Video

Prepis

Začnime toto video tým, že zhodíme myš, psa a slona

z mrakodrapu na niečo mäkké.

Povedzme na hromadu matracov.

Myš dopadne, chvíľu je omráčená

predtým než sa otrasie,

a odkráča pekne naštvaná,

pretože to, čo sme jej urobili, nebolo práve najmilšie.

Pes si poláme všetky kosti

a umrie nie príliš zaujímavým spôsobom,

a slon exploduje na červenú mláku kostí a vnútorností

a nedostane šancu naštvať sa.

Prečo myš prežije,

ale pes a slon nie?

Odpoveďou je veľkosť.

Veľkosť je najviac nedocenený regulátor živých vecí.

Veľkosť ohľadom našej biológie určuje všetko;

ako sme stavaní, ako vnímame svet, ako žijeme a umierame.

To preto, lebo fyzikálne zákony sa pre živočíchov rôznych veľkostí líšia.

Život sa rozprestiera cez sedem rádov veľkosti, od neviditeľných baktérií po roztoče, mravce,

myši, psy, ľudí, slony a modré veľryby.

Každá veľkosť si žije vo svojom vlastnom jedinečnom vesmíre,

vedľa seba, no s vlastnými pravidlami, výhodami i nevýhodami.

Tieto odlišné svety budeme skúmať v sérií videí.

Vráťme sa k pôvodnej otázke: Prečo naša myš prežila pád?

Pretože zmena veľkosti zmení všetko; princíp, s ktorým sa stretneme znovu a znovu.

Napríklad veľmi malé veci sú voči pádu z veľkej výšky prakticky odolné,

pretože čím si menší, tým menej ťa efekt gravitácie zaujíma.

Predstavte si teoretické guľovité zviera veľkosti sklenenej guľôčky.

Má tri vlastnosti: dĺžku, povrch (ktorý je pokrytý pokožkou)

a objem, alebo všetky veci vnútri, ako napríklad orgány, svaly, túžby a sny.

Ak ho urobíme 10-násobne dlhšie, asi tak veľkosti basketbalovej lopty

ostatné jeho vlastnosti nenarastú len 10 krát.

Jeho povrch sa zväčší stonásobne a vnútornosti (čiže objem) tisícnásobne.

Objem určuje hmotnosť, alebo presnejšie, masu zvieraťa.

Čím viac masy máš, tým viac pohybovej energie sa pred dopadom nahromadí

a o to väčší je náraz.

Čím väčší povrch v pomere k objemu alebo mase ktorú máš,

tým viac sa náraz rozloží a zmäkčí.

Tiež ťa spomalí väčší odpor vzduchu.

Slon je tak veľký, že jeho povrch je v pomere k objemu veľmi malý.

Takže sa veľa pohybovej energie rozdelí na malom priestore a vzduch ho takmer nespomalí.

Preto je po páde na zem v pôsobivej explózii úplne zničený.

Druhý extrém, hmyz, má obrovský povrch v porovnaní s maličkou masou,

takže by si mohol doslova vyhodiť mravca z lietadla a ten by sa vážne nezranil.

Ale kým padanie je v svete malých irelevantné,

existujú iné sily, pre nás neškodné, ale pre malé tvory extrémne nebezpečné.

Napríklad povrchové napätie, ktoré mení vodu na pre hmyz potenciálne vražednú substanciu.

Ako to funguje? Voda má tendenciu držať pri sebe;

jej molekuly sú navzájom priťahované silou nazývanou kohézia,

ktorá vytvára na jej povrchu napätie,

ktoré si môžeš predstaviť ako nejakú neviditeľnú pokožku.

Pre nás je tá “pokožka” tak slabá, že si ju ani nevšímame.

Ak sa namočíš, udrží sa na tebe cca 800 gramov vody (alebo 1% tvojej váhy).

Na mokrej myši sa držia asi 3 gramy, čo je viac ako 10% jej telesnej váhy.

Predstav si na sebe prilepených 8 plných fliaš vody, vždy keď opustíš sprchu.

Ale pre hmyz je sila povrchového napätia vody tak veľká,

že namočenie sa je otázka života a smrti.

Ak by sme ťa zmenšili na veľkosť mravca a dotkol by si sa vody,

bolo by to ako by si chytal lepidlo.

Rýchlo by ťa pohltila, jej povrchové napätie je príliš silné a ty by si sa utopil.

Preto sa hmyz vyvinul tak, aby vodu odpudzoval.

Po prvé, ich exoskeleton je pokrytý tenkou vrstvou vosku, ako auto.

To robí ich povrch čiastočne hydrofóbny, pretože sa naň voda veľmi dobre nelepí.

Mnoho hmyzu má na tele drobné chĺpky, ktoré slúžia ako bariéra.

Značne zvyšujú ich povrch a bránia kontaktu kvapiek s exoskeletom,

a uľahčujú mu zbavenie sa kvapiek.

Na využitie povrchového napätia “objavila” evolúcia nanotechnológiu miliardy rokov pred nami.

U časti hmyzu sa vyvinul povrch pokrytý nízkou, ale nezvyčajne hustou vrstvou chĺpkov odpudzujúcich vodu.

Niektoré druhy majú viac ako milión chĺpkov na milimeter štvorcový.

Keď sa hmyz ponorí, vzduch tvorí na povrchu ich miniatúrnej kožušiny vzduchovú bublinu.

Voda sa na ňu nedostane, pretože jej chĺpky sú príliš drobné na to, aby prelomili jej povrchové napätie.

Ale je to ešte lepšie. Ako kyslík vo vzduchovej bubline dochádza,

nový kyslík preniká do bubliny z vody,

kým oxid uhličitý z bubliny uniká do vody.

A tak si hmyz nosí svoje vlastné vonkajšie pľúca

a v podstate dokáže vďaka povrchovému napätiu dýchať pod vodou.

Mimochodom, je to rovnaký princíp ako ten, ktorý umožňuje vodomerke kráčať po vode;

drobné “protivodné” chĺpky.

Čím si menší, tým zvláštnejšie sa okolie stáva.

V určitom bode aj vzduch začína byť čoraz hustejší.

Zamerajme sa na najmenší známy hmyz, veľkosti asi polovice zrnka soli.

Na dĺžku asi 0,15 milimetra: chalcidky.

Žijú vo svete ešte zvláštnejšom ako ostatný hmyz.

Pre nich je vzduch je ako riedke želé, sirupovitá masa, ktorá ich neustále obklopuje.

Pohyb ňou nie je jednoduchý.

Lietanie na tejto úrovni nie je elegantné plachtenie; musia vzduch nejak uchopiť a držať sa ho.

Takže ich krídla vyzerajú ako veľké chlpaté ruky, na rozdiel od iných, “správnych” hmyzích krídel.

Doslova plávajú vzduchom ako malý a škaredý mimozemšťan sirupom.

Od tohto bodu sú veci už len podivnejšie, keď skúmame rozdiely rôznych veľkostí.

Fyzikálne pravidlá sú pre každú veľkosť tak odlišné,

že evolúcia musela na nich znovu a znovu pracovať,

ako sa život za poslednú miliardu rokov stále zväčšoval.

Tak prečo tu nie sú mravce veľkosti koňa?

Prečo nie sú slony s veľkosťou améby? Prečo?

O tom sa porozprávame v ďalšej časti.

Teraz máme mesačný newsletter, prihlás sa, ak nechceš minúť nové a bonusové videá.