Human sperm vs. the sperm whale - Aatish Bhatia

الحيوان المنوي و حوت العنبر - Aatish Bhatia

المترجم: Hussain Laghabi المدقّق: Muhammad Samir

In 1977, the physicist Edward Purcell

في 1977 قام عالم الفيزياء "إدوارد برسيل"

calculated that if you push a bacteria and then let go,

بحساب ما إذا دفعت جرثوماً و تركته

it will stop in about a millionth of a second.

سيتوقف بعد جزء من مليون من الثانية

In that time, it will have traveled less than the width of a single atom.

خلال هذه المُدة، سيتحرك مسافة أقل من عرض ذرة واحدة

The same holds true for a sperm and many other microbes.

و ينطبق نفس الأمر على الحيوان المنوي و الأجسام الدقيقة الأخرى

It all has to do with being really small.

و ذلك بسبب صغر حجمها الشديد

Microscopic creatures inhabit a world alien to us,

هذه الكائنات الصغيرة تسكن عالماً غريباً عنا

where making it through an inch of water is an incredible endeavor.

حيث يعتبر الانتقال مسافة بوصة من الماء مسعى مستحيل

But why does size matter so much for a swimmer?

لكن لماذا يعني الحجم كثيرا بالنسبة للسباح؟

What makes the world of a sperm so fundamentally different

ما الذي يجعل عالم الحيوان المنوي مختلف تماماً

from that of a sperm whale?

عن عالم الحوت العنبر؟ (يشبه الحيوان المنوي)

To find out, we need to dive into the physics of fluids.

لاكتشاف ذلك، نحتاج للغوص في فيزياء السوائل

Here's a way to think about it.

إليك طريقة للتفكير في الأمر.

Imagine you are swimming in a pool.

تخيل أنك تسبح في حوض سباحة.

It's you and a whole bunch of water molecules.

أنت و الباقي جزيئات من ماء

Water molecules outnumber you a thousand trillion trillion to one.

تفوقك جزيئات الماء عدداً ألف تريليون تريليون مقابل واحد

So, pushing past them with your gigantic body is easy,

لذا، دفعها بجسمك العملاق أمرٌ سهل

but if you were really small,

لكن إن كنت صغيراً جداً،

say you were about the size of a water molecule,

و لنقل أنك بحجم جزييء الماء

all of a sudden, it's like you're swimming

فجأةً يصبح الأمر مثل السباحة

in a pool of people.

في حوض من بشر

Rather than simply swishing by all the teeny, tiny molecules,

فبدلاً من السباحة في جزيئات صغيرة،

now every single water molecule

يصبح الآن كل جزييء ماء

is like another person you have to push past

مثل شخصاً أخر عليك إبعاده

to get anywhere.

لتصل إلى أي مكان

In 1883, the physicist Osborne Reynolds

في عام 1883، قام الفيزيائي أزبورن رينولدز

figured out that there is one simple number

بإكتشاف رقم واحد بسيط

that can predict how a fluid will behave.

يمكنه التنبؤ بسلوك السائل.

It's called the Reynolds number,

يدعى رقم رينولدز

and it depends on simple properties like the size of the swimmer,

و يعتمد على خصائص بسيطة مثل حجم السبَّاح،

its speed, the density of the fluid,

و سرعته، وكثافة السائل،

and the stickiness, or the viscosity, of the fluid.

و لزوجة السائل.

What this means is that creatures of very different sizes

ويعني هذا أن الكائنات ذات الأحجام المختلفة جداً

inhabit vastly different worlds.

تعيش في عوالم مختلفة إلى حد كبير.

For example, because of its huge size,

فمثلاً، بسبب حجمه الكبير

a sperm whale inhabits the large Reynolds number world.

يعيش حوت العنبر في عالم لديه رقم رينولدز كبير

If it flaps its tail once,

إذا حرك ذيله مرة،

it can coast ahead for an incredible distance.

يمكنه الإندفاع لمسافات كبيرة

Meanwhile, sperm live in a low Reynolds number world.

في حين أن الحيوان المنوي يعيش في عالم له رقم رينولدز منخفض.

If a sperm were to stop flapping its tail,

إذا توقف الحيوان المنوي عن تحريك ذيله,

it wouldn't even coast past a single atom.

لن يتحرك مقدار ذرة .

To imagine what it would feel like to be a sperm,

و لتصور ماذا يعني كونك حيوان منوي،

you need to bring yourself down to its Reynolds number.

تحتاج أن تأقلم نفسك لرقم رينولدز الخاص به.

Picture yourself in a tub of molasses with your arms moving

تصور نفسك في حوض من سائل سكري و يداك تتحركان

about as slow as the minute hand of a clock,

بقدر بطء حركة عقرب الدقائق في الساعة

and you'd have a pretty good idea of what a sperm is up against.

و ستحصل على فكرة جيدة عما يواجه الحيوان المنوي.

So, how do microbes manage to get anywhere?

إذاً, كيف تستطيع الأجسام الدقيقة الوصول إلى أي مكان؟

Well, many don't bother swimming at all.

حسناً,معظمها لا يكلف نفسه عناء السباحة مطلقاً

They just let the food drift to them.

يقومون فقط بالسماح بتزويدهم بالغذاء

This is somewhat like a lazy cow

نوعاً ما, هذا يشبه بقرة كسولة

that waits for the grass under its mouth to grow back.

تنتظر العشب قرب فمها لينمو مجدداً

But many microbes do swim,

لكن العديد من الأجسام الدقيقة بالفعل تسبح

and this is where those incredible adaptations come in.

حيث تتكون هذه التكيفات غير المعقولة

One trick they can use is to deform the shape of their paddle.

إحدى الخدع التي تستخدمها هي تغيير شكل أهدابها

By cleverly flexing their paddle

من خلال ثني أهدابها بمهارة

to create more drag on the power stroke than on the recovery stroke,

لخلق قوة تزداد باتجاه الدفع، وتقل باتجاه الرجوع

single-celled organisms like paramecia

وحيدات الخلية كالبرامسيوم

تمكنت من شق طريقها خلال جزيئات الماء المكتظة

manage to inch their way through the crowd of water molecules.

But there's an even more ingenious solution

لكن هناك طرق أكثر ابتكارًا

arrived at by bacteria and sperm.

لدى البكتيريا والحيوان المنوي

Instead of wagging their paddles back and forth,

فبدلا من تحريك أذيالها ذهاباً وإياباً

they wind them like a cork screw.

بل تديرها حلزونيا، كفتاحة الزجاجة

Just as a cork screw on a wine bottle

كما تحول فتاحة الزجاجة الحركة الحلزونية

converts winding motion into forward motion,

إلى حركة باتجاه الامام

these tiny creatures spin their helical tails

هذاه المخلوقات الصغيرة تُدير أذيالها الحلزونية

to push themselves forward

لتدفع بنفسها إلى الأمام

in a world where water feels as thick as cork.

في عالم يبدو فيه الماء بكثافة الملبن.

Other strategies are even stranger.

استراتيجيات أخرى تبدوا أكثر غرابة

Some bacteria take Batman's approach.

أنواع من البكتيريا تتبنى أسلوب (بات مان)

They use grappling hooks to pull themselves along.

تستخدم خطافات لسحب نفسها قدما ً

They can even use this grappling hook

وقد تستخدمها كمقلاع، يقذفها إلى الأمام

like a sling shot and fling themselves forward.

Others use chemical engineering.

أخرى تتبنى الهندسة الكيميائية

لا تعيش جرثومة المعدة H. pylori

H. pylori lives only in the slimy, acidic mucus

إلا في بيئة حامضية ذات مخاط غروي.

inside our stomachs.

كما هو الحال في المعدة

It releases a chemical that thins out the surrounding mucus,

تفرز مادة كيميائية، تميع المخاط حولها

allowing it to glide through slime.

لتنزلق عليه بكل سهولة

Maybe it's no surprise

that these guys are also responsible for stomach ulcers.

لاعجب حقا، أن تكون تلك الجرثومة مسؤولة عن قرحة المعدة أيضا.

So, when you look really closely at our bodies and the world around us,

لذا إذا أمعنت النظر في أجسامنا والعالم المحيط بنا

you can see all sorts of tiny creatures

سترى العديد من المخلوقات الدقيقة

finding clever ways to get around in a sticky situation.

التي تبتكر حلول مذهلة

للتنقل خلال هذة الأوساط اللزجة

Without these adaptations, bacteria would never find their hosts,

ولولا تلك التكيفات، لما وجدت البكتيريا مضيفها

and sperms would never make it to their eggs,

ولم يصل الحيوان المنوي إلى البويضة

قد يعني هذا، أنك لن تصاب أبدا بقرحة المعدة

which means you would never get stomach ulcers,

but you would also never be born in the first place.

لكنك أيضا، لن تولد في المقام الأول

(Pop)

(فرقعة)