string(15) ""
» Blog » Ewolucja w oddychaniu.
20-10-2011 13:16

Ewolucja w oddychaniu.

W działach: RPG, Nauka | Odsłony: 167

Ewolucja w oddychaniu.
Witam.

To moja pierwsza notka, więc wypada powiedzieć coś o sobie. Tak więc: Mam na imię Robert, ale wszyscy mówią mi 'czarny', mam 17 lat i chodzę do II klasy LO... No i oczywiście jestem mocno wchłonięty przez gry RPG. ;)

Dobra, a teraz do rzeczy. Mianowicie od jakiegoś czasu chodzi mi po głowie świat futurystyczny - coś podobnego do tego z "Wehikuł czasu (chodzi o najnowszy film, a nie książkę), aczkolwiek jeszcze nic konkretnego nie mam - tylko niezłożone do żadnej kupy pomysły.

Ale dobra, przejdźmy do głównego tematu. "Ewolucja w oddychaniu" nic konkretnego nie mówi, więc wytłumaczę: uczę się właśnie na spr z biologii z oddychania. No i tutaj w podręczniku mam takie oto wykresy pokazujące, że korzystamy tylko z 5% z 21% tlenu, który wdychamy. Dalej czytam też o systemie ATP-CP, mleczanowym i tlenowym - odpowiadającym za wysiłki odpowiednio: bardzo krótkie(sprinty), krótkotrwałe i intensywne przeplatane chwilami odpoczynku (gry zespołowe) i dłuższy i mniej intensywny (maraton). Zarówno w drugim jak i trzecim przypadku jest to zależne od tlenu - w drugim gdy tlen się kończy trzeba zrobić przerwę, w trzecim intensywność jest przystosowywana do pobierania tlenu.

Wtedy przypomniałem sobie, jak kiedyś w jakimś programie przyrodniczym słyszałem, że ptaki wykorzystują płuca dwa razy efektywniej niż ludzie...

No i wpadłem na pomysł - co jeśli by tak ludzie zaczęli zużywać cały tlen który wdychają? Albo chociaż połowę? Czy wtedy możliwe byłoby żeby biegać w maratonach dwa razy intensywniej? I czy to by znaczyło, że ludzie biegaliby te maratony 2 czy nawet 4 razy szybciej?

Spytałem się więc pani od biologii i usłyszałem, odpowiedź ani twierdzącą ani przeczącą...

Dlatego pytam się także tu: Czy to jest możliwe? Bo mam nadzieję, że w kręgach RPG są osoby, które z biologią mają do czynienia więcej niż ja w szkole.

Z góry dziękuję za wszystkie pomocne odpowiedzi. :)

Komentarze


Headbanger
   
Ocena:
+12
Nie, nie jest to możliwe. Jest to związane z kilkoma problemami. To co mi do głowy przychodzi na szybko to:

Układy dynamiczne takie jak ciecze czy gazy, nie pozwalają na "zużycie całego zapasu". Jest coś takiego jak stężenie, zaś absorpcja tlenu z powietrza polega na "próbie" wyrównania stężeń między krwią a powietrzem. Jeżeli jakoś zaabsorbował byś 100% atmosferycznego tlenu, to natychmiast jego brak w powietrzu "wyssał by" go z powrotem, pewnie nawet z tym co było w krwi. Nastąpiło by zjawisko harmonicznej sorpcji i resorpcji, aż do wyrównania po obu stronach - o ile by zdążyło się wyrównać przy wentylacji.

Druga rzecz, to fakt jak powietrze działa na naszą fizjologię. Nasze ciała są przystosowane do takiego składu powietrza a nie innego. Jeżeli rośnie stężenie tlenu w atmosferze, w krwi pojawia się również więcej tlenu. Wydawało by się że metabolizm się przyspieszy? No początkowo tak się dzieje, jednak przy ekstremalnie zwiększonym stężeniu pojawia się uczucie znużenia, potem coś na kształt opiatowego haju, a na końcu po prostu traci się przytomność.

Teraz sama odpowiedź na twoje pytanie - czy zwiększając np. przez "EKSPERYMENTALNE CYBERIMPLANTY" ilość absorbowanego tlenu do organizmu zwiększymy wydolność organizmu? Tak. Jednak na boga, nie może to być pobieranie całego powietrza, czy nawet połowy! Na znacznie mniejszych ilościach i do pewnej sensownej granicy nasz cyberpunk będzie dłużej biegał i mniej się męczył, nawet do ciut-ponadludzkich możliwości (choć współczuje zakwasów) ale na krótką metę.

Pamiętaj, cały nasz świat opiera się na zależnościach i chwiejnej równowadze. Cała rzeczywistość wykazuje ten trend. Wszystko dąży do równowagi, czy nawet bardziej fachowo entropii. Zaś dokonanie jakieś drastycznej i co gorsza szybkiej zmiany ciągnie za sobą masę konsekwencji. Żywe organizmy dostosowane są do pewnych warunków i nadmiar na dowolnej płaszczyźnie powoduje uszkodzenia. Astronauci w kosmosie mają zamontowane w statkach urządzenia zwane "jonizatorami powietrza" produkujące bardzo trujące wolne rodniki - to dlatego, że na ziemi wali w nas promieniowanie z każdej strony, kosmiczne, z kamieni, jądra ziemi itd. produkuje rodniki. W kosmosie otoczeni przez niewiele promieniujące wnętrze wahadłowca (zaś sam statek obudowany jest ekranami by nie umarli od promieniowania ze słońca) czuli się bardzo niedobrze bo brakowało standardowej dziennej porcji trucizny. Paracelsus uchwycił samo sedno, jeżeli o takie rzeczy chodzi...
20-10-2011 14:24
dzemeuksis
   
Ocena:
+1
Wszystko dąży do równowagi, czy nawet bardziej fachowo entropii.

8-o ! Tako rzecze fachowiec Headbanger :)
20-10-2011 14:34
Headbanger
   
Ocena:
+2
Entropia jest miarą nieuporządkowania układu, jeżeli jest "maksymalna" to oznacza, że mamy stan równowagi, oczywiście w układach izolowanych. Ziemia jest dość mocno izolowana... nie do końca, ale jednak. W końcu ciągle żyjemy więc na pewno nie jest jeszcze maksymalna, co nie znaczy, że nie dąży do tego...

(to czy wszechświat jest zamknięty, to ciągle kwestia sporna)
20-10-2011 14:43
Aravial Nalambar
   
Ocena:
+6
Hm... Tu chodzi o potencjały osmotyczne. I rozwiązaniem moim zdaniem nie byłyby implanty, całkowita zmiana nośnika tlenu na jakiś lepiej go wiążący. To jest hemoglobinę czymś sztucznym/doskonalszym ewolucyjnie. Tylko po co to komu? Jeśli zwiększa się możliwość wchłaniania tlenu to organizm dostosowuje się do takich potrzeb. A że ilość tlenu w atmosferze maleje... Cóż, na dłuższa metę nieopłacalne.

No i płuca musiałyby być chyba pompą próżniową, aby pozbyć się problemu "powietrza zalegającego".

Ach i ptaki oddychają skuteczniej nie dlatego, że tlen i lepiej przenika do krwi tylko dlatego, że mają worki płucne i tzw. podwójny mechanizm oddychania.
20-10-2011 14:57
dzemeuksis
   
Ocena:
+2
@Headbanger
Równowaga termodynamiczna, do której odnosi się termin "entropia", to zgoła zupełnie inna równowaga niż ta, o której piszesz w swoim komentarzu ("Pamiętaj, cały nasz świat opiera się na zależnościach i chwiejnej równowadze. "). Siem zagalopowałeś nieco.
20-10-2011 15:00
Headbanger
   
Ocena:
+2
Świetnie dzemeuksis wiesz lepiej o czym piszę, niż ja... uwielbiam takich ludzi. W temacie o nauce, piszę tylko o nauce, jeżeli chcesz się czepiać skrótów myślowych, to możesz skończyć, bo czarnemu w żaden sposób to nie pomoże.
20-10-2011 15:08
~Kaczor

Użytkownik niezarejestrowany
   
Ocena:
0
Ciekawe to! Dodaj jeszcze problem czysto mechanicznych ograniczeń ciała, ścieranie chrząstek, obciążenie stawów, mięśni i ścięgien. Bez dodatkowego 'czegoś' taki akcelerowany biegacz daleko by nie zabiegł...

No i jeszcze energia. Z tego co wiem ekstremalny wysiłek fizyczny, jeśli zużyłeś już wszystkie rezerwy, prowadzi ostatecznie do spalania mięśni. Rzecz jasna dotyczy to głównie zawodowych sportowców albo ofiary głodu. Ale jestem ciekaw jak musiałby wyglądać i działać organizm człowieka zdolnego np do pokonania maratonu w godzinę.
20-10-2011 15:10
dzemeuksis
   
Ocena:
0
@Headbanger
Świetnie dzemeuksis wiesz lepiej o czym piszę
Nie że wiem lepiej, tylko po prostu widzę kontekst i zakładam, że piszesz do rzeczy. Ale niech Ci będzie, że pisałeś o równowadze termodynamicznej (zgadzam się jak najbardziej, że Ty to wiesz najlepiej). Tyle że w takim razie fragment Twojej wypowiedzi tego się tyczący nie miał żadnego sensu. Nawet po uwzględnieniu skrótów myślowych. Jak wolisz.
20-10-2011 15:15
czarnylord23
   
Ocena:
0
Ech, czyli tak jak myślałem znowu nic nie wyjdzie. Jak tak dalej pójdzie i każdy mój pomysł okaże się bezsensowny to o tm moim świecie będę mógł powiedzieć tylko 'dzieje się za tyle lat'. :D

@Headbanger
Chciałbym jednak dodać, że nie chodziło mi o żadne implanty, tylko o ewolucyjne zwiększenie... Hmh, wydajności płuc? W każdym bądź razie nie byłoby to nagłe zachwianie takiej równowagi, tylko powolna zmiana, mieszcząca się cały czas w jej granicach. No ale cóż, pozostaje pytanie, jak duża zmiana do tej granicy mogłaby zajść? Jeśli ledwo ułamki procenta to nic z tego nie będzie, bo lepsze rezultaty można odnieść po prostu porządnym treningiem...

@Aravial
"I rozwiązaniem moim zdaniem nie byłyby implanty, całkowita zmiana nośnika tlenu na jakiś lepiej go wiążący."
Mógłbyś przybliżyć tę kwestię? Co do zawartości tlenu to w świecie bardzo bardzo przyszłym (a mój zamierza taki właśnie być) wszystko może się jeszcze zmienić 10 razy w obie strony, wiec to raczej nie będzie problem. ;)

@Kaczor
Z tą zmianą przyszyłyby także inne zmiany, bo po co by to było, gdyby i tak przy intensywniejszym bieganiu zawodził inny element człowieka. Aczkolwiek nie jestem w stanie określić jakie, bo z biologii to znam systematyke zwierząt, teorię ewolucji i rozmieszczenie głównych kości, mięśni i narządów w człowieku. ;)
20-10-2011 17:05
Aravial Nalambar
   
Ocena:
+1
Jeśli bawisz się w SF ewolucyjne, jak Aldiss to rzeczywiście wszystko jeszcze jest możliwe. Odnośnie zmieniania się ilości tlenu w atmosferze to przyznam, że była to raczej luźna informacja - gdzieś kiedyś czytałem, że gdyby przerzucić do naszych czasów człowieka ze średniowiecza, to mógłby mieć on już pewne problemy z oddychaniem - ze względu na zanieczyszczenia i inne proporcje tlenu i CO2. Dla organizmów żywych na dłuższą skalę nawet drobne zmiany proporcji gazów mogą być szkodliwe. U mało skomplikowanych organizmu znikome wahania mogą być śmiertelne (vide koralowce), u bardziej złożonych, jak ludzie, może nie, ale może to powodować częstsze choroby płuc. Dzieci przywiezione z Katowic nad morze na kolonie zwykle przeżywają objawiający się sennością szok tlenowy. I vice versa - mnie zawsze łeb nap... boli jak przyjadę w takie miejsce.

Ale to chyba niewiele ma się do tematu XD

Co do twojego pytania - krew wysyca się tlenem do momentu wyrównania się potencjałów osmotycznych w naczyniu krwionośnym i płucach tj. gdy ilość cząsteczek jest tu i tu podobna. Tak samo sprawa ma się z dwutlenkiem węgla (ino odwrotnie). Mechanizm przeciwbieżny z tym związany masz w każdym licealnym podręczniku do rozszerzenia. A przynajmniej Operonie, PWN-ie a jak masz dostęp to takze w Villim (Salomon, Bergson, wydanie z żabą, z trzmielem chyba też). Jeśli chcielibyśmy sprawić, aby pobieranie tlenu było bardziej efektywne moglibyśmy zrobić następujące rzeczy:

- Zwiększyć powierzchnie dyfuzji, czyli płuc i powiązanych z nimi naczyń krwionośnych.

- Usprawnić wentylacje płuc, tak jak to jest u ptaków.

- Wprowadzić transport wspomagany, który pompowałby tlen do żył wbrew gradientowi stężeń. Coś takiego było skrajnie nieopłacalnie energetycznie i na dłuższą metę szkodliwe dla organizmu (podobne objawy podejrzewam jak przy oddychaniu czystym tlenem). Zastosowanie tego rozwiązania musiałoby ponadto być połączone ze zmianą czynnika przenoszącego tlen. Możliwe rozwiązania: jakaś inna od hemoglobiny metaloproteina, inna odmiana hemoglobiny (patrz populacja tybetańska, która jest przystosowana do oddychania czystszym tlenem) lub zwiększenie pojemności tlenowej osocza krwi.

Jeśli się gdzieś pomyliłem to proszę mnie ukarać :p
20-10-2011 17:34
38850

Użytkownik niezarejestrowany
   
Ocena:
0
Warto tez zwrocic uwage na triasy i jury, gdzie w atmosferze bylo wiecej tlenu, co pozwoliło na powstanie gigantycznych ważek i trzmieli, czy chocby ogromnych dinozaurow. Ale tu jakby efektem jest gigantyzm raczej. Temat znam slabo, wiec trzeba by doczytać, moglem pociapciać okresy :)
Ale pamietam ze kiedys tlenu bylo wiecej. Tzn z ksiazek, nie z doswiadczenia :)
20-10-2011 17:52
czarnylord23
   
Ocena:
0
@Aravial
Gdybym ja miał jakikolwiek podręcznik do biologii na rozszerzeniu... Nie, ja jestem w mat-fiz-geo i na razie z biologii wychodzi mi 2+ w tym roku (ale na 1 klasę miałem 4). ;) Ewolucja to zainteresowanie niezwiązane z resztą dziedzin biologii.

Mówiąc powierzchnie płuc masz na myśli objetość, prawda? Bo jeśli powierzchnię to wystarczyłoby zmarszczyć płuca jak mózg. ;)

@Zigzak
Najwięcej tlenu (ponad 30%) było w okresie Karbonu i wtedy też były te olbrzymie ważki. Nie wiem jak w tym przypadku, ale u dinozaurów z tego co mi wiadomo wzrost nie miał nic wspólnego z ilością tlenu.

Duża ilość tlenu miała przy tym inne mniej lub bardziej zabawne skutki - np. pożary były duuużo większe. ;)
20-10-2011 18:10
Aesandill
   
Ocena:
+2
@ czarnylord23
Masz tutaj trochę info od mojej Narzeczonej Biolożki, pisane ze słuchu:

Tlen jest wolnorodnikowy, bardzo toksyczny w większych stężeniach, powoduje starzenie się komórek a po za tym takie przyspieszone oddychanie musiało by pociągnąć lawinę innych przystosowań(np serca). Inne stężenie tlenu w krwi spowodowało by zaburzenie kwasowo-zasadowej gospodarki organizmu - skutki mogły by być tragiczne. Zresztą hemoglobina też ma ograniczona zdolność wiązania tlenu. Jak chcesz o tym poczytqać to jest taka książka "druga twarz tlenu", Bartosz G. warszawa PWN 1995

Pozdrawiam
Aes
20-10-2011 18:12
38850

Użytkownik niezarejestrowany
   
Ocena:
0
No, mowilem że mogę pociapciać okresy :)
Co do tych dinozaurow to nie jestem pewien, wydawalo mi sie ze "gdzieś na dyskawery czanel mowili" ze to tez przez tlen, posrod wielu innych czynnikow. No ale do podrecznikow z biologi to juz ponad dekade nie zagladalem, wiec pewnie bardziej żeś otrzaskany w temacie :) Tak mi sie podsunelo jako inspiracja - wrzuć gigaważki i megamrówki :)
20-10-2011 18:19
czarnylord23
   
Ocena:
+3
@Aes
Dzięki, to kolejny argument za tym, że moje pomysły mają tendencję do okazywania się totalnymi niewypałami. ;) A tak na serio to jak będę miał możliwość to przeczytam, może coś dobrego się jeszcze wyciągnie.

@Zigzak
Gigaważki tak, ale megapająki są lepsze. :P
20-10-2011 18:35
38850

Użytkownik niezarejestrowany
   
Ocena:
+1
Bartosz G. warszawa? Jak Piotr W. Cholewa i Rafał A. Ziemkiewicz? :D
Czarny, nie sluchaj Aesa, Mojego Serdecznego Przyjaciela, on jest podly bo tak mowi nerv0 :)
jest mnostwo sposobow zeby obejsc trudnosci jakie stawiają koledzy - np lekka zmiana zalozen fizyki swiata, albo olanie dodatkowego "zużycia materiału" jak serce czy stawy.
No chyba ze chcesz hiperrealistycznie...
20-10-2011 19:16
czarnylord23
   
Ocena:
+1
Może aż tak hiperrealistycznie to nie, ale to ma być przyszła wersja naszego świata, wiec zmieniona fizyka raczej odpada. A zmęczenie materiału to ewolucyjnie zawsze można powiedzieć "serce jest u temtejszych ludzi o wiele silniejsze" i po problemie. ;)
20-10-2011 19:29
38850

Użytkownik niezarejestrowany
   
Ocena:
0
i można też powiedzieć - "mają więcej pęcherzyków płucnych, odporniejsze na ścieranie stawy, mózgi dostosowane do pracy na wyższych obrotach, i mają szybszy metabolizm, i wcale nie żyją góra 5 lat" :)

Własnie, takie dotlenienie mogłoby (?) spowodować lepszą pracę mózgu (oczywiście odpowiednio przystosowanego), szybsze reakcje może? Większą siłę? i robią się supermeny :)
20-10-2011 19:36
Aesandill
   
Ocena:
0
W baldurze w opisie czaru przyśpieszenia było że każde użycie postarza o rok. Zawsze ostrożnie używałem, chociaż oczywiście nie miało to efektu ;)
To ma swój urok.

Zresztą czarnylordzie nie słuchaj mojego zigzakowatego Wielkiego Przyjaciela... bo tak!

A coi do Bartosza G. to po prostu Grzegorz Bartosz.

http://ksiegarnia.pwn.pl/produkt/4 126/druga-twarz-tlenu.html?gclid=CImjnpD396sCFYMPfA odjSOWJQ

A zresztą, zigzak Ty się lepiej zajmij mechaniką DieselGolda ;) a nie gdzieś o ewolucji czytasz, przecież jesteś ponadto!

Pozdrawiam
Aes
20-10-2011 20:51
38850

Użytkownik niezarejestrowany
   
Ocena:
0
No fakt, jestem :)

Siedzę nad Wtsem Wironowo-Xlsowo-Tequilowym i cierpię niemoc twórcżą... :(
20-10-2011 22:14

Komentowanie dostępne jest po zalogowaniu.