Video

Transcriere

În și afară, în și afară.

A rămâne în viață înseamnă a face lucruri. Chiar în această secundă, celulele dvs. arde molecule de glucoză cu oxigen

pentru a face disponibilă energia, ceea ce vă menține în viață pentru un alt moment prețios.

Pentru a transporta oxigenul în celulele pe care le respirați.

Respirația este un răspuns la o problemă foarte grea: Cum obțineți resursele de care au nevoie celulele dvs. pentru a supraviețui,

din exterior, în interiorul celulelor dvs.? Fiecare ființă vie trebuie să rezolve această problemă

și soluția este surprinzător de diferită, în funcție de unul dintre cei mai importanți regulatori ai vieții:

mărimea.

Așa cum am discutat în alte videoclipuri:

la diferite scări, legile fizice ale universului au consecințe diferite pentru locuitorii săi.

Lucruri simple precum temperatura, microgravitatea sau tensiunea superficială s-ar putea să nu aibă importanță pentru dvs. sau să reprezinte un pericol mortal

• în funcție de cât de mare sunteți.

Ființele vii au nevoie de multe materiale diferite pentru a se menține.

Și cumva trebuie să le transporte din exterior în interior.

Aceasta a fost o problemă uriașă pentru primele lucruri pe punctul de a fi în viață, pentru că a face orice în universul nostru necesită energie.

Și primele ființe vii de pe pământ nu au avut abundența de instrumente și tehnici disponibile pe

care viața le are astăzi după miliarde de ani de evoluție.

Deci, la început, viața avea nevoie să găsească o modalitate de a obține lucruri bune în interior

și lucruri rele în afara ei, fără a folosi energie.

Din fericire, primele forme de viață au fost foarte, foarte mici.

Și pentru că erau atât de mici, au putut folosi o formă gratuită de transport

care se baza pe o lege fizică numită difuzie.

Difuzia este regula universului conform căreia moleculele, în special în lichide sau gaze,

se mișcă constant în toate direcțiile.

Și pentru că se mișcă și se lovesc unul de celălalt și de alte molecule, tind să se răspândească.

De exemplu, dacă aruncați un cub de zahăr în apă, atunci există mult zahăr într-un loc,

iar în alt loc nu există.

Pe măsură ce moleculele de zahăr se dizolvă în apă, vor începe să se lovească aleatoriu de moleculele de apă

și de alte molecule de zahăr.

Încet, toate moleculele de zahăr se vor răspândi și vor forma mai multe faze de concentrații diferite.

Aceste mișcări aleatorii continuă la nesfârșit, până când la un moment dat zahărul se va răspândi

uniform în apă.

Marele lucru legat de difuzie este că viața o poate folosi gratuit, nu necesită energie.

Și viața iubește lucrurile gratuite. Deci, toată viața de pe pământ se bazează pe difuzie.

Să ne uităm la cea mai mică ființă vie de pe pământ, o bacterie. Mai exact suprafețele sale.

Membranele celulare permit difuzarea anumitor molecule.

Această bacterie specifică consumă oxigen pentru a trăi, în timp ce dioxidul de carbon este produs în interior,

ca produs rezidual.

Deci, în interiorul bacteriei nu există mult oxigen, ci mult dioxid de carbon.

Din cauza difuziei, aceste molecule se vor răspândi în cele din urmă uniform, astfel încât dioxidul de carbon se difuzează, în

timp ce oxigenul este alimentat în mod constant din exterior.

Dar acest tip de „respirație” funcționează numai pentru lumea foarte mică.

Pentru bacterii, amibă sau celulele dumneavoastră și câteva animale foarte mici.

Insectele, de exemplu, au o rețea fină de trahee, tuneluri cu un gradient de presiune,

unde aerul se poate difuza foarte lent și poate schimba gaze cu celulele insectelor.

Dar chiar și insectele par să-și poată contracta traheea

și cel puțin unele au chiar organe de respirație specializate, cum ar fi spirale și saci de aer.

La anumite scări difuzia este prea lentă pentru a menține celulele în viață.

Problema fundamentală este că schimbul cu mediul poate avea loc doar la suprafață,

iar difuzia materialelor poate susține doar o anumită cantitate de interior.

Ființele vii minuscule au doar un pic de interior sau volum și mult exterior

sau suprafață.

Dar dacă am fi vrut să creăm o bacterie de mărimea unei balene albastre

și am avea o mașină de extindere foarte convenabilă?

Ne-ar părea din păcate legea cubului pătrat.

Pe scurt, înseamnă că dacă faci ceva de zece ori mai mare,

exteriorul sau suprafața acestuia ar crește cu 100, dar interiorul sau volumul crește de 1000 de ori.

Dacă comparăm bacteria Pseudomonas aeruginosa cu o balenă albastră,

vedem că bacteria are 10.000.000 de ori mai multă suprafață în raport cu volumul său decât balena.

Bacteria are multe exterior, în timp ce balena are multe interior.

Dacă facem o bacterie de mărimea unei balene - bacteriile noastre uriașe au acum prea mult interior

și cea mai mare parte din interiorul ei este acum foarte departe de suprafața sa.

Oxigenul de care are nevoie bacteria noastră nu va ajunge niciodată în interior înainte de a rămâne fără oxigen.

Bacteria noastră uriașă ar muri. Totuși, a fi mai mare are multe avantaje.

De la a fi mai greu de mâncat la a face mai ușor să mănânci alții.

Dar dimensiunea celulelor este limitată de distanța de oxigen și substanțele nutritive se pot difuza eficient

pentru a oferi interiorului resurse suficiente.

Deci viața a evitat această problemă formând structuri multicelulare -

Ființe compuse din mai multe celule în loc de una.

Deoarece difuziunea funcționează mai bine dacă aveți multe unități mici în loc de una mult mai mare.

De-a lungul timpului, prietenii celulari au început să împartă munca și să se specializeze.

Unele celule s-au concentrat pe simțirea mediului, altele pe digestie, altele pe mișcare.

Dar asta încă nu era suficient.

Problema difuziei și a producției de suprafață și energie a rămas,

limitând dimensiunea pe care aceste prime forme de viață multicelulare le-ar putea atinge.

Deci, pentru a deveni și mai mare -

viața a rezolvat problema difuziei prin a avea găuri și peșteri și tuneluri și prin plierea în sine,

astfel încât difuzia ar putea avea loc cu ușurință în fiecare dintre celule.

Luați-vă: ceea ce considerați că exteriorul dvs., pielea dvs., are o suprafață de aproximativ 2 metri pătrați.

Dar plămânii tăi au o suprafață de aproximativ 70 de metri pătrați.

Nu sunt ca niște baloane, sunt mai degrabă ca niște bureți umpluți cu multe baloane mici strânse,

înconjurate de vase de sânge.

Când respirați, toate aceste baloane mici se umple cu aer proaspăt.

Sângele umplut cu CO2 este pompat în jurul baloanelor.

Și apoi se întâmplă magia difuziei.

Oxigenul se difuzează în sânge unde este preluat de celulele roșii din sânge.

Și CO2 se difuzează din sânge și în plămâni, unde poate fi expirat din nou.

Sângele dvs. transportă apoi sânge bogat în oxigen în cele mai îndepărtate colțuri ale corpului

și preia deșeurile de CO2.

Difuzarea în organism este eficientă la aproximativ un milimetru,

astfel încât fiecare celulă din corpul dvs. este la cel mult un milimetru distanță de un vas de sânge.

Deci, animale de dimensiuni medii ca tine au nevoie de multe vase de sânge pentru a ajunge la fiecare celulă din corp.

Corpul tău are în jur de 100.000 de kilometri de capilare singur,

cel mai mic dintre vasele de sânge, cu o suprafață de aproximativ 1000 de metri pătrați.

Acest lucru este valabil pentru toate părțile din voi care doresc să schimbe ceva cu lumea exterioară.

Corpul tău are nevoie de suprafețe pentru a lua substanțe nutritive din alimente,

astfel încât intestinul tău are suprafața unei jumătăți de teren de badminton, de aproximativ 40 de metri pătrați.

Cu cât ești mai mare, cu atât ai nevoie de mai multe suprafețe ascunse.

Ia un copac. Modul său de a rămâne în viață este de a crea zahăr din aerul subțire și din lumina soarelui.

Deci are nevoie de cât mai multă suprafață posibilă.

Un copac portocaliu cu două mii de frunze are o suprafață a frunzelor de 200 de metri pătrați.

Dar suprafața din interiorul frunzelor unde are loc difuzia este de 6000 de metri pătrați.

La fel și cu rădăcinile, unde apa se difuzează din sol în nenumărate fire mici de păr care

maximizează suprafața.

Rădăcinile unui metru pătrat de iarbă se ridică la aproximativ 350 de metri pătrați de suprafață!

Dacă ne uităm la diversitatea uluitoare a vieții de pe această planetă, se pare că totul este destul de diferit.

Si e.

Dar unele principii de bază sunt aceleași pentru toată lumea și nu s-au schimbat semnificativ de miliarde de ani,

dacă ne uităm la cele foarte mici sau foarte mari:

deșeurile se sting și intră combustibil proaspăt. Animalele mari au nevoie doar de mult complex instalatii sanitare pentru a face posibil.

Combustibilul proaspăt este ceva pe care îl putem folosi cu toții din când în când, în special pentru creativitatea noastră.

Tot ce trebuie este să încerci ceva nou și avem ocazia perfectă de a te începe:

am colaborat cu Skillshare, o comunitate de învățare online care oferă cursuri despre aproape orice abilitate creativă,

cum ar fi Design, Ilustrație, animație, fotografie și gătit.

Au mii de cursuri începând de la fiecare nivel,

așa că oriunde te-ai afla acum va fi ceva pentru tine.

Poate doriți să vă uitați în spatele scenei animațiilor noastre, de exemplu:

Am făcut câteva clase de Skillshare care vă învață cum am animat scene din videoclipurile noastre

cu cursuri de lecții video și proiecte practice.

Sau, dacă preferați să vă uitați mai întâi la ilustrație, vă recomandăm

Adobe Illustrator: Level Up Your Colors de Hayden Aube.

Dar ceea ce alegeți mai întâi nu contează prea mult - partea importantă este să începeți,

să vă distrați și să vă inspirați.

Accesul nelimitat la toate cursurile este de doar zece dolari pe lună, cu un abonament premium anual.

Și primii 1000 de telespectatori kurzgesagt care fac clic pe linkul din descriere primesc un tratament special:

veți primi o încercare gratuită a Skillshare Premium.

Dacă doriți să ieșiți din rutina dvs. explorând o nouă abilitate și susțineți kurzgesagt, încercați.

Și avem altceva pentru a vă face experiența de învățare cu adevărat perfectă:

noul nostru notebook Ocean Explorer!

Are o frumoasă inscripție cu folie strălucitoare și 4 pagini infografice ilustrate în interior,

care vă duc într-o călătorie sub mare.

Companionul perfect pentru toate nevoile dvs. de a lua notițe,

proiectat și produs cu drag de către kurzgesagt merch birbs.

Mulțumim pentru vizionare!