Human sperm vs. the sperm whale - Aatish Bhatia

O espermatozoide humano e a baleia cachalote - Aatish Bhatia

Tradutor: Leonardo Silva Revisor: Gislene Kucker Arantes

In 1977, the physicist Edward Purcell

Em 1977, o físico Edward Purcell

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

calculou que se empurrar uma bactéria

e então largá-la,

it will stop in about a millionth of a second.

ela vai parar cerca de um milionésimo de segundo depois.

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

Nesse intervalo, ela terá viajado menos

que a metade da largura de um único átomo.

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

O mesmo acontece com o espermatozoide

e com muitos micróbios.

It all has to do with being really small.

Tudo tem a ver com ser bem pequeno.

Microscopic creatures inhabit a world alien to us,

Criaturas microscópicas habitam um mundo estranho para nós,

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

onde atravessar uma gota de água

é um proeza incrível.

But why does size matter so much for a swimmer?

Mas por que o tamanho é tão importante para um nadador?

What makes the world of a sperm so fundamentally different

O que torna o mundo de um espermatozoide

tão essencialmente diferente

from that of a sperm whale?

do mundo de uma baleia cachalote?

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

Para descobrir, precisamos mergulhar

na física dos fluidos.

Here's a way to think about it.

Eis uma forma de entender isso.

Imagine you are swimming in a pool.

Imagine que você esteja nadando em uma piscina.

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

Você e um monte de moléculas de água.

Water molecules outnumber you a thousand trillion trillion to one.

As moléculas de água são muito mais numerosas que você

em mil trilhões de trilhões para um.

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

Então, passar por elas

com um corpo gigante é fácil,

but if you were really small,

mas se você fosse bem pequeno,

say you were about the size of a water molecule,

digamos, do tamanho de uma molécula de água,

de repente, é como se você estivesse nadando

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

em uma piscina de pessoas.

in a pool of people.

Em vez de simplesmente dar braçadas

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

em todas as minúsculas moléculas,

now every single water molecule

agora cada molécula de água

is like another person you have to push past

é como outra pessoa, a quem você tem de ultrapassar

to get anywhere.

para chegar onde quer que for.

Em 1883, o físico Osborne Reynolds

In 1883, the physicist Osborne Reynolds

figured out that there is one simple number

descobriu que existe um número simples

that can predict how a fluid will behave.

que pode prever o comportamento de um fluido.

It's called the Reynolds number,

É o chamado número de Reynolds

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

e ele depende de propriedades simples,

como o tamanho do nadador,

its speed, the density of the fluid,

sua velocidade,

a densidade do fluido

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

e a viscosidade

do fluido.

Isso significa que criaturas

What this means is that creatures of very different sizes

de tamanhos bem diferentes habitam

inhabit vastly different worlds.

mundos bastante diferentes.

For example, because of its huge size,

Por exemplo, por causa de seu enorme tamanho,

a sperm whale inhabits the large Reynolds number world.

uma baleia cachalote habita

o grande mundo do número de Reynolds.

If it flaps its tail once,

Ao bater sua cauda uma vez,

it can coast ahead for an incredible distance.

ela consegue alcançar uma distância incrível.

Meanwhile, sperm live in a low Reynolds number world.

Entretanto, os espermatozoides vivem

em um mundo onde o número de Reynolds é baixo.

If a sperm were to stop flapping its tail,

Se um espermatozoide parasse de abanar sua cauda,

it wouldn't even coast past a single atom.

ele não percorreria nem a distância igual ao tamanho de um átomo.

Para se ter ideia de como seria para um espermatozoide,

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

you need to bring yourself down to its Reynolds number.

você precisaria reduzir-se

ao número de Reynolds do espermatozoide.

Picture yourself in a tub of molasses with your arms moving

Imagine-se em uma banheira de melaço,

com seus braços se mexendo

about as slow as the minute hand of a clock,

quase que à velocidade do ponteiro dos minutos de um relógio,

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

e você teria uma boa ideia

do que um esperma teria de encarar.

So, how do microbes manage to get anywhere?

Então, como os micróbios conseguem se locomover?

Well, many don't bother swimming at all.

Bem, muitos nem precisam nadar.

They just let the food drift to them.

Apenas esperam que o alimento seja levado até eles.

This is somewhat like a lazy cow

Meio como uma vaca preguiçosa

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

que espera a grama abaixo de sua boca crescer novamente.

But many microbes do swim,

Mas muito micróbios realmente nadam,

and this is where those incredible adaptations come in.

e é aí que adaptações incríveis entram em cena.

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

Um truque que podem usar

é mudar o formato de suas nadadeiras.

By cleverly flexing their paddle

Flexionando suas nadadeiras de forma inteligente

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

para ganhar mais arrasto no abano de impulso

que no abano de recuperação,

single-celled organisms like paramecia

organismos unicelulares como a paramécia

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

conseguem avançar lentamente

na multidão de moléculas de água.

But there's an even more ingenious solution

Mas existe uma solução ainda mais genial

arrived at by bacteria and sperm.

que bactérias e espermatozoides encontraram.

Instead of wagging their paddles back and forth,

Em vez de abanar suas nadadeiras para frente e para trás,

eles as giram como um saca-rolhas.

they wind them like a cork screw.

Just as a cork screw on a wine bottle

Assim como um saca-rolhas em uma garrafa de vinho

converts winding motion into forward motion,

converte o movimento de giro em movimento para frente,

these tiny creatures spin their helical tails

essas minúsculas criaturas giram suas caudas helicoidais

to push themselves forward

para ganharem impulso para frente,

in a world where water feels as thick as cork.

em um mundo onde a água parece tão densa quanto uma rolha.

Other strategies are even stranger.

Outras estratégias são ainda mais estranhas.

Some bacteria take Batman's approach.

Algumas bactérias adotam a tática do "Batman".

They use grappling hooks to pull themselves along.

Elas usam ganchos de escalada para se locomoverem.

They can even use this grappling hook

Elas podem até usar esses ganchos de escalada

como um tiro de estilingue, para conseguirem avançar.

like a sling shot and fling themselves forward.

Others use chemical engineering.

Outros usam engenharia química.

H. pylori lives only in the slimy, acidic mucus

O H. pylori vive apenas no muco viscoso e ácido

inside our stomachs.

dentro de nosso estômago.

It releases a chemical that thins out the surrounding mucus,

Ele libera uma substância química

que dilui o muco ao redor,

allowing it to glide through slime.

permitindo que deslize através dele.

Maybe it's no surprise

Talvez não seja nenhuma surpresa

that these guys are also responsible for stomach ulcers.

que esses caras também sejam responsáveis

por úlceras estomacais.

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

Então, quando você olha bem, bem de perto

para os nossos corpos e para o mundo à nossa volta,

you can see all sorts of tiny creatures

pode ver todo tipo de criaturas minúsculas

finding clever ways to get around in a sticky situation.

que encontram formas inteligentes de locomoção

em uma situação pegajosa.

Without these adaptations, bacteria would never find their hosts,

Sem essas adaptações,

as bactérias jamais encontrariam seus hospedeiros,

and sperms would never make it to their eggs,

e os espermatozoides jamais conseguiriam chegar aos óvulos,

which means you would never get stomach ulcers,

o que significa que você jamais teria úlceras estomacais,

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

mas também jamais teria nem sequer nascido.

(Pop)