egy baktériumot. Pontosabban annak felületei.

A sejtmembránok lehetővé teszik bizonyos molekulák diffúzióját.

Ez a specifikus baktérium oxigént fogyaszt az életben, míg széndioxid keletkezik benne,

mint salakanyag.

Tehát a baktérium belsejében nincs sok oxigén, de sok szén-dioxid.

A diffúzió miatt ezek a molekulák végül egyenletesen terjednek, így a szén-dioxid diffundál,

miközben az oxigén kívülről folyamatosan feltöltődik.

De ez a fajta „légzés” csak a nagyon kicsi világban működik.

Baktériumok, amőba vagy sejtjei és néhány nagyon kicsi állat esetében.

A rovaroknak például van egy finom légcsőhálózata, nyomásgradiensű alagutak,

ahol a levegő nagyon lassan diffundálhat és gázokat cserélhet a rovarsejtekkel.

De úgy tűnik, hogy még a rovarok is képesek leszerződni a légcsőjükre,

és legalább néhányuknak speciális légzőszervei is vannak, például spirálok és légzsákok.

Bizonyos léptékekben a diffúzió túl lassú ahhoz, hogy életben tartsa a sejteket.

Az alapvető probléma az, hogy a környezettel való kicserélés csak a felszínen történhet,

és az anyagok diffúziója csak bizonyos mennyiségű belső teret képes fenntartani.

Az apró élőlényeknek csak egy kis belseje van, vagy térfogata, és sok a külső,

vagy a felülete.

De mi van akkor, ha egy kék bálna méretű baktériumot akarunk létrehozni,

és nagyon kényelmes bővítőgépünk van?

Szomorúan összetévesztenénk a négyzetkocka törvényt.

Dióhéjban azt jelenti, hogy ha valamit tízszer nagyobbat készítesz,

annak külseje vagy felülete 100-mal nő, de belső része vagy térfogata 1000-szeresére nő.

Ha összehasonlítjuk a Pseudomonas aeruginosa baktériumot egy kék bálnával,

azt látjuk, hogy a baktérium térfogata 10 000 000-szer nagyobb, mint a bálna.

A baktériumnak sok külseje van, míg a bálnának sok a belseje.

Ha olyan méretű baktériumot készítünk, mint egy bálna - óriási baktériumainknak ma már túl sok a belseje,

és a belseje nagy része már nagyon messze van a felszínétől.

A baktériumunknak szükséges oxigén soha nem érné el a belsejét, mielőtt elfogyna az oxigénje.

Óriási baktériumunk csak meghalna. Ennek ellenére, ha nagyobb vagy, annak számos előnye van.

Attól kezdve, hogy nehezebb enni, és könnyebben megeszik a többieket.

De a sejtek méretét korlátozza az oxigén és a tápanyagok hatékony diffundálódási távolsága

, hogy elegendő erőforrást biztosítson a belsejében.

Tehát az élet elkerülte ezt a problémát azáltal, hogy többsejtű struktúrákat alakított ki -

egy sejt helyett sok sejtből álló lények.

Mivel a diffúzió jobban működik, ha egy sokkal nagyobb egység helyett sok kicsi egység van.

Az idő múlásával a sejtbarátok elkezdték megosztani a munkájukat és szakosodtak.

Egyes sejtek a környezet érzékelésére, mások az emésztésre, mások a mozgásra koncentráltak.

De ez még mindig nem volt elég.

A diffúzió, valamint a felület- és energiatermelés problémája továbbra is fennáll,

korlátozva az első ilyen többsejtű életformák méretét.

Tehát ahhoz, hogy még nagyobbá válhasson, az

élet megoldotta a diffúzió problémáját lyukak, barlangok és alagutak birtoklásával és önmagába való behajtásával,

így a diffúzió könnyen megtörténhet az egyes cellákban.

Vedd magad: Amit külsőnek, bőrének tekint, annak körülbelül 2 négyzetméter a felülete.

De a tüdejének felülete körülbelül 70 négyzetméter.

Nem olyanok, mint léggömbök, inkább olyan szivacsok, amelyek sok szorosan becsomagolt apró lufival vannak tele,

erekkel körülvéve.

Amikor belélegzik, ezek az apró léggömbök megtöltik a friss levegőt.

CO2-val feltöltött vért pumpálnak a léggömbök köré.

És akkor megtörténik a diffúzió varázsa.

Az oxigén diffundál a vérbe, ahol a vörösvértestek felveszik.

És a CO2 diffundál a vérből és a tüdejébe, ahol újra ki lehet lélegezni.

A véred oxigénben gazdag vért visz a tested legtávolabbi sarkaiba,

és felszedi a CO2 hulladékot.

A test diffúziója körülbelül egy milliméteren hatékony,

így a test minden sejtje legfeljebb egy milliméternyire van az erektől.

Tehát az Önhöz hasonló közepes méretű állatoknak sok vérre van szükségük ahhoz, hogy elérjék a test minden sejtjét.

A testedben csak körülbelül 100 000 kilométer kapilláris található,

a legkisebb eredből, körülbelül 1000 négyzetméteres felülettel.

Ez minden részetekre igaz, akik valamit cserélni akarnak a külvilággal.

A testének felületekre van szüksége ahhoz, hogy tápanyagokat vegyen fel az ételeiből,

így a bél területe fél tollaslabda pálya, nagyjából 40 négyzetméter.

Minél nagyobb vagy, annál rejtettebb felületekre van szükséged.

Vegyél egy fát. Az életben maradásának módja az, hogy cukrot hozzon létre a levegőből és a napfényből.

Tehát a lehető legnagyobb felületre van szüksége.

A kétezer levélből álló narancsfa levélfelülete 200 négyzetméter.

De a levelek belseje, ahol a diffúzió valójában bekövetkezik, 6000 négyzetméter.

Ugyanez a gyökerekkel is, ahol a víz a talajból számtalan apró szőrbe diffundál, amelyek

maximalizálják a felületet.

Egy négyzetméter fű gyökerei körülbelül 350 négyzetméter felületet jelentenek!

Ha megnézzük ezen a bolygón az élet lélegzetelállító sokszínűségét, úgy tűnik, hogy minden egészen más.

És ez.

Néhány alapelv azonban mindenkinek ugyanaz, és évmilliárdok óta nem változott jelentősen,

ha a nagyon kicsieket vagy a nagyon nagyon nagyokat nézzük: a

hulladék kialszik és a friss üzemanyag jön be. A nagy állatoknak csak sok komplexumra van szükségük vízvezeték, hogy ez lehetővé váljon.

A friss üzemanyagot mindannyian alkalmanként felhasználhatjuk, különösen kreativitásunk érdekében.

Valójában csak egy új dolog kipróbálása szükséges, és tökéletes lehetőségünk van a kezdéshez:

Együttműködtünk a Skillshare internetes tanulóközösséggel, amely szinte minden kreatív készség tanfolyamát kínálja,

mint például a tervezés, az illusztráció, az animáció, a fényképezés és a főzés.

Több ezer tanfolyamuk van, minden szintről indulva,

így bárhol is jársz most, lesz valami az Ön számára.

Esetleg meg akarja nézni például animációink kulisszáit:

Készítettünk néhány Skillshare órát, amelyek megtanítják, hogyan animáltuk jeleneteinket videóinkból videotanfolyamokkal

és gyakorlati projektekkel.

Vagy ha először inkább az illusztrációt vizsgálná, javasoljuk az

Adobe Illustrator programot: Level Up Your Colors (Hayden Aube).

De amit először választasz, az valójában nem számít annyira - fontos a kezdés,

a szórakozás és az új inspiráció.

Korlátlan belépés minden osztályba csak havi tíz dollár, éves prémium tagsággal.

Az első 1000 kurzgesagt néző, aki a leírás linkjére kattint, különleges csemegét

kap: Ingyenes próbaverziót kap a Skillshare Premium szolgáltatásból.

Ha egy új készség felfedezésével és a kurzgesagt támogatásával szeretne kitörni a rutinból, próbálja ki.

És van még valami, amellyel valóban tökéletes lehet a tanulási élmény:

az új Ocean Explorer Notebook!

Gyönyörű csillogó fóliás betűkkel és 4 illusztrált infographic oldallal rendelkezik,

amelyek a tenger alatti utazásra viszik.

Tökéletes társ minden jegyzeteléshez,

amelyet a kurzgesagt merch birbs szeretettel tervezett és készített.

Köszönjük a figyelmet!