Video

Transkrypcja

Zacznijmy ten film od zrzucenia myszy, psa i słonia z drapacza chmur

z drapacza chmur na coś miękkiego.

Powiedzmy, że na stos materaców.

Mysz wyląduje i będzie oszołomiona przez chwilę, lecz po chwili się otrząśnie

i pójdzie sobie dość zirytowana,

ponieważ zrobiliśmy coś bardzo niegrzecznego.

Pies połamie sobie wszystkie kości i umrze w dość niespektakularny sposób,

a słoń wybuchnie, zmieniając się w czerwoną plamę z kości i wnętrzności,

nie mając szansy na bycie zirytowanym.

Dlaczego mysz przetrwa, a słoń i pies już nie?

Odpowiedzią na to pytanie jest rozmiar.

Rozmiar jest najbardziej niedocenioną cechą żyjących istot.

Rozmiar wpływa na wszystko związane z naszą biologią

jak jesteśmy zbudowani, jak doświadczamy świata,

jak żyjemy i umieramy.

Dzieje się tak, ponieważ prawa fizyki są różne dla zwierząt o różnych rozmiarach

Życie obejmuje siedem rzędów wielkości,

od niewidzialnych bakterii przez roztocza, mrówki,

myszy, psy, ludzi, słonie i płetwale błękitne.

Każdy rozmiar żyje w swoim wyjątkowym świecie tuż obok pozostałych,

posiadając własne zasady oraz dobre i słabe strony.

Odkryjemy te różne światy w serii naszych filmów.

Wróćmy do naszego początkowego pytania.

Dlaczego mysz przetrwała upadek?

Ponieważ przy zmianie rozmiaru zmienia się wszystko.

Zasada z którą w kółko spotykamy

Na przykład, bardzo małe rzeczy są praktycznie odporne na spadanie z dużych wysokości,

ponieważ im mniejszy jesteś, tym mniej się martwisz grawitacją.

Wyobraźmy sobie teoretyczne kuliste zwierze o rozmiarze szklanej kulki do gry.

Będzie mieć trzy cechy: średnice, pole powierzchni,

które jest pokryte skórą,

objętość, czyli wszystko co znajduje się w środku

organy, mięśnie, nadzieje i marzenia.

Jeśli powiększymy średnicę 10 razy, powiedzmy do rozmiarów piłki koszykowej,

Reszta z cech nie wzrośnie po prostu 10 razy.

Pole powierzchni skóry wzrośnie 100 razy, a wnętrzności czyli objętość

wzrosną 1000 razy.

Objętość definiuje wagę albo mówiąc dokładniej masę zwierzęcia.

Im masz większą masę tym większą energie kinetyczną uzyskasz przed spadkiem,

a uderzenie w ziemię będzie mocniejsze.

Im większe masz pole powierzchni w stosunku do objętości lub masy, którą posiadasz

tym uderzenie zostanie bardziej złagodzone, a także

opór powietrza bardziej cię spowolni.

Słoń jest tak duży, że ma bardzo małą powierzchnię w stosunku

do swojej objętości więc duża energia kinetyczna

musi zostać rozłożona na małą przestrzeń,

a powietrze prawie wcale go nie spowalnia.

Dlatego też słoń zostanie zupełnie zniszczony

w imponującej eksplozji mazi podczas uderzania w ziemie.

Inna skrajność - insekty, mają wielkie pole powierzchni

w stosunku do ich malutkiej masy.

Więc można dosłownie wyrzucić z samolotu mrówkę i nic poważnego się jej nie stanie.

Ale podczas gdy upadek nie jest istotny w małym świecie,

istnieją inne siły, które nie są dla nas zagrożeniem, a są niezwykle niebezpieczne dla małych istot.

Takie jak napięcie powierzchniowe, które zmienia wodę w potencjalnie śmiertelnie niebezpieczną substancje dla owadów.

Jak to działa?

Woda ma skłonność do sklejania się ze sobą.

Jej cząsteczki przyciągają się nawzajem poprzez siłę zwaną spójnością,

tworząc napięcie na powierzchni, które możesz sobie wyobrazić jako niewidzialną skórę.

Dla nas ta skórą jest tak słaba, że zazwyczaj nawet nie zwracamy na nią uwagi.

Jeśli zmokniesz, 800 gramów wody lub jeden procent masy twojego ciała przylega do ciebie.

Do mokrej myszy przylega około 3 gramów wody, czyli ponad 10% jej masy ciała.

Wyobraź sobie mieć 8 butelek wody przylegających do ciebie kiedy wychodzisz spod prysznica.

Dla owadów siła napięcia powierzchniowego jest tak wielka, że

zmokniecie jest kwestią życia i śmierci.

Jeśli zostałbyś zmniejszony do rozmiarów mrówki i dotknąłbyś wody

byłoby to jak byś wszedł w klej.

Szybko by cię wchłoneło, a napięcie powierzchniowe byłoby zbyt silne, aby je pokonać,

i byś się utopił.

Więc owady ewoluowały tak, aby odpychały wodę.

Po pierwsze ich egzoszkielet jest pokryty cienką warstwą wosku. Tak jak samochód.

To czyni ich powierzchnie przynajmniej częściowo odporną na wodę.

Ponieważ nie może ona do niej przywierać.

Wiele owadów jest także pokryta cienkimi włoskami, które służą jako osłona,

która znacząco zwiększa ich pole powierzchni i

zapobiega dotykaniu ich egzoszkieletu przez krople oraz

pomaga w ich pozbywaniu się.

Żeby wykorzystać napięcie powierzchniowe, ewolucja wynalazła

nanotechnologię na miliardy lat przed nami.

Niektóre owady wyewoluowały pancerz pokryty krótkimi,

bardzo gęstymi włosami odpychającymi wodę.

Niektóre mają ponad milion włosów na milimetr kwadratowy.

Gdy owad nurkuje, powietrze pozostaje w jego futrze

i tworzy płaszcz z powietrza.

Woda nie może tam wpłynąć, bo włoski są za małe, żeby przełamać napięcie powierzchniowe.

Jest jednak jeszcze lepiej: Podczas gdy tlen z tego bąbla powietrza ucieka,

nowy tlen przedostaje się do bąbla z otaczającej wody,

podczas gdy dwutlenek węgla przedostaje się na zewnątrz,

do wody.

W taki sposób owad przenosi swoje zewnętrzne płuco

i może właściwie oddychać pod wodą dzięki istnieniu napięcia powierzchniowego.

Przy okazji, nartniki chodzą po wodzie przy użyciu tego samego mechanizmu -

mikroskopijne, hydrofobowe włosy.

Im mniejszy się stajesz, tym dziwniejsze staje się twoje otoczenie.

W pewnym momencie nawet powietrze staje się coraz bardziej stałe.

Przybliżmy teraz do najmniejszego znanego owada,

wielkości połowy ziarnka soli, o długości

tylko 0,15 mm.

Mucha Rzęsikowata

Żyje on w świecie jeszcze dziwniejszym, niż reszta owadów

Dla nich, samo powietrze jest jak rzadki żel,

podobna do syropu masa otaczająca ich przez cały czas.

Ruch przez nią jest ciężki; na tym poziomie

nie przypomina eleganckiego szybowania.

W pewnym sensie muszą złapać i przytrzymać powietrze.

Dlatego ich skrzydła wyglądają jak duże, włochate ramiona,

zamiast jak zwyczajne owadzie skrzydła.

Dosłownie płyną przez powietrze,

jak malutki, obrzydliwy obcy przez syrop.

Od tego momentu rzeczy stają się tylko dziwniejsze,

w miarę jak odkrywamy więcej światów o różnych rozmiarach.

Prawa fizyki są na tyle różne dla każdego rozmiaru,

że ewolucja była zmuszona wynajdować rozwiązania

właściwie bez przerwy, podczas gdy życie zwiększało rozmiary w ciągu ostatniego miliarda lat.

Więc dlaczego nie ma mrówek o rozmiarach koni?

Dlaczego nie ma słoni wielkości ameby?

Dlaczego? Omówimy to w następnej części.

Mamy teraz comiesięczne powiadomienia, zapisz się jeśli

nie chcesz przegapić nowych filmów oraz chcesz obejrzeć dodatkowe filmy.