Filmdeki birçok canavar neden yeraltından veya denizin altından geliyor? Yatmadan Önce Bilim Hikayeleri
Bu makale herkese açık hesaptandır " Bilimi eve götür "Sağlamak
Çocuklara en iyi fen eğitimini verin
Filmdeki birçok canavar neden yeraltından veya denizin altından geliyor? Godzilla gibi mi?
Bu sorunun cevabı her gün soluduğumuz hava ile ilgilidir. Ve bunların hepsi Kambriyen'den başlamalı.
Dünya tarihinde önemli bir dönüm noktası var, o da Kambriyen. Kambriyen'den önce yeryüzündeki tüm canlılar okyanusta yaşıyorlardı ve sadece akışla sürüklenebiliyorlardı, istedikleri gibi hareket edemiyorlardı.O zamanlar, yaşamak için ete bel bağlayan "yırtıcı hayvanların" hayattaki rolü bile ortaya çıkmamıştı.
Ancak 540 milyon yıl önce Kambriyen döneminde meşhur "Kambriyen patlaması" ortaya çıktı.Tür sayısı patladı, canlılar büyüdü, vücut yapısı daha karmaşık hale geldi ve nihayet yeryüzü Yırtıcılar ortaya çıktı. Bugün dünyadaki neredeyse tüm hayvanların en son ortak ataları o zaman ortaya çıktı.
Ancak, Kambriyen salgınının nedeni her zaman çözülmemiş bir gizem olmuştur. Pek çok insan, Kambriyen patlamasının ana nedeninin, o sırada dünya atmosferinde ani bir oksijen artışı olduğuna inanıyor.
Biliyorsunuz, oksijen solumasının ürettiği enerji, anaerobik solumanın 20 katıdır.Bu nedenle, aerobik organizmalar, anaerobik organizmalara göre çok büyük bir avantaja sahiptir.Yeryüzünde yemeklerden sonra büyüyebilirler ve sindirimi gerçekleştirmek için daha fazla enerjiye sahip olabilirler. İncelemeden sonra, şeyler hakkında düşünmek için fazladan yiyecek olabilir. Bu nedenle, oksijenin dünyadaki her şeyi doğurduğunu söylemek mantıklı.
Bununla birlikte, bu teorinin bazı açıklanamayan boşlukları vardır.
En büyük boşluk, dünya aniden çok fazla oksijene sahip olmadan önce, organizmaların anaerobik ortama adapte olmuş olmasıdır O zamanlar, atmosferdeki oksijen içeriği sadece% 2-4 idi (atmosferdeki oksijen şimdi yaklaşık% 20'dir); Oksijenden sonra, anaerobik organizmalar çok zahmetli olacaktır, çünkü oksijen metabolizmalarına müdahale eder ve hatta onlar için toksik olabilir.
Dünya atmosferinin uzun süre görece yüksek oksijen içeriği vardır, ancak karmaşık organizmaların ortaya çıkması uzun zaman alır Oksijene uyum sağlayamama önemli bir neden olabilir.
Daha da önemlisi, şimdiye kadar canlılar hala büyük miktarda oksijeni sevmiyor.
İnsanlar boğulacak ve ölecek, bu da bize bir illüzyon verir - oksijen iyi bir şeydir ve hücreler bundan çok hoşlanmalıdır.
Ama aslında, okyanustaki ister insan isterse kabuklular olsun, hücreler oksijenle çevrili değildir.Hayvan hücreleri hipoksinin sınırına yakın yaşamayı severler.
Aşırı oksijen organizmalar için zararlıdır, bu nedenle doktorlar hastaların hiperbarik oksijen odalarında çok uzun süre kalmasına izin vermezler. Birçok hayvan, balıklar, kaplumbağalar ve birçok böcek larvası gibi düşük oksijenli ortamlarda da hayatta kalma yeteneğini korur.
En tuhaf şey, memeli embriyolarının aslında nispeten hipoksik bir ortamda gelişmesidir. Örneğin, insan embriyoları ilk iki hafta boyunca hipoksiktir çünkü annenin embriyoya oksijen sağlayan kan damarları henüz büyümemiştir.
Ve oksijenden en çok hoşlanmayan hücre türü kök hücre . Kök hücreler, çeşitli hücrelere farklılaşma yeteneğine sahip Lego benzeri hücrelerdir. Kök hücreler olmadan, çok hücreli bir hayvanın vücudu kendini onaramayacak ve kısa süre sonra watt ile dolu olacak, özellikle de dış dünyayla sık sık temas halinde olan deri. İnsan vücudu, yüz maskeleri yerine kök hücrelere güvenerek her yıl birkaç trilyon hücreyi yeniler.
Kök hücrelerin çok önemli bir özelliği vardır, yani farklılaşmamış hallerini sürdürmek için oksijenden yoksun bir ortama ihtiyaç duyarlar Oksijene maruz kaldıklarında, kontrolsüz bir şekilde diğer hücrelere çarparlar. Anavatanın çiçeklerini iyi çalışmadan önce düşünün, hepsi bir gecede büyür ve anında yaşlanan bir toplumun sahnesi haline gelir.
Kök hücrelerin taze kalması için kemik iliği gibi düşük oksijenli yerlerde depolanmaları gerekir. Bu nedenle, kemik iliği hematopoetik kök hücrelerini lösemi hastalarına bağışlamak, kemik iliğinde delikler açmayı gerektirir.
Kök hücreler iyi korunamazsa, oksijen dolu Kambriyen bir gaz odasına eşdeğerdir ve organizmalar yakında GG olacaktır.
Örneğin, başlangıçta hipoksik derin denizde yaşamış olan Ediacaran faunası, oksijenin arttığı Kambriyen dönemine dayanamadığı için yok olmuş olabilir.
Ediakara faunası
Peki, anaerobik organizmalar Kambriyen'de kök hücrelerini nasıl korudular?
Tahmin edebileceğiniz gibi, kök hücreleri korumak için özel beceriler olmadan, anaerobik organizmalar yalnızca su altı gibi düşük oksijenli ortamlarda saklanabilir. Ortamda daha fazla oksijen olduğunda, kök hücreleri kontrolsüz bir şekilde farklılaşacaktır.
Ancak kök hücreleri korumaya yönelik özel bir teknik ortaya çıkmıştır. Hipoksi indüklenebilir faktör-2 (HIF-2) proteini. Hipoksi ile indüklenebilir faktör-2, kök hücreler için yanlış bir rüya oluşturarak, onların hipoksik bir ortamda olduklarını düşünmelerine neden olabilir.
Hipoksi ile indüklenebilir faktör-2 ile organizmalar, Kambriyen'de oksijene tam olarak adapte olabilen ve daha büyük, daha hızlı ve daha güçlü hale gelebilen bir kök hücre buzdolabına sahip olmaya eşdeğerdir.
Bu nedenle, şimdi Kambriyen patlamasının temel nedeninin hipoksiyle indüklenebilir faktör-2'nın ortaya çıkması olduğuna inanılıyor (bir hipotez). Hipoksi ile indüklenebilir faktör-2, oksijeni taşıyan kırmızı kan hücrelerinden önce değil, sonra ortaya çıkar ve bu da önemli bir kanıttır.
Hipoksi ile indüklenebilir faktör-2 eksikliği nedeniyle, omurgasızların birçok alışkanlığı açıklanabilir.
İnsanlar, kediler ve köpekler gibi tüm omurgalılar, hipoksiyle indüklenebilir faktör-2'ya sahiptir, ancak tüm omurgasızlar (böcekler gibi) yoktur.
Omurgasızlar için oksijen bir nefes alma ağrısıdır. Vücutlarında kök hücre buzdolabı yoktur ve sadece hipoksi-çevresel kök hücrelere güvenebilirler.
Dikkatlice bakarsanız, sabit böceklerin vücutlarındaki trakeal açıklıkların (burunlarına eşdeğer) neredeyse kapalı olduğunu ve çoğu zaman açılmadığını göreceksiniz. Bu boğucu operasyon, kök hücrelerinin hayatta kalması için olabilir.
Kırmızı noktalar, böceklerin yüzeyindeki soluk borusu açıklıklarıdır ve bu açıklıklardan nefes alırlar.
Ek olarak, salyangozlar gibi çoğu böcek ve omurgasız larvası, belki de hücreler şiddetli bir şekilde farklılaştığında, değerli kök hücreler için oksijenden yoksun bir ortam yaratmak için hayatlarını yeraltında geçirirler.
Ne yazık ki, Hipoksi ile indüklenebilir faktör-2a, omurgalı kanserini daha yenilmez hale getirebilir.
Bunun nedeni, tümörlerin aynı zamanda kök hücreler içermesidir ve omurgalı tümörlerinin çoğalma yeteneğindeki en önemli faktör, hipoksi ile indüklenebilir faktör-2'yı kaçırmaları ve kök hücreleri sararak kendilerini yüksek ve düşük oksijen ortamlarında mutlu bir şekilde büyümelerine izin vermeleri olabilir.
Oksijen solumayı öğrendikten sonra kanser daha da güçlendi. Omurgasızlar, kök hücrelerin korunması kolay olmadığı için yaşlanmaya eğilimli olsalar da, tümörleri o kadar kibirli olmayabilir.
Hipoksiyle indüklenebilir faktör-2'nın kök hücreleri koruduğu hipoteziyle, birçok filmdeki canavarların ayarı çok makul hale geliyor.
Örneğin, 2014 "Godzilla" da, dev canavar "Mutu", hipoksik yeraltında pupa şeklinde kış uykusuna yatıyor.Bu büyük olasılıkla, böcekler gibi hipoksiye neden olan faktör-2'dan yoksun olmaları ve uzun süre dayanamamaları nedeniyle. Yüzeydeki oksijenle baş edebilmek için, geri dönüş beklentisiyle kök hücreleri hipoksik ortamda saklayın.
Derin denizden Godzilla
Godzilla da öyle. Godzilla denizin dibinden belirdi ve "Mutou" yu yendikten sonra hızlıca derin denize daldı. Muhtemelen hipoksiye neden olan faktör-2 eksikliğinden dolayı oksijenden korktu ve yüzeyde çok uzun süre kendini şımartmaya cesaret edemedi.
Oksijen korkusu ortamı "Pasifik Savaşı" filminde de ortaya çıktı.
Yaklaşık 200 milyon yıl önce Trias döneminde dünyayı ziyaret eden Kaijumon (Japonca kaiju) neden o dönemde dünyayı ele geçirmedi? O zamanlar, dünyanın oksijen içeriği o kadar yüksekti ki uyum sağlayamıyorlardı, bu yüzden Kaijumon, insan endüstriyel uygarlığı büyük miktarda karbondioksit yaydıktan sonra dünyayı yeniden yönetmeyi seçti. Yukarıdakiler filmin söylediği şeydir.
Pasifik Savaşı'nın öncüsü Kaijumon, kırmızı bir peygamber devesi gibi görünüyor.
Peki Kaijumon neden çok fazla oksijen alamıyor?
Kaijumon'un omurgasız benzeri vücut yapısından, muhtemelen hipoksi ile indüklenebilir faktör-2 eksikliğinden dolayı hiperoksik dünyaya uyum sağlayamadıkları ve kendilerini 200 milyon yıl önce yeryüzünün oksijeninden koruyamadıkları görülüyor. kök hücre.
Pasifik Kıyıları'ndaki ikinci seviye canavar olan Onibaba, omurgasızların yaygın olarak yenen kral yengeçine benziyor. Tabii ki, omurgasızlar hipoksiye neden olan faktör-2'dan yoksundur.
Sanayi medeniyetinden sonra, karbondioksit içeriği keskin bir şekilde arttı ve oksijen içeriği nispeten azaldı, bu da onlar için daha uygun oldu. Kaijumon'un oksijene duyarlılığı da solucan deliğini seçtikleri yerden görülebiliyor.
Uzaylı ve yeryüzünden gelen krizantemin demirlediği solucan deliği kanalı, derin denizin dibinde seçildi - oksijen açısından fakir bir yer!
Bu nedenle, Kaijumon'u öldürmek için belki de en etkili silah Kripton Altın Ağır Makinesi değil, oksijen üreticisidir.
Bağımlılık yapmaz, lütfen dürt
Yabancı dilde filmlerde Çince seslendirme neden kulağa bu kadar mantıksız geliyor?
Bilimi eve götür
ID: steamforkids
Çocuklara en iyi fen eğitimini verin
Yeniden yazdırmak için lütfen kids@huanqiukexue.com ile iletişime geçin
Bizi takip etmek için QR koduna uzun basın
Resim kaynağı: Vaping Daily, AA Ireland, NBC News
Referans malzemeleri:
Hammarlund, E. U., von Stedingk, K., ve Påhlman, S. (2018). Hücre köklüğünün rafine kontrolü, oksik alemde hayvan evrimine izin verdi. Doğa ekolojisi ve evrimi, 1.
https://www.eurekalert.org/pub_releases/2018-01/uosd-nho011618.php
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20059947
https://www.quantamagazine.org/oxygen-and-stem-cells-reshaped-animals-during-the-cambrian-explosion-20180307/
