Biologia jest ograniczona przez fizykę – to niby oczywiste, ale pomyślmy, ile niesie to ze sobą konsekwencji. Zwierzęta muszą pokonywać grawitację, produkować energię i zarządzać nią (termodynamika). Ma to wpływ na architekturę ich ciał.

– Wpływ grawitacji bardzo zależy od wielkości ciała. Pchła może sobie skoczyć na odległość będącą wielokrotnością długości jej ciała. My nie damy rady – mówi w Radiu Naukowym prof. Marek Konarzewski z Katedry Ekologii Ewolucyjnej i Fizjologicznej na Wydziale Biologii Uniwersytetu w Białymstoku. Dlaczego? W porównaniu do pchły, zachowując proporcje, wcale nie jesteśmy tacy silni. – Tkanki podporowe, nasz szkielet, stanowią znacznie większą proporcję całej masy ciała niż efektory, czyli mięśnie, dzięki którym moglibyśmy całość ciała poruszyć. Relatywnie rzecz biorąc jesteśmy słabsi – dodaje. Te tkanki są nam potrzebne właśnie żeby pokonywać grawitację.

Nie da się być za dużym

Bycie dużym niesie ze sobą więcej wyzwań. Dinozaury były ogromne, ale jak mówi naukowiec, „wiele większe by być nie mogły”. – Po to, żeby utrzymać przy życiu tkanki ogromnego zwierzaka, trzeba do tych tkanek dowieźć tlen. Okazuje się, że wraz ze wzrostem masy ciała nieproporcjonalnie szybciej rośnie np. objętość krwi. Takie zwierzę w pewnym momencie musiałoby się składać z naczyń krwionośnych, a z drugiej strony ze szkieletu, nie pozostaje miejsce na całą resztę – opisuje.

Jeśli chodzi o zwierzęta stałocieplne, są też ograniczenia w drugą stronę. – Owszem, są piękne koliberki wielkości trzmiela, są ryjówki mieszczące się w łyżeczce do cukru. Ale mniej już nie da się. Jeżeli popatrzymy na ich tkankę mięśniową, to tam wyraźnie widać ograniczenia konstrukcyjne. Tkanka jest na granicy upakowania włókien mięśniowych i mitochondriów, które je napędzają. I to jest granica, której przy tym sposobie zagospodarowania energii i ruchu już bardziej nie posuniemy – wyjaśnia.

Zarządzania energią

Te wszystkie negocjacje biologii z fizyką przynoszą rozmaite efekty. W podcaście opowiadamy o tym, jakie zarządzenie energią – w sposób stało- czy zmiennocieplny – jest lepsze. Jest też o tym, czy mogą istnieć pająki wielkości człowieka, oraz o szczególnej gospodarce energetycznej u ludzi. Nasze mózgi są koszmarnie energożerne i przez to w świecie przyrody, jak to określa prof. Konarzewski, ekstrawaganckie. Jak to możliwe, że nas na nie stać? 

W podcaście odpowiadamy też na nadesłane wcześniej pytania od patronów Radia Naukowego. Odcinek pełen ciekawostek – bardzo polecam!

****

Prof. Marek Konarzewski jest znanym popularyzatorem nauki, biologiem, fotografem i przyrodnikiem. Możecie posłuchać jego oprowadzania po Puszczy Knyszyńskiej, tu ostatni odcinek powstający w ramach Uniwersyteckiego Centrum Podcastowego przy UWB (dziękuję jeszcze raz za udostępnienie studia!) https://www.youtube.com/watch?v=IX07D4dhyJU&

Przy okazji ogłoszenie. Prof. Konarzewski jest jednym z organizatorów konferencji International Grouse Symposium, która – po raz pierwszy w Polsce – odbędzie się 12-16 września 2022. Tematem będzie ochrona zagrożonych wyginięciem ptaków, takich jak głuszec i cietrzew. Wydarzenie odbędzie się na kampusie Uniwersytetu w Białymstoku. Zainteresowanych zachęcam do śledzenia szczegółów na stronach Uniwersytetu.