วิดีโอ

สรุป

เรามาลองย่อขนาดของช้างให้เล็กเท่าหนู

แล้วขยายขนาดของหนูให้ใหญ่เท่าช้าง

เพราะนี่คือวีดีโอของเรา และเราก็อยากรู้ว่าจะเกิดอะไรขึ้น

อย่างแรก ช้างจิ๋วของเรา เดินโซซัดโซเซไปรอบๆ จากนั้นก็ล้มตายลง

เพื่อนช้างตัวจิ๋วของเราหนาว และแข็งตายลงในไม่กี่นาที

ส่วนเจ้าหนูยักษ์ก็ดูเหมือนจะรู้สึกอึดอัดอยู่ครู่หนึ่ง ก่อนที่ร่างของมันจะระเบิด

เศษเนื้อร้อนๆ กระจัดกระจายอยู่ทุกๆ จุด

ทำไมจึงเป็นเช่นนั้น?

เพราะ ‘ขนาด’ ยังไงล่ะ

ร่างกายของเราถูกสร้างขึ้นอย่างพิถีพิถัน เพื่อให้ทำงานได้ดีตามขนาดของเรา

และเราก็จะตายลงอย่างสยดสยองในสภาพแวดล้อมอื่นที่แตกต่างออกไป

แต่จริงๆ แล้วทำไมถึงเป็นอย่างนั้น?

ทำไมหนูของเราถึงระเบิด

แล้วเราจะทำแบบนี้กับช้างได้รึป่าว ถ้าเราพยายามให้มากขึ้น?

ทุกชีวิตบนโลกใบนี้ มีพื้นฐานอยู่บนเซลล์

เซลล์มีขนาดที่แตกต่างกันออกไป

แต่เซลล์ก็มักจะมีความกว้างความยาวที่คล้ายๆ กันในบรรดาสัตว์ทุกสปีชีส์

วาฬสีน้ำเงิน ไม่ได้มีเซลล์ที่ใหญ่ไปกว่านกฮัมมิ่งเบิร์ด

เพียงแต่วาฬมีจำนวนเซลล์มากกว่า

เซลล์มีหน้าที่หลายอย่างต้องทำเพื่อให้มีชีวิตอยู่

และพวกมันย่อมต้องการพลังงานเพื่อที่จะทำงาน

และเพื่อที่จะให้ได้มาเพื่อพลังงานนั้น

เซลล์สัตว์เหล่านั้น ก็ต้องแปรเปลี่ยนอาหารและออกซิเจน ให้อยู่ในรูปของพลังงานเคมีที่สามารถนำไปใช้ได้

กระบวนการเหล่านี้เกิดขึ้นในส่วนที่เรียกว่า ไมโทคอนเดรีย (mitochondria)

โรงไฟฟ้าของเซลล์

พวกมันเหมือนกับเครื่องจักรไอน้ำที่พ่นแบตเตอรี่ ATP จิ๋วออกมา

ซึ่งเซลล์สามารถนำไปใช้ได้กับทุกๆ กิจกรรมที่ทำ

และในขณะที่ไมโทคอนเดรียทำงาน มันก็มีความร้อนเหมือนๆ กับเครื่องยนต์

ในเซลล์ผิวหนังของมนุษย์

มันอาจจะร้อนได้มากถึง 50 องศาเซลเซียสเลยทีเดียว

และเซลล์บางเซลล์ของเรา ก็อาจมีไมโทคอนเดรียมากถึง 2,000 แหล่ง

ซึ่งอาจจะแผ่ความร้อนออกไปยังเซลล์ได้

ดังนั้น การมีชีวิตก็ได้เป็นการสร้างความร้อนออกมา

ยิ่งมีเซลล์มากเท่าไหร่ ก็ยิ่งสร้างความร้อนออกมามากเท่านั้น

ถ้าร่างกายของเราไม่สามารถหาทางระบายความร้อนออกมาได้

เราก็จะโดนความร้อนทำให้สุกจากข้างใน และตายลง

แต่นี่คือปัญหาสำหรับสัตว์ที่มีขนาดใหญ่กว่า

เพราะร่างกายที่เปลี่ยนแปลงไปขณะมีชีวิตนั้น ได้ถูกทำให้ใหญ่ขึ้น

สัตว์ต่างๆ มี 3 คุณสมบัติที่สำคัญ

ก็คือ ความยาวของมัน, ส่วนที่อยู่ภายนอก หรือผิวหนังของพวกมัน

และสิ่งที่อยู่ภายใน เช่นอวัยวะต่างๆ

กระดูก ความหวัง และความฝัน

เปรียบเทียบได้ง่ายๆ ก็คือ เมื่อสิ่งต่างๆ เริ่มโตขึ้น

สิ่งที่อยู่ภายใน จะเจริญเติบโตเร็วกว่าสิ่งที่อยู่ภายนอก

ลองจินตนาการถึงลูกบากศ์ซักลูก

ถ้าคุณเพิ่มความยาวด้านของมันเป็นสองเท่า

พื้นผิวและปริมาตร ไม่ได้เพิ่มขึ้นแค่สองเท่า

แต่จริงๆ แล้ว พื้นที่ผิวของลูกบากศ์ตอนนี้มีขนาด 4 เท่าของขนาดเดิม

และลูกบากศ์ตอนนี้ก็มีปริมาตรเพิ่มขึ้นเป็น 8 เท่าของปริมาตรเดิม

ซึ่งเรียกว่า กฎ Square Cube (Square Cube Law)

และสิ่งนี้ได้สร้างความรำคาญให้แก่ธรรมชาติมากว่าหลายพันล้านปี

แล้ว ทำไมมันถึงเป็นปัญหาสำหรับสัตว์ใหญ่ล่ะ?

ก็เพราะว่าความร้อนสามารถระบายออกได้ทางพื้นผิวเท่านั้น

ดังนั้น ถ้าเราทำให้หนูมีขนาดใหญ่เท่าช้าง

หรือใหญ่ขึ้น 60 เท่า

มันจะมีพื้นที่ผิวมากขึ้นเพียง 3,600 เท่า ในการระบายความร้อน

แต่จะมีปริมาตรเพิ่มขึ้นถึง 216,000 เท่า

ซึ่งเต็มไปด้วยไมโทคอนเดรียจำนวนเป็นล้านล้าน

ที่คอยผลิตความร้อนที่เพิ่มขึ้นและเพิ่มขึ้น

สิ่งที่อยู่ภายใน มีมหาศาล แต่ผิวหนังภายนอก ไม่ได้มีมากพอ

หนูของเราจึงจายลงอย่างรวดเร็ว

แต่สำหรับสัตว์ใหญ่อย่างช้างที่มีอยู่นั้น

แล้วมันจัดการกับความร้อนได้อย่างไรกัน?

อย่างแรก พวกมันได้วิวัฒนาการวิธีที่จะแก้ปัญหาเรื่องพลังงานได้อย่างง่ายๆ

เช่น หูที่มีลักษณะใหญ่และแบนราบ ซึ่งมีพื้นที่ผิวที่คอยช่วยระบายความร้อน

แต่มันยังไม่พอ

วิธีแก้ปัญหาของธรรมชาตินั้นยอดเยี่ยมมาก

เซลล์ของช้าง มีการทำงานที่ช้ากว่าเซลล์ของหนูมากๆ

ยิ่งสัตว์ใหญ่เท่าใหร่ เซลล์ของพวกมันจะยิ่งเชื่องช้าลงเท่านั้น

ถ้าเราจำแนกสัตว์ต่างๆ ตามอัตราเมตาบอลิซึม และนำมาเปรียบเทียบ

กับมวลทั้งหมดของพวกมัน ก็จะเห็นได้อย่างชัดเจน

มันไม่ได้แม่นยำ 100%

แต่มันก็เป็นหลักการทั่วๆ ไปที่นำมายกตัวอย่างได้ดี

ช้างเป็นเหมือนกระสอบใบใหญ่ที่บรรจุ…

เตาถ่านเล็กๆ จำนวนเป็นล้านๆ

ดังนั้นพวกมันจึงให้เตาเหล่านั้นทำงานแค่พอให้มีชีวิตอยู่ได้

และไม่เคยทำให้เตาทำงานเต็มกำลัง

อัตราเมตาบอลิซึมของพวกมันจึงต่ำ

สิ่งต่างๆ ในร่างกายของมันจึงทำงานไปอย่างเอื่อยๆ

ส่วนสัตว์เล็กๆ นั้น จำเป็นต้องทำในทิศทางตรงกันข้าม

ถ้าคุณตัวเล็ก คุณจะมีพื้นที่ผิวมาก

เมื่อเทียบกับปริมาตรจำนวนไม่มากที่มี

คุณไม่มีเซลล์ที่เปรียบดั่งเตาอบเป็นจำนวนเยอะๆ

และความร้อนที่มี ก็ถูกระบายไปได้อย่างรวดเร็ว

ดังนั้น สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมตัวจิ๋ว จึงมาพร้อมกับวิธีแก้ปัญหาอันชาญฉลาด

เชิญพบกับ หนูผีจิ๋ว สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่มีขนาดเล็กที่สุดในโลก

สิ่งมีชีวิตขนาดเล็กเหมือนไฝนี้ มีความสัมพันธ์ใกล้ชิดกับสัตว์ตระกูลเม่น มากกว่าหนูเสียอีก

ด้วยร่างกายที่มีความยาวเพียง 4 เซนติเมตร

มันหนักเพียง 1.8 กรัมโดยประมาณ เบาราวกับคลิปหนีบกระดาษ

เป็นสิ่งมีชีวิตขนาดจิ๋วที่น่าขำ

จริงๆ แล้วมันควรจะต้องเย็นลงในทันที

ดังนั้น เพื่อเป็นการป้องกัน เซลล์จึงเร่งสปีดเพื่อให้ร่างกายยังคงอบอุ่น

เตาอบจิ๋วของมันทำงานเต็มประสิทธิภาพ

ความร้อนของมันเพิ่มขึ้นถึง 1,200 เท่าในเวลาหนึ่งนาที

และมันหายใจเร็วถึง 800 ครั้งในเวลาหนึ่งนาที

กระบวนการเหล่านี้ทำให้เกิดความต้องการของพลังงานเป็นอย่างมาก

ดังนั้นหนูผีจึงต้องกินอยู่ตลอดเวลา

หากขาดอาหารเพียง 4 ชั่วโมง มันจะหิวจนตาย

ในขณะที่ช้างแอฟริกานั้น

ทานอาหารเพียงวันละ 4% ของน้ำหนักตัวโดยประมาณ

ส่วนหนูผีของเรา จำเป็นต้องทานถึง 200% ของน้ำหนักตัว…

สำหรับอาหารในหนึงวัน เพื่อที่จะมีชีวิตรอด

ลองจินตนาการว่าต้องทานบิ๊กแมค 2,000 ชิ้นต่อวัน

หรือมากกว่า 1 ชิ้น ในหนึ่งนาที

อาจจะมีความสุขกับการกินในช่วงแรกๆ แต่หลังจากนั้นคงจะไม่

ดังนั้น 1 ลูกบากศ์เซนติเมตรของหนูผี ต้องการอาหารถึง 40 เท่า

มากกว่า 1 ลูกบากศ์เซนติเมตรของช้างเสียอีก

ถ้าเซลล์ของช้าง…

จู่ๆ ก็เกิดทำงานเต็มกำลังเหมือนเซลล์ของหนูผี

ความร้อนจำนวนมหาศาลจะถูกผลิตออกมา

ของเหลวในร่างกายของช้าง จะเริ่มเดือด

จากนั้น มันก็จะระเบิด

กลายเป็นการระเบิดอย่างมหึมา ของชิ้นส่วนที่เผาไหม้ร้อนๆ ของช้าง

ในความเป็นจริงแล้ว ก่อนการระเบิดจะเกิดขึ้น

โปรตีนที่เป็นส่วนประกอบของเซลล์นั้น อาจจะเกิดการเปลี่ยนแปลงไป

จนหยุดสร้างความร้อน

แต่เนื้อระเบิดนั้น ดูจะน่าสนุกมากกว่า…

การหลอมละลายของช้างจนกลายเป็นแป้งกาวร้อนเหนียวๆ

เรื่องของการเปลี่ยนแปลงความเร็วอัตราเมตาบอลิซึมนั้น เกิดขึ้นได้ในทุกๆ ที่

แม้กระทั่งที่ ที่เราคิดไม่ถึง อย่างเช่นหญิงตั้งครรภ์

ทารกในท้องมารดา มีพฤติกรรมราวกับว่าเป็นส่วนหนึงของร่างกายมารดา

เซลล์ของทารก มีอัตราเมตาบอลิซึมเท่าๆ กับมารดา

มีความเร็วของชีวิตเท่าๆ กับอวัยวะต่างๆ ของแม่

เป็นหนึ่งเดียวกันกับของร่างกายแม่ ไม่ได้แยกส่วนออกจากกัน

จนกระทั่ง ไม่ได้เป็นแบบนั้นอีกต่อไป

ในช่วงเสี้ยววินาทีที่ทารกคลอด สวิตช์ก็ถูกกดเปลี่ยน

และกระบวนการภายในของทารก ก็เร่งสปีดขึ้นอย่างรวดเร็ว

36 ชั่วโมงหลังคลอด

อัตรากิจกรรมในเซลล์ร่างกายทารกมีความเร็วพอๆ กับสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่มีขนาดเท่าๆ กัน

ทารกได้เปลี่ยนจากการเป็นอวัยวะ

ไปสู่การแยกเป็นอีกคนหนึ่ง ในไม่กี่ชั่วโมง

แต่มีหนึ่งสิ่ง ที่สิ่งมีชีวิตเล็กใหญ่ต่างก็มีเหมือนๆ กัน

การเต้นของหัวใจ

สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมต่างๆ มีจำนวนครั้งในการเต้นของหัวใจที่เกือบจะเท่าๆ กันตลอดชีวิต

โดยทั่วไปแล้วคือประมาณ หนึ่งพันล้านครั้ง

ดังนั้น ถึงแม้หนูผีและช้างจะมีขนาดต่างกันมาก

แต่พวกมันก็มีจำนวนครั้งของการเต้นของหัวใจตลอดชีวิตที่เท่าๆ กัน

ความเร็วชีวิตของพวกมันนั้น ตรงกันข้ามกันแต่บางอย่าง ก็ยังคงเหมือนๆ กัน

และสำหรับวีดีโอที่เราทำให้ช้างระเบิดโดยไม่มีเหตุผลที่ดีนั้น

นี่คือตอนจบที่แสนโรแมนติกที่เราพอจะทำได้