Video

Transkripcija

Į ir iš, į ir iš.

Išlikti gyvam - tai daryti dalykus. Šią sekundę jūsų ląstelės degina gliukozės molekules deguonimi,

kad būtų prieinama energija, kuri palaiko jus gyvą dar vieną brangų momentą.

Kad deguonis patektų į jūsų ląsteles, kvėpuojate.

Kvėpavimas yra atsakymas į labai sunkią problemą: kaip iš ląstelių iš išorės patekti į ląstelių vidų

resursus, reikalingus jūsų ląstelėms išgyventi ? Kiekvienas gyvis turi išspręsti šią problemą,

o sprendimas yra stebėtinai skirtingas, atsižvelgiant į vieną iš svarbiausių gyvenimo reguliatorių:

dydį.

Kaip aptarėme kituose vaizdo įrašuose:

Skirtingais mastais fiziniai Visatos dėsniai turi skirtingas pasekmes jos gyventojams.

Paprasti dalykai, tokie kaip temperatūra, mikrogravitacija ar paviršiaus įtempimas, gali jums nesvarbūs arba sukelti mirtiną pavojų

• priklausomai nuo to, koks esate didelis.

Gyviems daiktams reikia daug įvairių medžiagų, kad jie galėtų toliau gyventi.

Ir juos kažkaip reikia gabenti iš išorės į vidų.

Tai buvo didžiulė problema pirmiesiems dalykams, esantiems ties gyvybei, nes viskam, ką reikia daryti mūsų visatoje, reikia energijos.

Pirmosios gyvos būtybės žemėje neturėjo daugybės prieinamų įrankių ir technikų, kurias

šiandien turi gyvenimas po milijardų metų evoliucijos.

Taigi pačioje pradžioje gyvenime reikėjo rasti būdą, kaip gauti gerų dalykų viduje

ir blogų dalykų už savęs, nenaudojant energijos.

Laimei, pačios pirmosios gyvenimo formos buvo labai, labai mažos.

Kadangi jie buvo tokie maži, jie galėjo naudotis nemokama transporto forma,

paremta fiziniu įstatymu, vadinamu difuzija.

Difuzija yra visatos taisyklė, kad molekulės, ypač skysčiuose ar dujose,

nuolat juda visomis kryptimis.

Kadangi jie juda aplink ir atsitrenkia į vienas kitą bei kitas molekules, jie linkę plisti.

Pavyzdžiui, jei numetate cukraus kubelį į vandenį, vienoje vietoje yra daug cukraus,

o kitoje jo nėra.

Kai cukraus molekulės ištirpsta vandenyje, jos atsitiktinai pradės atsitrenkti į vandens molekules

ir kitas cukraus molekules.

Lėtai visos cukraus molekulės pasklis ir sudarys kelias skirtingos koncentracijos fazes.

Šie atsitiktiniai judesiai tęsiasi be galo, kol tam tikru momentu cukrus

tolygiai pasiskirstys vandenyje.

Puikus difuzijos dalykas yra tas, kad gyvenimas gali jį naudoti nemokamai, tam nereikia energijos.

O gyvenimas myli nemokamus dalykus. Taigi visas gyvenimas žemėje remiasi difuzija.

Pažvelkime į mažiausią gyvą būtybę žemėje - bakteriją. Tiksliau jo paviršiai.

Ląstelių membranos leidžia difuzijuoti tam tikras molekules.

Ši specifinė bakterija gyvybei sunaudoja deguonį, o anglies dioksidas gaminamas viduje

kaip atliekos.

Taigi bakterijos viduje nėra daug deguonies, bet daug anglies dioksido.

Dėl difuzijos šios molekulės galiausiai pasiskirstys tolygiai, todėl anglies dioksidas išsisklaidys,

o deguonis nuolat papildomas iš išorės.

Tačiau toks „kvėpavimas“ tinka tik labai mažam pasauliui.

Bakterijoms, amebai ar jūsų ląstelėms ir keliems labai mažiems gyvūnams.

Pavyzdžiui, vabzdžiai turi puikų trachėjos tinklą, tunelius su slėgio gradientu,

kur oras labai lėtai gali difunduoti ir keistis dujomis su vabzdžių ląstelėmis.

Tačiau atrodo, kad net vabzdžiai gali užkrėsti savo trachėją

ir bent kai kurie netgi turi specializuotus kvėpavimo organus, pavyzdžiui, spirales ir oro maišus.

Tam tikrais mastais difuzija yra tiesiog per lėta, kad ląstelės išliktų gyvos.

Esminė problema yra ta, kad mainai su aplinka gali vykti tik paviršiuje,

o medžiagų sklaida gali palaikyti tik tam tikrą vidų kiekį.

Mažos gyvos būtybės turi tik šiek tiek vidaus, arba tūrį, ir daug išorės,

arba paviršiaus plotą.

Bet ką daryti, jei norėtume sukurti mėlynojo banginio dydžio bakteriumą ir turėtume

labai patogią plėtros mašiną?

Deja, mes būtume sujaukti kvadratinių kubų įstatymu.

Trumpai tariant, tai reiškia, kad jei padarysite ką nors dešimteriopai didesnį,

jo išorė ar paviršius išaugtų 100, bet jo vidus arba tūris padidėtų 1000 kartų.

Jei palygintume Pseudomonas aeruginosa bakteriją su mėlynuoju banginiu,

pamatytume, kad bakterija turi 10 000 000 kartų daugiau paviršiaus, palyginti su banginiu.

Bakterija turi daug išorinių pusių, o banginis - daug vidų.

Jei padarysime banginio dydžio bakteriją - mūsų milžiniškos bakterijos dabar turi per daug vidų

ir didžioji jos vidinė dalis dabar yra labai toli nuo jos paviršiaus.

Deguonis, kurio reikia mūsų bakterijai, niekada nepasieks vidaus, kol jo nepritrūks.

Mūsų milžiniška bakterija tiesiog žūtų. Vis dėlto, būdamas didesnis, yra daugybė pusių.

Nuo to, kad sunkiau valgyti, iki to, kad būtų lengviau valgyti kitus.

Bet ląstelių dydį riboja atstumas, kai deguonis ir maistinės medžiagos gali veiksmingai difuziškai pasklisti

, kad viduje būtų pakankamai išteklių.

Taigi gyvenimas išvengė šios problemos, formuodamas daugialąsčius darinius -

būtybes, sudarytas iš daugelio ląstelių, o ne vienos.

Nes difuzija veikia geriau, jei turite daug mažų vienetų, o ne vieną daug didesnį.

Laikui bėgant ląstelių bičiuliai pradėjo dalytis darbu ir specializuotis.

Vienos ląstelės susikoncentravo ties aplinkos jutimu, kitos - virškinimu, kitos - judesiu.

Bet to vis tiek nepakako.

Išliko difuzijos, paviršiaus ir energijos gamybos problema,

ribojanti šių pirmųjų daugialąsčių gyvenimo formų dydį.

Taigi, norint tapti dar didesniu,

gyvenimas išsprendė difuzijos problemą, turėdamas skyles, urvus ir tunelius ir susilenkdamas pats,

todėl difuzija galėjo lengvai įvykti kiekvienoje ląstelėje.

Paimkite save: tai, ką laikote savo išore, savo oda, yra apie 2 kvadratinių metrų ploto.

Bet jūsų plaučių paviršiaus plotas yra apie 70 kvadratinių metrų.

Jie nėra panašūs į balionus, jie labiau į kempines, pripildytas daugybės sandariai supakuotų mažų balionų,

apsuptus kraujagyslių.

Kai įkvepiate, visi šie mažyčiai balionai prisipildo gryno oro.

Kraujas, pripildytas CO2, pumpuojamas aplink balionus.

Ir tada įvyksta difuzijos magija.

Deguonis difunduoja į kraują, kur jį surenka raudonieji kraujo kūneliai.

CO2 išsisklaido iš kraujo ir į plaučius, kur jį vėl galima iškvėpti.

Jūsų kraujas perneša deguonies turtingą kraują į tolimiausius kūno kampus

ir surenka CO2 atliekas.

Difuzija kūne efektyvi maždaug vienu milimetru,

todėl kiekviena jūsų kūno ląstelė yra ne daugiau kaip vieno milimetro atstumu nuo kraujagyslės.

Taigi vidutinio dydžio gyvūnams, tokiems kaip jūs, reikia daug kraujagyslių, kad pasiektumėte kiekvieną kūno ląstelę.

Vien jūsų kūne yra apie 100 000 kilometrų vien tik kapiliarų,

mažiausių jūsų kraujagyslių, kurių paviršiaus plotas yra apie 1000 kvadratinių metrų.

Tai galioja visoms jūsų dalims, kurios nori kuo nors pasikeisti su išoriniu pasauliu.

Jūsų kūnui reikalingi paviršiai, kad pasisemtų maistinių medžiagų iš jūsų maisto,

todėl jūsų žarnyno plotas yra pusė badmintono aikštės, maždaug 40 kvadratinių metrų.

Kuo didesnis, tuo daugiau reikia paslėptų paviršių.

Paimk medį. Jo būdas išlikti gyvam yra sukurti cukrų iš plono oro ir saulės spindulių.

Taigi reikia kuo daugiau paviršiaus ploto.

Apelsinų medžio su dviem tūkstančiais lapų lapų paviršiaus plotas yra 200 kvadratinių metrų.

Bet paviršius lapų viduje, kur iš tikrųjų vyksta difuzija, yra 6000 kvadratinių metrų.

Tas pats ir su šaknimis, kur vanduo iš dirvožemio sklinda į nesuskaičiuojamus mažus plaukelius, kurie

maksimaliai padidina paviršiaus plotą.

Vieno kvadratinio metro žolės šaknys sudaro apie 350 kvadratinių metrų paviršiaus!

Jei pažvelgsime į kvapą gniaužiančią šios planetos gyvenimo įvairovę, atrodo, kad viskas yra gana kitaip.

Ir tai yra.

Tačiau kai kurie pagrindiniai principai visiems yra vienodi ir milijardus metų reikšmingai nepasikeitė,

jei žiūrėtume į labai mažus arba labai labai didelius:

atliekos dingsta, o šviežias kuras patenka. Stambiems gyvūnams tereikia daug komplekso. vandentiekio, kad būtų įmanoma.

Švieži degalai yra tai, ką visi galime laikas nuo laiko naudoti, ypač kūrybiškumui.

Viskas, ko iš tikrųjų reikia, yra išbandyti kažką naujo ir turime puikią galimybę pradėti.

Mes bendradarbiavome su „Skillshare“ - internetine mokymosi bendruomene, siūlančia beveik visų kūrybinių įgūdžių,

tokių kaip dizainas, iliustracija, animacija, fotografija ir maisto gaminimas, kursus .

Jie turi tūkstančius kursų, pradedant nuo kiekvieno lygio,

taigi, kur bebūtumėte dabar, jums bus kažkas.

Galbūt norite pažvelgti, pavyzdžiui, į mūsų animacijų užkulisius:

Mes sukūrėme porą „Skillshare“ užsiėmimų, kurie moko jus, kaip mes animavome savo vaizdo įrašų scenas

su vaizdo pamokų užsiėmimais ir praktiniais projektais.

Arba jei pirmiausia norėtumėte pasidomėti iliustracijomis, rekomenduojame „

Adobe Illustrator: Level Up Your Colors“, parašė Haydenas Aube.

Tačiau tai, ką pasirenkate pirmiausia, neturi tiek daug reikšmės - svarbiausia yra pradėti,

smagiai praleisti laiką ir pasisemti naujo įkvėpimo.

Neribota prieiga prie visų klasių yra tik dešimt dolerių per mėnesį su metine priemoka.

Pirmieji 1000 kurzgesagt žiūrovų, paspaudę apraše esančią nuorodą, gauna specialų skanėstą:

gausite nemokamą „Skillshare Premium“ bandomąją versiją.

Jei norite išsiveržti iš vėžių tyrinėdami naujus įgūdžius ir palaikydami kurzgesagt, pabandykite.

Ir mes turime dar ką nors, kad jūsų mokymosi patirtis būtų tikrai tobula:

mūsų naujasis „Ocean Explorer“ užrašų knygelė!

Jame yra gražūs blizgantys folijos užrašai ir 4 iliustruoti infografiniai puslapiai, vedantys

į kelionę po jūra.

Puikus kompanionas visiems jūsų užrašų poreikiams,

sukurtas ir pagamintas su meile kurzgesagt merch birbs.

Ačiū, kad žiūrėjote!