6 юни 2018 г.

На планетата ни има организми, които, следвайки логиката на законите на физиката и биологията, не би следвало да съществуват. Но те са реално живеещи и се чувстват идеално. Как го постигат?


Жирафите
Съществуването на жирафите е нонсенс, тъй като десеткилограмовото сърце на животното не е в състояние да изпомпва кръвта на височина от три метра до главата; необходимото кръвно налягане е твърде високо и дори следва да къса кръвоносните съдове във врата. Жирафът не би трябвало да може да се навежда, защото притокът на кръв към главата ще води до неизбежно припадане. Кръвното налягане в съдовете на краката на жирафа е около 400 мм живачен стълб. За човек е фатална далеч по-ниска стойност и в нашите крака кръвното налягане не надвишава 90 мм живачен стълб.

Макар жирафите да имат наистина огромно сърце, спрямо размерите на телата им то е напълно в границите на средностатистическите норми. Едва през 2016 година учените успяват да установят, че нужното покачване на кръвта усилие се създава за сметка на необичайния строеж на сърдечните предсърдия и подсилените им стени. Малко по-рано е доказано, че съдовете във врата на животното не се разкъсват, защото са много еластични, а съдовете на краката, напротив, приличат на „крепостни стени“ – стените им са много плътни. Освен това, кръвоносните съдове могат много силно да се свиват, за да се противопоставят на външното налягане. А кръвта не се стича в главата на животните, когато се навеждат, защото се премества към вените, разположени по протежение на шията.


Бавноходки
След престой в дълбокия вакуум и космическия мраз извън борда на Международната космическа станция, бавноходките възпроизвеждат свое плодовито потомство. Тези същества издържат на широк спектър от излъчвания, при това в дози, които хилядократно превишават смъртоносните за човек нива: понасят нагряване до 150 °C и налягане от 6000 атмосфери (нормалното налягане на морското равнище е 1 атмосфера).



Оказва се, че в екстремални условия бавноходките изпадат в анабиоза: метаболизмът им се забавя до 0,01% от нормалния, а съдържанието на вода в тъканите им спада до 1% от нормата. Клетките на бавноходките понасят обезводняването благодарение на особени захариди и белтъчини, които поемат върху себе си неблагоприятните въздействия. От радиацията ДНК на миниатюрните създания се защитава чрез уникални белтъци от семейството dsup, които „обвиват“ нуклеиновите киселини, препятствайки излъчването да увреди гените. Тези белтъци спасяват ДНК на бавноходките и от увреждане, причинено от силни окислители, като например диводороден пероксид (перхидрол).


Земни пчели
Относително малките крила не са способни да породят подемната сила, необходима, за да се издигнат във въздуха дебелите земни пчели. Пръв на този парадокс, през 1934 година обръща внимание френският ентомолог Антоан Манян. Той подготвя за издаване свой учебник със заглавие „Полетът на насекомите“ и за целта му се налага да разчете характеристиките за полета на земните пчели. Манян поръчва на помощника си, инженерът Андре Сен-Лагю, да извърши нужните изчисления. Той, като използва известните към онзи момент принципи на аеродинамиката, еднозначно достига до извода, че земната пчела не може да лети.

Законите на физиката обаче, не пречат на тези насекоми да летят. Просто принципът на полета им не е същия, както онези, които прилагаме при създаването на самолети. За разлика от крилата на самолет, тези на земните пчели се огъват при маховете, създавайки мини завихрения, които повдигат във въздуха насекомото, както при мах, така и при отпускането на крилцата.


Кенгуру
С един скок кенгуруто може да преодолее десет метра, а са способни да подскачат с часове. Изчисленията показват, че такава отскокливост изисква разходването на поне 10 пъти повече енергия, отколкото животните може да си набавят чрез храната.

Но пружиниращите сухожилия в задните крайници на кенгурутата им спестяват до 70% от разхода на енергия за скоковете. Освен това, задачата да се изтласка тялото на животното от земята значително се облекчава за сметка на компенсаторните движения на различни части от тялото на кенгуруто, и най-вече – на опашката и главата. Простите изчисления, в които на кенгуруто се гледа като на нещо от типа чувал с картофи, който трябва да се издига и спуска на скокове, не отчитат всички особености и фактори.


Археи
Тези наподобяващи бактериите организми са способни да понесат радиация от 30 000 грея. Човек умира, ако получи 5 грея: излъчване с подобна интензивност буквално къса на парчета ДНК. Освен това, T. gammatolerans се чувстват отлично в кипяща вода. През 2003 година тези организми бяха открити в геотермални източници, в които температурата достига 100 °C.



И досега остава не напълно изяснен начина, по който T. gammatolerans понасят такива високи нива на радиация. Микроорганизмите възстановяват ДНК-то си благодарение на много активни системи за „ремонтиране“ на нуклеиновите киселини. Но те са недостатъчни, за да противостоят на доза от 30 000 грея, така че, изследователите продължават да изучават T. gammatolerans. Ако учените успеят да разберат как действа защитният им механизъм, може да се намери начин той да се използва за „ремонтиране“ на повредената човешка ДНК.


Колибри
Ако автомобил се движи със скоростта на колибрито (съотнесено към размерите), то той би развивал скорост от 2090 км/ч – 1,7 пъти по-бързо от скоростта на звука. За секунда клибрито се премества на разстояние, което 380 пъти надвишава дължината на тялото му. Боен изтребител за същото време изминава дистанция, равняваща се на 38 пъти собствената му дължина. За да се движи, птицата трябва да извършва по 80 маха с крилата си всяка секунда. При това, „полетното КПД“ на мускулите на крилата ѝ не надхвърля 20%, като останалата енергия се разсейва под формата на топлина. Като се отчете, че колибритата живеят в много топли климатични условия, а перата не позволяват на топлината да се разсейва в околната среда, птиците би следвало да се нагряват до температури, несъвместими с живота.

И наистина, дълго време орнитолозите не успяват да разберат как се охлаждат колибритата. Едва през 2016 година изследователи с помощта на много чувствителни инфрачервени камери заснемат как точно при полет се извършва охлаждането на малките птички. Оказва се, че топлината се разсейва от няколко особени зони: около очите, на краката, под крилата и в областта на коремчетата на птиците. В тези места температурата е средно с 8 °C по-висока от тази на околния въздух; в зависимост от скоростта, с която лети, организмът на колибрито „подбира“ чрез кои зони и с каква интензивност да се избавя от излишните градуси. Тоест, тайната на колибритата се крие в майсторското разпределяне на топлоотвеждащите зони и тяхната прецизна регулация.

0 коментара:

Публикуване на коментар

Може да ви е интересно...