Video

Transkripcija

Pradėkime įrašą numesdami pelę, šunį bei dramblį

nuo dangoraižio ant kažko minkšto.

Sakykime, krūvos čiužinių.

Pelė nusileidžia ir yra trumpam apsvaiginta,

tada nusipurto

ir nueina gana suerzinta,

nes toks poelgis – labai nemandagus.

Šuo susilaužo visus kaulus

ir neįspūdingai miršta,

o dramblys sprogsta į raudoną balą, pilną kaulų bei vidinių organų

ir neturi šanso susierzinti.

Kodėl pelė išgyvena,

bet dramblys ir šuo – ne?

Atsakymas – dydis.

Dydis yra labiausiai neįvertinamas gyvų padarų reguliatorius.

Dydis nulemia viską apie mūsų biologiją,

kaip mes esame sudaryti, kaip patiriame pasaulį, kaip mes gyvename ir mirštame.

Tai yra dėl to, kad fizikos dėsniai yra kitokie, skirtingo dydžio gyvūnams.

Gyvenimas apima septynias dydžio eiles, nuo nematomų bakterijų, iki erkių, skruzdėlių,

pelių, šunų, žmonių, dramblių ir mėlynųjų banginių. Kiekvienas dydis gyvena savo

unikalioje visatoje, vienos šalia kitų, kiekviena su savo taisyklėmis, privalumais,

ir trūkumais. Mes ištirsime tuos skirtingus pasaulius vaizdo įrašų serija.

Grįžkime prie pradinio klausimo: Kodėl pelė išgyveno kritimą? Taip nutinka dėl to,

kad kintant dydžiui, kinta ir visa kita. Su šiuo principu susidursime vėl ir vėl.

Pavyzdžiui, labai maži gyvūnai yra praktiškai apsaugoti nuo žalos,

nukritus iš didelio aukščio, nes kuo mažesnis gyvūnas, tuo mažesnis

gravitacijos poveikis. Įsivaizduokite teorinį sferinį gyvūną

akmenuko dydžio. Jis turi tris savybes: ilgį, paviršiaus plotą

(kuris padengtas oda) ir tūrį, arba vidaus užpildas, kaip organai,

raumenys, viltys ir svajonės. Jei mes padidinsime jį dešimt kartų, sakykime iki

krepšinio kamuolio dydžio, jo organai neišaugs taip pat dešimt kartų.

Jo odos plotas padidės 100 kartų, o tūris – 1000.

Tūris diktuoja svorį, ar tiksliau, gyvūno masę. Kuo daugiau masės turima,

tuo didesnis kiekis kinetinės energijos yra išskiriamas nukritus

ir smarkesnis smūgio šokas. Kuo paviršiaus plotas yra didesnis palyginus su tūriu (arba mase),

tuo didesnė smūgio dalis yra paskirstoma ar suminkštinama,

taip pat didesnis oro pasipriešinimas sulėtina kritimą. Dramblys yra toks didelis.

kad jis turi labai mažą paviršiaus plotą palyginus su tūrių. Taigi didelis kiekis

kinetinės energijos yra paskirstomas mažoje erdvėje, kurios oras nesulėtina.

Štai kodėl jis yra sunaikinamas įspūdingame sprogime,

kai atsitrenkia į žemę. Kitas ekstremumas – vabzdžiai. Jie turi didžiulį paviršiaus plotą

palyginus su jų mažyte mase. Taigi galėtume tikrąja to žodžio prasme, išmesti skruzdėlę iš lėktuvo

ir ji nebūtų rimtai sužalota. Bet kol kritimas yra nesvarbus mažajame

pasaulyje, čia yra kitų jėgų, kurios yra mums nepavojingos, tačiau ypač pavojingos

mažoms būtybėms. Pavyzdžiui paviršiaus įtempimas – reiškinys, kuris paverčia vandenį

potencialiai mirtina medžiaga vabzdžiams, Kaip tai veikia? Vanduo turi polinkį

kibti prie savęs; t.y. vandens molekulės traukia viena kitą veikiamos jėgos,

vadinamos sanglauda, kuri sukuria įtampą paviršiuje, kurią galima įsivaizduoti

kaip kažkokią nematomą odą. Mums ši oda yra tokia silpna, kad mes jos įprastai nejaučiame.

Sušlapus, apie 800 vandens gramus, arba vienas procentas

jūsų kūno masės prikimba prie jūsų. Prie šlapios pelės prikimba apie tris gramus vandens,

o tai yra apie dešimt procentų jos kūno masės. Įsivaizduokite aštuonis butelius vandens

kabančius ant jūsų kaskart išėjus iš dušo. Tačiau vabzdžiui vandens paviršiaus tamprumo jėga

yra tokia stipri, jog sušlapimas yra gyvybės ir mirties klausimas.

Jei sumažintume jus iki skruzdėles dydžio

ir jūs paliestumėte vandenį, jausmas būtų lyg liptumėte į klijus.

Jis greitai jus apimtų, paviršiaus tamprumas per stiprus, kad jūs galėtumėte ištrūkti,

ir jūs nuskęstumėte. Todėl vabzdžiai evoliucionavo būti vandeniui atsparūs. Visų pirma jų egzo-skeletas yra

padengtas plonu vaško sluoksniu, panašiai kaip automobilis. Tai padaro jų paviršių

bent iš dalies atsparų vandeniui, nes vanduo negali pakankamai gerai prikibti. Daug vabzdžių

taip pat yra padengti mažyčiais plaukeliais, kurie atlieka vandens barjero funkciją. Jie smarkiai padidina

jų paviršiaus plotą ir neleidžia vandens lašeliams paliesti jų egzo-skeleto

ir leidžia lengviau nusikratyti vandens lašelius. Tam, kad jie galėtų pasinaudoti tamprumo jėga,

evoliucija perprato nano-technologiją milijardus metų prieš mus. Kai kurie vabzdžiai

evoliucionavo paviršių, padengtą trumpais ir ypač trumpais,

vandenį atstumiančiais, plaukeliais. Kai kurie turi daugiau nei milijoną plaukelių kvadratiniame milimetre,

todėl, kai vabzdys neria po vandeniu, oras pasilieka jų “kailio” viduje ir suformuoja oro apsaugą.

Vanduo negali pasiekti vabzdžio, nes jo kailio plaukeliai yra per maži, kad nugalėtų tamprumo jėgą.

Bet yra dar privalumų. Kai deguonis vabzdžio burbule baigiasi, naujas deguonis

difuzijos būdu patenka į burbulą iš aplinkinio vandens, kol anglies dioksidas

difuzijos būdu išmetamas. Tokių būdu vabzdys aplink save nešioja savo išorinius plaučius,

kurių dėka, padedant vandens paviršiaus įtampai, gali kvėpuoti po vandeniu.

Toks pat principas leidžia čiuožikams vaikščioti ant vandens, pasitelkiant mažyčius plaukelius,

kurie atstumia vandenį. Tampant mažesniu, aplinka tampa vis keistesnė.

Tam tikru momentu net oras tampa vis didesne kliūtimi. Dabar pažiūrėkime į

mažiausius mus žinomus vabzdžius, kurių dydis yra apie pusę druskos grūdelio,

tik 0,15 milimetrų ilgio: “Pasakos Musė”. Jie gyvena pasaulyje, dar keistesniame nei

kiti vabzdžiai. Jiems pats oras yra lyg skysta želė, masė kaip sirupas

nuolat juos apsupusi. Judėjimas šia terpe yra nelengvas. Skraidymas

čia yra panašesnis į elegantišką sklandymą. Jie turi tarsi

įsikibti į orą ir laikytis. Todėl jų sparnai labiau atrodo lyg didelės, gauruotos rankos, nei

įprasto vabzdžio sparnai. Jie, tikrąja to žodžio prasme, plaukia per orą, kaip mažytis, šlykštus ateivis

per sirupą. Viskas tampa vis keisčiau nuo čia

kai mes tyrinėjame didesnę įvairovę skirtingų dydžių gyvių. Fizinės taisyklės

yra tokios skirtingos, kad evoliucija turėjo kurti aplink jas

vis iš naujo, kol gyvybė augo paskutinius milijardus metų. Tai kodėl

nėra skruzdėlių, kurių dydis kaip arklio? Kodėl nėra amebos dydžio dramblių? Kodėl?

Mes tai aptarsime kitoje dalyje.

Mes jau turime mėnesinį naujienlaikraštį, užsiregistruokite

jei nenorite praleisti naujų ir papildomų vaizdo įrašų