Почему Слоны Не Взрываются: Как Природа Справляется С Большими Размерами

Ну, с этим животным явно что-то не так: Погода явно холодная, а между тем этот крошечный комочек шерсти мечется по льду, что-то ищет, принюхивается, мечется туда-сюда, без передышки, без отдыха - постоянно охотится, охотится, охотится.

Землеройки обычно ведут себя именно так.

На видео короткохвостая бурозубка.

Землеройки – очень странные животные.

Они не тормозят, редко спят. Они ведут себя как туго сжатые пружины, постоянно затрачивая много энергии, а затем, при необходимости, тратя еще больше.

Они могут весить меньше десяти центов и должны постоянно есть, двигаться и охотиться.

Ни одно другое животное не ведет себя так.



Почему слоны не взрываются: как природа справляется с большими размерами

Эта мелкая рыбешка – самое легкое млекопитающее, известное науке.

Эта землеройка обитает в Средиземноморье и в некоторых местах Азии.

Она известна как этрусская землеройка, или карликовая землеройка , и, как и наша видеоподруга, она постоянно движется — в среднем 13 движений в секунду.

Представьте, что вы пытаетесь что-то сделать (даже моргнуть) 13 раз в секунду.

Безумие.

Чтобы поддерживать такой темп, ее сердце бьется быстрее, чем у колибри (рекордные 1500 ударов в минуту).

Поэтому землеройкам необходимо сжигать много топлива.

Поэтому им постоянно приходится вдыхать воздух и жадно есть.

Каждый грамм ее тела использует в 67 раз больше кислорода, чем люди, и каждый день она ест почти в два раза больше своего веса, просто чтобы остаться в живых.

В два раза больше собственного веса! Землеройка может умереть от голода, не питаясь всего 4-5 часов.

Исходя из этой потребности, землеройки проводят свою жизнь яростно охотясь, щелкая и кусая.

Если вы зайдете на YouTube и выполните поиск " Строптивая против «, вы можете увидеть, как они сражаются с безумным количеством страшных животных (включая скорпионов и змей).

И мы бы не стали делать ставку против землероек.



Почему слоны не взрываются: как природа справляется с большими размерами



Что-то здесь не так

Но есть что-то в этих землеройках, что немного тревожит (кроме пугающей легкости, с которой они могут уничтожить подвязочная змея .

Это крайняя форма жизни.

Именно для того, чтобы вы могли оценить их аппетит (и не только у землероек, но и вообще у всех мелких млекопитающих), мы проведем следующее упражнение.

Ниже вы видите двух млекопитающих, одного большого и одного маленького.

Показано выше полевка (маленький пушистый грызун размером с мышь), внизу изображен африканский слон, самое большое наземное млекопитающее в мире.

И полевки, и слоны любят есть траву.

Перед каждым из них — куча свежей травы.

Ваша задача — отрегулировать размер порции травы, которую животное должно съедать ежедневно.

Доверьтесь своей интуиции и переместите регулятор так, чтобы порция стала нужного размера [ Невозможно перетащить интерактивность JavaScript на GeekTimes, поэтому заинтересованные могут связаться оригинальная статья – ок.

перевод ].

Не совсем то, что вы ожидали, правда? Мы думали, что полевке понадобится меньше еды, поскольку она такая маленькая.

Однако нет – суточный рацион полевки достигает 80% ее веса, а у слона – всего 5%.

То есть, судя по размерам, аппетит полевки значительно превосходит слоновий.

На каждый грамм полевки требуется в 16 раз больше еды, чем на грамм слона.

Почему? Что-то здесь не так.

Что, если крупные и мелкие животные устроены по-разному? Буквально, с самых азов.



Большая идея

Если вы подержите в руке какое-нибудь маленькое животное, например мышь (не пытайтесь держать землеройку, она вас укусит), вы почувствуете, как энергия гудит и просто переливается через край.

Аналогично ведут себя многие мелкие животные (мыши, бурундуки, белки).

С другой стороны, самые крупные животные (слоны, киты, носороги) живут медленнее и спокойнее.

Между крупными и мелкими животными существуют очевидные поверхностные различия, но насколько глубоки эти различия? На первый взгляд слон и полевка не сильно отличаются.

Оба млекопитающие.

Состоят из клеток.

Они живут на поверхности, едят, испражняются, дышат кислородом и двигаются.

Слона можно представить как очень, очень большую полевку, имеющую другую форму и увеличенные кости, позволяющие выдерживать ее огромный вес, но работающую по тем же принципам.

Но тайна обеда остается.

Если кусок слона может выжить на 1/16 части пищи, необходимой полевок того же размера, то они должны каким-то образом различаться внутренне.

Но как?

Большой против маленького – глубокие различия

Вот вам еще одна подсказка на графике.



Почему слоны не взрываются: как природа справляется с большими размерами

[ В оригинальная статья приведена интерактивная версия графика – прим.

перевод ] Каждая точка на графике представляет отдельное животное.

Слева направо размеры животных увеличиваются.

Крайняя левая точка — карликовая землеройка весом меньше монеты.

Справа — мышь, белка, кролик, лиса, лев, тигр и так далее.

На правом краю изображен слон.

На графике показан аппетит животных, но не к траве, а к кислороду.

График призван ответить на вопрос: какие животные двигаются настолько сильно, что потребляют больше кислорода на единицу веса? То есть, если взять небольшой кусок одинакового размера у землероек, лисицы, льва и слона, кто из них потребит больше кислорода? Та же тенденция наблюдается и с едой.

Самые мелкие животные (земроробки, полевки) потребляют кислород гораздо быстрее (поэтому на графике они находятся выше).

С переходом к более крупным животным их потребность в кислороде снижается.

По мере продвижения вправо точки становятся все ниже и ниже.

Как с пищей, которой полеве необходимо в 16 раз больше на единицу веса, чем слону, так и с кислородом, которым они дышат. На единицу веса полевка потребляет в 11 раз больше кислорода, чем слон.

Поэтому слона нельзя назвать гигантской полевкой.

У крупного животного более медленный обмен веществ – оно потребляет меньше воздуха, сжигает меньше топлива и выделяет меньше тепла, чем маленькое существо.

И это должно быть именно так.

Чтобы выяснить почему, нам нужно провести мысленный эксперимент. Хорошо, что эксперимент ненастоящий, потому что в нем участвует самовозгорающийся слон.



Почему слоны не взрываются: как природа справляется с большими размерами



Тайна взрывающегося слона

Давайте возьмем крупное млекопитающее и поместим его рядом с маленьким.

Как видите, слон намного крупнее мыши.



Почему слоны не взрываются: как природа справляется с большими размерами

Насколько больше? Мышь весит примерно 20 грамм, слон – 5000 кг.

Другими словами, в 250 000 раз больше.

Но есть проблема.

По мере роста животного его объем увеличивается быстрее, чем площадь поверхности (кубическая мощность по сравнению с квадратной).

Если бы мышь выросла в 250 000 раз больше своего размера, ее тело содержало бы триллионы и триллионы теплых клеток, поэтому было бы очень жарко.

Площадь поверхности ее кожи, рассеивающей тепло, также увеличилась.

Это проблема.

Внутри слона находятся триллионы горячих ячеек, но у него недостаточно площади поверхности, чтобы выделять это тепло.

Его объем в 250 000 раз больше, чем у мыши, но площадь поверхности всего в 5 000 раз больше, а значит, огромному количеству энергии некуда деваться.

А если бы слон сжигал топливо с такой же скоростью, как мышь или землеройка, его внутренности стали бы ужасно горячими, и в какой-то момент он просто взорвался бы!

Почему слоны не взрываются: как природа справляется с большими размерами

Но слоны не взрываются.

Наш друг, воображаемый слон, удивившись его существованию, спрашивает: «Разве мои большие уши не используются для рассеивания лишнего теплаЭ»

Почему слоны не взрываются: как природа справляется с большими размерами

Фактически, слоны используют свои большие тонкие уши для рассеивания тепла, подобно автомобильному радиатору: большая площадь поверхности хорошо излучает тепло.

Но в отличие от радиатора, уши слона не имеют достаточной площади поверхности, чтобы избавиться от тепла, о котором мы говорим.

Если бы у слона было достаточно кожи, чтобы отводить все это тепло, у него было бы столько же морщин, сколько у гигантского мяча для гольфа или, как выразился Джон Боннер, профессор Принстонского университета, как у «гигантского грецкого ореха».



Почему слоны не взрываются: как природа справляется с большими размерами

Так почему же настоящие слоны не загораются? Мы уже знаем ответ: слоны не сжигают топливо с такой же скоростью, как мыши.

Именно поэтому у них довольно скромный аппетит для своего размера.



Давайте посмотрим глубже

Если вы копнете глубже и доберетесь до типичной клетки слона, а затем сравните ее с типичной клеткой мыши, вы обнаружите, что эти две клетки ведут себя по-разному.

Клетки для слонов не ленивы.

Они работают постоянно, но по сравнению с клетками мыши клетки слона выполняют работу медленнее, сжигают для ее выполнения меньше топлива и благодаря повышенной эффективности остаются более холодными (хотя некоторые клетки крупных животных в это не вписываются).

схема).

Поэтому слоны (и, к счастью, и мы) не склонны к самовозгоранию.

Слон построен из более холодного вещества, чем мышь.

И хотя в теле слона имеется еще множество мелких нагревательных элементов, каждый из них работает на низком температурном режиме.

Как пишет Джон Боннер: Крупные животные в принципе не могли бы существовать, если бы у них не был замедлен клеточный метаболизм.

Они либо умрут от голода, либо сгорят, либо и то, и другое.

Как мы теперь знаем, землеройки находятся на другом конце шкалы.

Они созданы из более голодного и горячего вещества.

Они как мексиканские прыгающие бобы в шейкере.

Эти семена поражаются гусеницами, и если такой боб внезапно нагреть, гусеница внутри начнет сжиматься, натягивая нити и заставляя боб двигаться // прим.

перевод ].



Почему слоны не взрываются: как природа справляется с большими размерами

Если бы их крошечные обогреватели не были установлены на максимальную температуру, землеройки замерзли бы и умерли.

Этим и объясняется их адский аппетит. Они так голодны, потому что голодны их клетки.

Если землеройка не сможет найти пищу, то, как пишет Джон Боннер, она испытает «необратимые внутренние повреждения в течение нескольких часов».

Она умрет от голода.

Все мышцы карликовой землеройки относятся к быстросокращающимся, среди них нет ни одного волокна медленносокращающихся мышц, и поэтому она превосходит даже самых быстрых людей-спринтеров.

Его клетки наполнены митохондриями — микроскопическими электростанциями клеток.

Именно эти сверхспособности позволяют мышцам землеройки сокращаться быстрее, чем у любого другого известного существа.

Она дышит 15 раз в секунду, двигается 13 раз в секунду и дрожит 60 раз в секунду.

Именно из-за этих клеток землероек все время так голоден.



Маленький отличается от большого

Поэтому на клеточном уровне скорость метаболизма каждого существа — количество потребляемого кислорода, количество сжигаемой энергии, количество выделяемого тепла — регулируется эволюцией для решения проблем, связанных с его размером.

Большие существа не являются гигантскими версиями маленьких, а состоят из более крутых и спокойных частей.

Их внутренние печи работают медленнее.

Насколько нам известно, это правило работает для большинства животных на планете, не только млекопитающих, но и птиц, рыб, ракообразных, улиток, земноводных, рептилий, насекомых и т. д. Благодаря этому правилу наши предки млекопитающих смогли вырастить от дергающихся, острых, похожих на землеройку существ, скрывающихся в норах под миром динозавров, до неуклюжих гигантов, населяющих наш мир сегодня.

И хорошо, что такая разница существует. Представьте себе, что произошло бы, если бы у крупных животных был такой же темперамент, аппетит и потребности, как у безумно голодной землеройки? Это было бы настолько ужасно, что выглядело бы как голливудский фильм!

Почему слоны не взрываются: как природа справляется с большими размерами

Художественный фильм " Землеройки-убийцы " [ Землеройки-убийцы ]1959 год повествует о красавце-капитане Лорне Шермане, чей корабль снабжения приземлился на берегу изолированного острова, где живут генетик и его прекрасная дочь Анна.

Отец Анны вывел новый вид «леденящих и ужасно ядовитых» гигантских землеройок, которые должны съедать «в три раза больше их веса в еде каждый день» или умирать от голода.

И тут внезапно ураган отрезает их от цивилизации, и голодные землеройки открывают для себя теплый вкус человеческой плоти.

Правда, до этого сценарий не заходит, но мы знаем, о чем думают бедные Анна и Лорн, когда землеройки прогрызают глинобитную стену лаборатории, вынюхивая человеческое мясо: «Очень опасно играть с большими… масштабировать настройки клеточной биологии» или, как предпочитает говорить Лорн: «Стреляйте! Немедленно!" Теги: #Научно-популярные #слоны #клетки #кислород #обмен веществ #землёзки

Вместе с данным постом часто просматривают:

Автор Статьи


Зарегистрирован: 2019-12-10 15:07:06
Баллов опыта: 0
Всего постов на сайте: 0
Всего комментарий на сайте: 0
Dima Manisha

Dima Manisha

Эксперт Wmlog. Профессиональный веб-мастер, SEO-специалист, дизайнер, маркетолог и интернет-предприниматель.