Video

Transcriptie

In en uit, in en uit.

In leven blijven gaat over dingen doen. Op dit moment verbranden je cellen glucosemoleculen met zuurstof

om energie beschikbaar te maken, waardoor je weer in leven blijft voor een ander kostbaar moment.

Om de zuurstof naar uw cellen te krijgen, ademt u.

Ademen is een antwoord op een heel moeilijk probleem: hoe krijg je de middelen die je cellen nodig hebben om te overleven,

van buiten naar binnen in je cellen? Elk levend wezen moet dit probleem oplossen

en de oplossing is verrassend anders, afhankelijk van een van de belangrijkste regulatoren van het leven:

grootte.

Zoals we in andere video’s hebben besproken:

Op verschillende schalen hebben de fysische wetten van het universum verschillende gevolgen voor zijn bewoners.

Simpele dingen zoals temperatuur, microzwaartekracht of oppervlaktespanning zijn misschien niet belangrijk voor u of vormen een dodelijk gevaar

• afhankelijk van hoe groot u bent.

Levende dingen hebben veel verschillende materialen nodig om in leven te blijven.

En ze moeten ze op de een of andere manier van buiten naar binnen vervoeren.

Dit was een enorm probleem voor de eerste dingen die op het punt stonden te leven, want iets doen in ons universum vereist energie.

En de eerste levende wezens op aarde beschikten niet over de overvloed aan hulpmiddelen en technieken

die het leven vandaag de dag na miljarden jaren van evolutie heeft.

Dus in het allereerste begin moest het leven een manier vinden om goede dingen binnenin

en slechte dingen buiten zichzelf te krijgen zonder energie te gebruiken.

Gelukkig waren de allereerste levensvormen heel erg klein.

En omdat ze zo klein waren, waren ze in staat om een ​​gratis vorm van transport te gebruiken

die was gebaseerd op een natuurkundige wet genaamd diffusie.

Diffusie is de regel van het universum dat moleculen, vooral in vloeistoffen of gassen,

constant in alle richtingen bewegen.

En omdat ze zich verplaatsen en tegen elkaar en andere moleculen botsen, hebben ze de neiging zich te verspreiden.

Als je bijvoorbeeld een suikerklontje in water laat vallen, is er op de ene plek veel suiker

en op een andere plek niet.

Als suikermoleculen oplossen in het water, zullen ze willekeurig tegen de watermoleculen

en andere suikermoleculen gaan botsen .

Langzaam zullen alle suikermoleculen zich verspreiden en meerdere fasen met verschillende concentraties vormen.

Deze willekeurige bewegingen gaan eindeloos door, totdat op een gegeven moment de suiker

gelijkmatig in het water wordt verdeeld.

Het mooie van diffusie is dat het leven er gratis gebruik van kan maken, er is geen energie voor nodig.

En het leven houdt van gratis dingen. Al het leven op aarde is dus afhankelijk van verspreiding.

Laten we eens kijken naar het kleinste levende wezen op aarde, een bacterie. Specifiek zijn oppervlakken.

Celmembranen zorgen voor diffusie van bepaalde moleculen.

Deze specifieke bacterie verbruikt zuurstof om te leven, terwijl binnenin kooldioxide

als afvalproduct wordt geproduceerd .

In de bacterie zit dus niet veel zuurstof, maar veel kooldioxide.

Door diffusie zullen deze moleculen zich uiteindelijk gelijkmatig verspreiden, waardoor de koolstofdioxide diffundeert,

terwijl zuurstof constant van buitenaf wordt aangevuld.

Maar dit soort ‘ademen’ werkt alleen voor de zeer kleine wereld.

Voor bacteriën, amoeben of je cellen en een paar hele kleine dieren.

Insecten hebben bijvoorbeeld een fijn netwerk van trachea, tunnels met een drukgradiënt,

waar lucht heel langzaam in kan diffunderen en gassen kan uitwisselen met de insectencellen.

Maar zelfs insecten lijken hun luchtpijp te kunnen samentrekken

en sommige hebben zelfs gespecialiseerde ademhalingsorganen zoals siphonen en luchtzakken.

Op bepaalde schalen is diffusie gewoon te traag om cellen in leven te houden.

Het fundamentele probleem is dat de uitwisseling met de omgeving alleen aan de oppervlakte kan plaatsvinden

en dat diffusie van materialen slechts een bepaalde hoeveelheid binnen kan ondersteunen.

Kleine levende wezens hebben maar een klein beetje van binnen, of volume en veel van buiten,

of oppervlakte.

Maar wat als we een bacterie zo groot als een blauwe vinvis wilden maken

en een zeer handige vergrotingsmachine hadden?

We zouden helaas in de war raken door de vierkante kubuswet.

In een notendop betekent het dat als je iets tien keer groter maakt,

de buitenkant of het oppervlak 100 keer groter wordt, maar de binnenkant of het volume 1000 keer groter.

Als we de bacterie Pseudomonas aeruginosa vergelijken met een blauwe vinvis, zien

we dat de bacterie in verhouding tot zijn volume 10.000.000 keer meer oppervlakte heeft dan de walvis.

De bacterie heeft veel buitenkant, terwijl de walvis veel binnenkant heeft.

Als we een bacterie maken ter grootte van een walvis - onze gigantische bacterie heeft nu te veel binnenkant

en het grootste deel van de binnenkant is nu ver van het oppervlak verwijderd.

De zuurstof die onze bacterie nodig heeft, zal nooit de binnenkant bereiken voordat de zuurstof op is.

Onze gigantische bacterie zou gewoon doodgaan. Toch heeft groter zijn veel voordelen.

Van moeilijker worden om gegeten te worden tot het gemakkelijker maken om anderen op te eten.

Maar de grootte van cellen wordt beperkt door de afstand die zuurstof en voedingsstoffen effectief kunnen verspreiden

om de binnenkant van voldoende bronnen te voorzien.

Dus het leven vermeed dit probleem door meercellige structuren te vormen -

wezens die uit veel cellen zijn samengesteld in plaats van één.

Omdat diffusie beter werkt als u veel kleine eenheden heeft in plaats van één veel grotere.

Na verloop van tijd begonnen de celmaatjes werk te delen en zich te specialiseren.

Sommige cellen concentreerden zich op het voelen van de omgeving, andere op de spijsvertering, andere op beweging.

Maar dat was nog niet genoeg.

Het probleem van diffusie en oppervlakte- en energieproductie bleef bestaan,

waardoor de omvang van deze eerste meercellige levensvormen beperkt bleef .

Dus om nog groter te worden,

loste het leven het diffusieprobleem op door gaten, grotten en tunnels te hebben en door zichzelf in te vouwen,

zodat diffusie gemakkelijk in elk van de cellen kon plaatsvinden.

Neem jezelf: wat jij als je buitenkant beschouwt, je huid, heeft een oppervlakte van ongeveer 2 vierkante meter.

Maar je longen hebben een oppervlakte van ongeveer 70 vierkante meter.

Ze zijn niet zoals ballonnen, het zijn meer sponzen gevuld met veel dicht opeengepakte kleine ballonnen,

omgeven door bloedvaten.

Als je inademt, vullen al deze kleine ballonnen zich met frisse lucht.

Bloed gevuld met CO2 wordt rond de ballonnen gepompt.

En dan gebeurt de magie van diffusie.

De zuurstof diffundeert in het bloed waar het wordt opgenomen door rode bloedcellen.

En de CO2 diffundeert uit het bloed en in je longen, waar het weer kan worden uitgeademd.

Je bloed voert dan zuurstofrijk bloed naar de verste uithoeken van je lichaam

en neemt het CO2-afval op.

Diffusie in het lichaam is effectief vanaf ongeveer één millimeter,

dus elke cel in uw lichaam is maximaal één millimeter verwijderd van een bloedvat.

Dus middelgrote dieren zoals jij hebben veel bloedvaten nodig om elke cel in het lichaam te bereiken.

Je lichaam heeft alleen al zo’n 100.000 kilometer aan haarvaten,

de kleinste van je bloedvaten, met een oppervlakte van ongeveer 1000 vierkante meter.

Dit geldt voor alle delen van jou die iets willen uitwisselen met de buitenwereld.

Je lichaam heeft oppervlakken nodig om voedingsstoffen uit je eten op te nemen,

dus je darmen hebben de oppervlakte van een half badmintonveld, ongeveer 40 vierkante meter.

Hoe groter je bent, hoe meer verborgen oppervlakken je nodig hebt.

Pak een boom. De manier om in leven te blijven, is door suiker te maken uit het niets en zonlicht.

Het heeft dus zoveel mogelijk oppervlakte nodig.

Een sinaasappelboom met tweeduizend bladeren heeft een bladoppervlakte van 200 vierkante meter.

Maar het oppervlak in de bladeren waar diffusie daadwerkelijk plaatsvindt, is 6000 vierkante meter.

Hetzelfde geldt voor wortels, waar water uit de grond diffundeert in talloze kleine haartjes die

het oppervlak maximaliseren.

De wortels van een vierkante meter gras vormen samen zo’n 350 vierkante meter oppervlakte!

Als we kijken naar de adembenemende diversiteit van het leven op deze planeet, lijkt het alsof alles behoorlijk anders is.

En het is.

Maar sommige basisprincipes zijn voor iedereen hetzelfde en zijn al miljarden jaren niet significant veranderd,

als we kijken naar het heel erg kleine of het heel erg grote:

afval gaat naar buiten en verse brandstof komt binnen. Grote dieren hebben gewoon veel complexiteit nodig. sanitair om het mogelijk te maken.

Verse brandstof is iets dat we allemaal van tijd tot tijd kunnen gebruiken, vooral voor onze creativiteit.

Het enige dat nodig is, is iets nieuws proberen en we hebben de perfecte gelegenheid om u op weg te helpen:

we zijn een partnerschap aangegaan met Skillshare, een online leergemeenschap die cursussen aanbiedt over bijna elke creatieve vaardigheid,

zoals ontwerpen, illustratie, animatie, fotografie en koken.

Ze hebben duizenden cursussen vanaf elk niveau,

dus waar je ook bent, er is altijd iets voor je.

Misschien wil je bijvoorbeeld een kijkje nemen achter de schermen van onze animaties:

we hebben een paar Skillshare-lessen gemaakt die je leren hoe we scènes uit onze video’s animeerden

met videolessen, lessen en praktische projecten.

Of als je liever eerst naar de illustratie kijkt, raden we

Adobe Illustrator aan: Level Up Your Colors van Hayden Aube.

Maar wat je als eerste kiest, maakt eigenlijk niet zoveel uit - het belangrijkste is om aan de slag te gaan,

plezier te hebben en nieuwe inspiratie op te doen.

Onbeperkte toegang tot alle lessen kost slechts tien dollar per maand met een jaarlijks premium lidmaatschap.

En de eerste 1000 kurzgesagt-kijkers die op de link in de beschrijving klikken, krijgen een speciale traktatie:

je krijgt een gratis proefperiode van Skillshare Premium.

Als je uit je sleur wilt breken door een nieuwe vaardigheid te verkennen en kurzgesagt te steunen, probeer het dan eens.

En we hebben nog iets anders om uw leerervaring echt perfect te maken:

onze nieuwe Ocean Explorer Notebook!

Het heeft prachtige sprankelende folieletters en 4 geïllustreerde infographic-pagina’s aan de binnenkant,

die je meenemen op een reis onder de zee.

De perfecte metgezel voor al uw behoeften

op het gebied van notities, met liefde ontworpen en geproduceerd door de kurzgesagt merch birbs.

Bedankt voor het kijken!