|
27. avgust. 2008. Jednom davno napisao sam jako zanimljiv članak o ekstremnim brzinama kosmičkih letilica. To mi se dopalo, pa sam u jednom prethodnom tekstu pisao o jednom "problemu" koji mi je iskrsao dok sam istraživao epsko putovanje svemirskih sondi Voyager 1 i 2. Međutim, sa time se nije iscrpelo moje interesovanje za brzine, pa sam rešio da toj problematici priđem i sa druge strane. Elem ... Šta misliš, kojom brzinom se kreću, recimo, bakterije? Ili naše najbrže ćelije, spermatozoidi? Evo odgovora:
Bakterije su najmanji samostalni mikroorganizmi. Mada se po klasifikaciji nalaze zajedno sa algama, one nemaju filogenetske afinitete kao one. Moguće ih je pronaći bilo gde na našoj planeti (računa se da u 1 gramu plodne zemlje ima oko 2,5 mld. bakterija), pa čak i na visinama od 41.000 metara. Za razliku od drugih jednoćelijskih organizama, bakterije nemaju jedro, endoplazmatični retikulum, mitohondrije, niti druge organele. Njiihovu strukturu čine DNK i ribozomi okruženi citoplazmom. Oni se nalaze okruženi semipermeabilnim (polupropustljivim) membranama. Bakterije mogu da poseduju flagelle i pillie (pipke), koji izlaze iz ćelijskog zida. Za razliku od bičeva, pilije ne učestvuju u kretanju bakterija. Približno, jedna polovina svih nama poznatih bakterija je pokretna. One to rade uz pomoć bičeva, dugačkih končića od proteina zvanog flagelin. Bičevi su jednim krajem vezani za ćeliju i svojom rotacijom pokreću domaćina napred. Kod polarnih bakterija, flagele se nalaze na polovima, odn. na krajevima ćelija. Monotrihne bakterije su one koje imaju bič samo na jednom polu, a amfitrihne su one koje imaju bičeve na oba pola. Dva ili više bičeva na jednom ili oba pola su pronađena kod tzv. lofotrihnih bakterija, a peritrihne su one koje imaju flagele po čitavoj površini. Postoje i atrihne bakterije, i one su potpuno bez bičeva. Kreću se klizanjem (npr. Beggiatoa), ili se ne kreću uopšte (npr. cocci). Klizajuće bakterije se pokreću jedino ako su u kontaktu sa čvrstom površinom. Jedan primer takvih jedrećih bakterija je Myxococcus. One su u stanju da smanje površinski napon između sebe i tla uz pomoć lučenja posebne sapunjave supstance. Bakterije mogu da postignu brzinu od oko 2 mikrona u sekundi, 0,000002 m/s (Beggiatoa, klizeća bakterija) do oko 200 mikrona u sekundi ((Vibrio comma, polarna bakterija). Brzina varira od vrste bakterija, ali generalno, flagelate su brže od "jedrenjaka". Brzina spermatozoida A šta je sa našim "sprinterima", muškim spermatozoida? Da li su oni makar malo brži od tih dosadnih bakretija? Da li su životinjski spermatozoidi brži od naših? Daj da vidimo i to:
Brzina spermatozoida nije nikad konstantna i najviše zavisi od njihove fiziologije i okruženja. Ćelije sperme uvek putuju kroz tečni medijum, bez obzira da li se nalaze u muškom ili ženskom reproduktivnom sistemu. One imaju samo jedan vid transporta – uz pomoć flagelluma, koga pokreće mitohondrija. Baš je dužina tog flagelluma (biča) jedan od najbitnijih faktora koji određuju brzinu plivanja ćelija sperme. Spermatozoidi koriste flagellum, koga mi zovemo "rep", i uz pomoć njega se kreću ka ženskom oocitu, ili "jajašcu". Rep je najduži deo 25 µm duge ćelije, i poseduje zapanjujuće malu snagu za svoje kretanje – samo 2 × 10–18 vati. Hidrolizom samo jednog molekula adenozin–trifosfata[1] (ATP) stvara se 10–19 džula energije, tako da kretanje ovih ćelija zahteva vrlo malu količinu energije. Zašto je ikome važno da utvrdi tačnu brzinu plivanja naših malih bioloških Čavića? Ako naučnici utvrde tačnu, ili bar približnu vrednost, to će dovesti do novih proboja u aktuelnoj tehnologiji kontracepcije. Ako bi spermatozoidi mogli da se hemijskim putem toliko uspore da postanu nepokretni i nesposobni da obavljaju životne funkcije, pilula "jutro posle" mogla bi da postane ona pilula "odmah nakon" odnosa. Brzina spermatozoida je neophodna i za utvrđivanje količine hemijskog inhibitora potrebnog za njihovo zaustavljanje. Njihova imobilizacija će se takođe postići i sticanjem novih saznanja o razmeni hemijskih signala emitovanih sa površine jajašca i nadolazeće ćelije spermatozoida.
Ovo bi bio logični kraj ovog zanimljivog teksta, da nedavno nisam služao CD Amerikanke Laurie Anderson iz 1984. Radi se o pesmi "Mach 20" sa albuma "United States Live". I inače je među diskofilima Laurie više poznata po svojim performansima nego po muzici, ali ova "pesma" (jer ona to nije) odlično se uklopila u moju temu. "Mach 20" sadrži kratak govorni segment koji ide preko vokodera, glasovnog procesora, dok je sve praćeno jedinstvenom elektronskom muzikom u pozadini. Tekst predstavlja humorističku fuziju biologije i informatike. "Ladies and Gentlemen. Ovo što vidite je uveličani uzorak, ili faksimil, ljudske sperme. Generacije i generacije ovih malih kreatura se žrtviju u svojoj neprestanoj, često uzaludnoj želji da prenesu osnovni muški genetski kod. Ali odakle oni crpu informacije? Oni nemaju oči. Nemaju uši. Ali neki od njih već znaju da će biti ćelavi. Neki od njih znaju da će imati male i krive zube. Više od pola njih završiće kao žene. Svako od tih četiri stotine miliona živih bića tačno zna jednu istu stvar. Fotokopije ove rase kamikaza u borbi s vremenom... Mnogi od vas će se uskoro jako iznenaiti kada saznaju da kada bi spermatozoid bio veličine lososa, on bi svoj put od nekih 7 inča (18 cm) preplivao brzinom od pet stotina milja na sat (800 km/h). A kada bi ćelija sperme bila veličine kita, svoj put bi prevaljivala brzinom od petnaest hiljada milja na sat (24.000 km/h), ili 20 Mahova. Zamislite sada, ako možete, 400.000.000 slepih i očajnih ulješura [2] koji kreću sa pacifičkih obala Severne Amerike, plivaju 15.000 milja na sat, i stižu do obala Japana za samo 45 minuta ... Kako će tamo biti dočekani? Da li će uspeti da realizuju ono za šta su programirani? Poruke? Da li će tamo biti mesta za tolike milione? Znaju li oni da su tamo poslati sa svrhom? [mp3] Da vidimo koliko je tačno Lorino upoređivanje spermatozoida sa lososom i ulješurom. Da bih odgovorio na to pitanje, neophodno je odrediti njihove tipične veličine. Njih sam uzimao sa jednog istog izvora, ne treba ih proveravati, mada se i o tome može diskutovati (ko voli). · Tipična ćelija sperme ima glavu od 5 µm i rep od 50 µm, te joj je ukupna dužina oko 55 µm. · Kao reprezent pacifičkih lososa izabrao sam vrstu činok (Oncorhynchus tshawytscha). U proseku, odrasli činok je dug oko 70 cm. · Prosečan kit ulješura dug je oko 19 metara. Brzine lososa i kita koje se pominju u pesmi "Mach 20" izražene su u dužinama tela u sekundi. Rezultat kazuje da losos prelazi 320 dužina svog tela u sekundi, a kit 353. Činok losos
Ulješura
Predpostavimo sada da je brzina ćelije sperme 336 njenih dužina u sekundi (to je srednja brzina lososa i kita). Pomnoživši taj broj sa dužinom spermatozoida dobijamo 18.500 µm/s, ili 18,5 mm/s. To je za dva ili tri reda veličina (100 ili 1.000 puta) brže nego što su to izračunali studenti u gorenavedenom tekstu. Plivajući tom brzinom, oni bi svoje "putovanje od 7 inča" do ovuma (180 mm) prebalili za manje od 10 sekundi! Spermatozoidi
Rezultat ove analize je sumiran u donjoj tabeli.
Koliko brzo plivaju spermatozoidi, mereno u odnosu dužinu tela? Prema brojevima koje su prikupili studenti u navedenom tekstu, usvojena brzina je reda veličine 35 µm, ili malo manje od dve trećine dužžine tela u sekundi. Ako bi gledali u razmeri, onda bi losos plivao 45 cm/s (1 mps) a kit 12 m/s (27 mps).
Činok losos v = 45 cm/s
Ulješura v = 12 m/s Rezultat ove analize je sumiran u donjoj tabeli.
Kada ih uporedimo, ispada da bi se losos kretao brzinom nekog invalida koji se oporavlja posle operacije, dok bi se kit kretao poput automobila preko ležećeg policajca. Pošto sam kod Memedovića u emisiji gledao da lososi u vodi plivaju kudikamo brže od čoveka na kopnu, a takođe sam gledao i da kitovi lako plivaju uz bok srednje brzih čamaca, definitivno je da su navedeni brojevi u songu premali, pa samim tim i netačni. Pošto je Laurie Anderson jedno vreme u mojoj mladosti bila jedna od mojih favorita, zapitao sam se odakle joj ovi brojevi od kojih je kasnije nastao "Mach 20"? Smatrao sam je obrazovanom umetnicom, ali kada sam bolje razmislio shvatio sam da nema razloga da verujem da je ona upućenija u nauku, ili da više proverava podatke od bilo koga drugog. Ima li ikog među nama ko može da tvrdi da nije poklekao pred naučnim glasinama? One čak imaju i svoje ime – zovu se "faktoidi". Na isti način na koji u SF knjigama humanoidi liče na ljude, i faktoidi liče na činjenice. Faktoidi predstavljaju nauku za sve "one". Faktoidi govore da mikrotalasne pećnice i mobiteli izazivaju kancer, da Armstrong & Baz zapravo nisu bili na Mesecu, da Pluton iz treće kućice deluje na Sašu ali ne i na Enu, i slične neverovatne priče. Ako uzmemo da "Language is a Virus" (naziv još jedne pesme sa istog albuma "United States Live"), onda je "Mach 20" siguran dokaz za to. Ko li je zarazio Lori virusom Mah 20? Posle svega, ostalo mi je da se pitam koje li je živo biće najbrže ako se mere pređene dužine tela u sekundi? Da li postoji možda korelacija između veličine i brzine? To su pitanja za neki možda sledeći tekst ... moj ili nečiji tuđi.
Nastanak spermatozoida kod spermatogeneza, traje 64 dana. Nakon ejakulacije, u ženskom reproduktivnom sistemu, u stanju su žive još dva ili tri dana.
(21.08.2008.)
|
Rakete nose bakterije ka zvezdama |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
