Video

Transkripts

Iekšā un ārā, iekšā un ārā.

Palikt dzīvam nozīmē darīt lietas. Šajā sekundē jūsu šūnas sadedzina glikozes molekulas ar skābekli,

lai padarītu pieejamu enerģiju, kas jūs uztur vēl vienu dārgu brīdi.

Lai skābeklis nonāktu šūnās, kuras jūs elpojat.

Elpošana ir atbilde uz ļoti smagu problēmu: kā jūs varat iegūt resursus, kas nepieciešami jūsu šūnām, lai izdzīvotu,

no ārpuses uz savu šūnu iekšpusi? Katrai dzīvai būtnei ir jāatrisina šī problēma,

un risinājums ir pārsteidzoši atšķirīgs atkarībā no viena no vissvarīgākajiem dzīves regulatoriem:

Izmērs.

Kā mēs esam apsprieduši citos videoklipos:

Dažādos mērogos Visuma fiziskajiem likumiem ir atšķirīgas sekas tā iedzīvotājiem.

Vienkāršas lietas, piemēram, temperatūra, mikrogravitācija vai virsmas spraigums, iespējams, jums nav nozīmes vai var izraisīt nāvējošas briesmas

• atkarībā no tā, cik liels jūs esat.

Dzīvām būtnēm ir vajadzīgi daudz dažādu materiālu, lai viņi varētu turpināt sevi.

Un viņiem kaut kā vajag tos transportēt no ārpuses uz iekšpusi.

Šī bija milzīga problēma pirmajām lietām, kas bija uz dzīvības robežas, jo, lai kaut ko darītu mūsu Visumā, ir vajadzīga enerģija.

Pirmajām dzīvajām būtnēm uz zemes nebija pieejamo instrumentu un paņēmienu pārpilnības, kāda

mūsdienās ir dzīvei pēc miljardiem gadu ilgas evolūcijas.

Tāpēc pašā sākumā dzīvei bija jāatrod veids, kā iegūt labas lietas iekšpusē

un sliktas lietas ārpus sevis, neizmantojot enerģiju.

Par laimi, pašas pirmās dzīves formas bija ļoti, ļoti mazas.

Tā kā viņi bija tik mazi, viņi varēja izmantot bezmaksas transporta veidu,

kura pamatā bija fizisks likums, ko sauc par difūziju.

Difūzija ir Visuma noteikums, ka molekulas, it īpaši šķidrumos vai gāzēs,

nepārtraukti pārvietojas visos virzienos.

Un tāpēc, ka viņi pārvietojas un saduras viens ar otru un citām molekulām, tiem ir tendence izplatīties.

Piemēram, ja jūs nometat cukura kubu ūdenī, tad vienā vietā ir daudz cukura,

bet citā vietā nav.

Kad cukura molekulas izšķīst ūdenī, tās nejauši sāks sasisties pret ūdens molekulām

un citām cukura molekulām.

Lēnām visas cukura molekulas izkliedēsies un veidos vairākas dažādas koncentrācijas fāzes.

Šīs nejaušās kustības turpinās bezgalīgi, līdz kādā brīdī cukurs

vienmērīgi sadalīsies ūdenī.

Difūzijas lieliskā lieta ir tā, ka dzīve to var izmantot bez maksas, tai nav nepieciešama enerģija.

Un dzīve mīl bezmaksas lietas. Tātad visa dzīve uz zemes paļaujas uz difūziju.

Apskatīsim mazāko dzīvo būtni uz zemes, baktēriju. Konkrēti tā virsmas.

Šūnu membrānas ļauj difūzēt noteiktas molekulas.

Šī specifiskā baktērija dzīvošanai patērē skābekli, savukārt oglekļa dioksīds tiek ražots

kā atkritumi.

Tātad baktērijas iekšpusē nav daudz skābekļa, bet daudz oglekļa dioksīda.

Difūzijas dēļ šīs molekulas galu galā izplatīsies vienmērīgi, tāpēc oglekļa dioksīds izkliedējas,

savukārt skābeklis tiek pastāvīgi papildināts no ārpuses.

Bet šāda veida “elpošana” darbojas tikai ļoti mazajā pasaulē.

Attiecībā uz baktērijām, amēbu vai jūsu šūnām un dažiem ļoti maziem dzīvniekiem.

Piemēram, kukaiņiem ir labs trahejas tīkls, tuneļi ar spiediena gradientu,

kur gaiss ļoti lēni var difundēt un apmainīties ar gāzēm ar kukaiņu šūnām.

Bet šķiet, ka pat kukaiņi var saslimt ar traheju,

un vismaz dažiem pat ir specializēti elpošanas orgāni, piemēram, spirāļi un gaisa maisi.

Noteiktos mērogos difūzija ir pārāk lēna, lai šūnas būtu dzīvas.

Pamatproblēma ir tā, ka apmaiņa ar vidi var notikt tikai uz virsmas,

un materiālu difūzija var uzturēt tikai noteiktu daudzumu iekšpuses.

Sīkajām dzīvajām būtnēm ir tikai nedaudz iekšpuses, vai tilpums, un daudz ārpuses,

vai virsmas laukums.

Bet ko tad, ja mēs vēlētos izveidot baktēriju zila vaļa lielumā

un mums būtu ļoti ērta paplašināšanas mašīna?

Diemžēl kvadrātveida kubu likums mūs sajauktu.

Īsumā tas nozīmē, ka, ja jūs izgatavojat kaut ko desmit reizes lielāku,

tā ārpuse vai virsma pieaugtu par 100, bet iekšpuse vai tilpums pieaugtu 1000 reizes.

Ja salīdzinām baktēriju Pseudomonas aeruginosa ar zilo vaļu,

redzam, ka baktērijai ir 10 000 000 reižu lielāka virsma attiecībā pret tās tilpumu nekā vaļam.

Baktērijai ir daudz ārpuses, savukārt vaļam ir daudz iekšpuses.

Ja mēs izgatavojam baktēriju, kas ir vaļa izmērs - mūsu milzu baktērijām tagad ir pārāk daudz iekšpuses,

un lielākā daļa tās iekšpuses tagad ir ļoti tālu no tās virsmas.

Skābeklis, kas vajadzīgs mūsu baktērijām, nekad nesasniegtu iekšpusi, pirms tam nebūtu skābekļa.

Mūsu milzu baktērija vienkārši nomirtu. Tomēr lielākam ir daudz pozitīvu aspektu.

Sākot no tā, ka to ir grūtāk ēst, līdz atvieglojot citu ēšanu.

Bet šūnu lielumu ierobežo attālums, kad skābeklis un barības vielas var efektīvi izkliedēties,

lai nodrošinātu iekšpusē pietiekamus resursus.

Tātad dzīve izvairījās no šīs problēmas, veidojot daudzšūnu struktūras -

būtnes, kas sastāv no daudzām šūnām, nevis vienas.

Tā kā difūzija darbojas labāk, ja jums ir daudz mazu vienību, nevis viena daudz lielāka.

Laika gaitā šūnu draugi sāka dalīties darbā un specializēties.

Dažas šūnas koncentrējās uz apkārtējās vides izjūtu, citas uz gremošanu, citas uz kustību.

Bet ar to vēl nepietika.

Difūzijas, kā arī virsmas un enerģijas ražošanas problēma saglabājās,

ierobežojot šo pirmo daudzšūnu dzīves formu lielumu.

Tātad, lai kļūtu vēl lielāka,

dzīve atrisināja difūzijas problēmu ar caurumiem, alām un tuneļiem un ielocīšanos sevī,

tāpēc difūzija varēja viegli notikt katrā no šūnām.

Paņemiet sevi: tā, ko jūs uzskatāt par savu ārpusi, ādu, virsmas laukums ir aptuveni 2 kvadrātmetri.

Bet jūsu plaušu virsmas laukums ir aptuveni 70 kvadrātmetri.

Tie nav kā baloni, tie drīzāk ir sūkļi, kas piepildīti ar daudziem cieši iesaiņotiem sīkiem baloniem, kurus

ieskauj asinsvadi.

Ieelpojot, visi šie sīkie baloni piepildās ar svaigu gaisu.

Ap baloniem tiek sūknētas asinis, kas piepildītas ar CO2.

Un tad notiek difūzijas burvība.

Skābeklis izkliedējas asinīs, kur to uzņem sarkanās asins šūnas.

CO2 izplūst no asinīm un plaušās, kur to var atkal izelpot.

Pēc tam jūsu asinis nes ar skābekli bagātinātas asinis ķermeņa tālākajos stūros

un savāc CO2 atkritumus.

Difūzija ķermenī ir efektīva apmēram vienā milimetrā,

tāpēc katra ķermeņa šūna atrodas ne vairāk kā viena milimetra attālumā no asinsvadiem.

Tātad vidēja izmēra dzīvniekiem, piemēram, jums, ir vajadzīgi daudz asinsvadu, lai sasniegtu katru ķermeņa šūnu.

Jūsu ķermenī ir tikai aptuveni 100 000 kilometri kapilāru,

vismazākais no jūsu asinsvadiem, un to virsmas laukums ir aptuveni 1000 kvadrātmetri.

Tas attiecas uz visām jūsu daļām, kuras vēlaties kaut ko apmainīties ar ārpasauli.

Jūsu ķermenim ir nepieciešamas virsmas, lai uzņemtu barības vielas no jūsu ēdiena,

tāpēc jūsu zarnai ir puse badmintona laukuma, aptuveni 40 kvadrātmetri.

Jo lielāks jūs esat, jo vairāk slēptu virsmu jums vajag.

Paņem koku. Tās veids, kā palikt dzīvs, ir radīt cukuru no gaisa un saules gaismas.

Tāpēc tam nepieciešams pēc iespējas lielāks virsmas laukums.

Apelsīnu koka ar diviem tūkstošiem lapu lapu platība ir 200 kvadrātmetri.

Bet virsma lapu iekšpusē, kur faktiski notiek difūzija, ir 6000 kvadrātmetri.

Tas pats saknēm, kur ūdens no augsnes izkliedējas neskaitāmos sīkos matiņos, kas

maksimāli palielina virsmas laukumu.

Viena kvadrātmetra zāles saknes veido apmēram 350 kvadrātmetrus lielas virsmas!

Ja paskatāmies uz šīs planētas dzīves elpu aizraujošo daudzveidību, šķiet, ka viss ir diezgan savādāk.

Un tā tas ir.

Bet daži pamatprincipi visiem ir vienādi un miljardiem gadu nav būtiski mainījušies,

ja mēs skatāmies uz ļoti ļoti maziem vai ļoti ļoti lieliem:

atkritumi izdziest un ienāk svaiga degviela. Lieliem dzīvniekiem vienkārši vajag daudz sarežģītu santehnika, lai tas būtu iespējams.

Svaiga degviela ir tā, ko mēs visi laiku pa laikam varam izmantot, īpaši mūsu radošumam.

Viss, kas tam patiešām vajadzīgs, ir izmēģināt kaut ko jaunu, un mums ir lieliska iespēja sākt darbu:

mēs sadarbojāmies ar Skillshare, tiešsaistes mācību kopienu, kas piedāvā kursus par gandrīz visām radošajām prasmēm,

piemēram, Dizains, Ilustrācija, Animācija, Fotogrāfija un Ēdienu gatavošana.

Viņiem ir tūkstošiem kursu, sākot no katra līmeņa,

tāpēc , lai kur jūs atrastos, tur būs kaut kas jums.

Varbūt vēlaties ielūkoties, piemēram, mūsu animāciju aizkulisēs:

Mēs izveidojām pāris Skillshare nodarbības, kas jums māca, kā mēs animējām ainas no mūsu videoklipiem

ar video nodarbību nodarbībām un praktiskiem projektiem.

Vai arī, ja vēlaties vispirms izpētīt ilustrāciju, mēs iesakām

Adobe Illustrator: Level Up Your Colors, Hayden Aube.

Bet tam, ko izvēlaties vispirms, nav tik lielas nozīmes - svarīga ir darba sākšana,

izklaide un jauna iedvesma.

Neierobežota piekļuve visām nodarbībām ir tikai desmit dolāri mēnesī ar ikgadēju piemaksu.

Pirmie 1000 kurzgesagt skatītāji, kas noklikšķina uz saites aprakstā, saņem īpašu labumu :

Jūs saņemsiet bezmaksas Skillshare Premium izmēģinājumu.

Ja vēlaties izkļūt no savas rutīnas, izpētot jaunu prasmi un atbalstot kurzgesagt, izmēģiniet to.

Un mums ir kaut kas cits, kas padara jūsu mācību pieredzi patiesi perfektu:

mūsu jaunais Ocean Explorer piezīmjdators!

Tā iekšpusē ir skaisti dzirkstoši folijas burti un 4 ilustrētas infografikas lapas,

kas ved jūs ceļojumā zem jūras.

Ideāls kompanjons visām jūsu piezīmju veidošanas vajadzībām,

ko ar mīlestību izstrādājuši un ražojuši kurzgesagt merch birbs.

Paldies par skatīšanos!