Human sperm vs. the sperm whale - Aatish Bhatia

Tradutor: Margarida Ferreira Revisora: Mafalda Ferreira

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 empurrarmos uma bactéria e a deixarmos ir,

it will stop in about a millionth of a second.

ela parará em cerca de um milionésimo de segundo.

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

Nesse tempo, ela teria percorrido menos do que o diâmetro de um átomo.

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

O mesmo acontece com um espermatozoide e com muitos outros micróbios.

It all has to do with being really small.

Tudo tem a ver com o facto de serem extremamente pequenos.

Microscopic creatures inhabit a world alien to us,

As criaturas microscópicas habitam um mundo que nos é estranho,

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

onde percorrer dois centímetros de água é uma proeza incrível.

But why does size matter so much for a swimmer?

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

What makes the world of a sperm so fundamentally different

O que é que torna o mundo do esperma tão fundamentalmente diferente

from that of a sperm whale?

do mundo do esperma das baleias?

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

Para o saber, temos que mergulhar na física dos fluidos.

Here's a way to think about it.

Eis uma forma de pensar nisso.

Imagine you are swimming in a pool.

Imaginem que estão a nadar numa piscina.

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

São vocês 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 vocês,

numa proporção de mil biliões de biliões para um.

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

Atravessá-las com o vosso corpo gigantesco é fácil

but if you were really small,

mas, se forem extremamente pequenos,

say you were about the size of a water molecule,

digamos, do mesmo tamanho de uma molécula de água,

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

é como se estivessem a nadar numa piscina repleta de pessoas.

in a pool of people.

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

Em vez de passar facilmente por todas aquelas moléculas minúsculas,

now every single water molecule

cada molécula de água é como outra pessoa

is like another person you have to push past

que é preciso empurrar, para chegar a qualquer lado.

to get anywhere.

In 1883, the physicist Osborne Reynolds

Em 1883, o físico Osborne Reynolds

figured out that there is one simple number

calculou que há um número

that can predict how a fluid will behave.

que pode prever como se comporta um fluido.

It's called the Reynolds number,

Chama-se o número de Reynolds

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

e depende de propriedades simples, como o tamanho do nadador,

its speed, the density of the fluid,

a sua velocidade, a densidade do fluido

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

e a aderência, ou viscosidade, do fluido.

What this means is that creatures of very different sizes

O que isto significa é que as criaturas de diversos tamanhos

inhabit vastly different worlds.

habitam mundos muito diferentes.

For example, because of its huge size,

Por exemplo, graças à sua dimensão enorme,

a sperm whale inhabits the large Reynolds number world.

o esperma da baleia vive num mundo com um número de Reynolds grande.

If it flaps its tail once,

Se abanar a cauda uma vez,

it can coast ahead for an incredible distance.

vai parar a uma distância incrível.

Meanwhile, sperm live in a low Reynolds number world.

Mas o espermatozoide vive num mundo com um número de Reynolds baixo.

If a sperm were to stop flapping its tail,

Se um espermatozoide deixar de abanar a cauda,

it wouldn't even coast past a single atom.

nem sequer ultrapassa um simples átomo.

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

Para imaginarmos como seria ser um espermatozoide,

you need to bring yourself down to its Reynolds number.

é preciso reduzirmo-nos ao seu número de Reynolds.

Picture yourself in a tub of molasses with your arms moving

Imaginem que estão dentro de um boião de melaço,

a mexer os braços, com a velocidade do ponteiro dos minutos

about as slow as the minute hand of a clock,

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

e ficarão com a ideia daquilo que um espermatozoide enfrenta.

So, how do microbes manage to get anywhere?

Como é que os micróbios conseguem chegar a qualquer lado?

Well, many don't bother swimming at all.

Muitos deles nem sequer se preocupam em nadar,

They just let the food drift to them.

Deixam que os alimentos vão ter com eles.

This is somewhat like a lazy cow

Parecem uma vaca preguiçosa

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

que espera que a erva volte a crescer por baixo da boca dela.

But many microbes do swim,

Mas há muitos micróbios que nadam

and this is where those incredible adaptations come in.

e é aí que aparecem adaptações incríveis.

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

Um dos truques que usam é uma deformação dos remos.

By cleverly flexing their paddle

Flexionando inteligentemente o remo,

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

para criar mais impulso na propulsão de propulsão,

single-celled organisms like paramecia

organismos unicelulares, como a paramécia,

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

conseguem abrir caminho por entre as muitas moléculas de água.

But there's an even more ingenious solution

Mas há uma solução ainda mais engenhosa

arrived at by bacteria and sperm.

a que chegaram bactérias e espermatozoides.

Instead of wagging their paddles back and forth,

Em vez de agitarem os remos para trás e para a frente,

they wind them like a cork screw.

agitam-nos em espiral como um saca-rolhas.

Just as a cork screw on a wine bottle

Tal como um saca-rolhas numa garrafa de vinho,

converts winding motion into forward motion,

transforma o movimento de rotação em movimento de impulsão,

these tiny creatures spin their helical tails

estas criaturas minúsculas giram as suas caudas helicoidais

to push themselves forward

para avançarem em frente

in a world where water feels as thick as cork.

num mundo onde a água parece tão espessa como a cortiça.

Other strategies are even stranger.

Outras estratégias ainda são mais estranhas.

Some bacteria take Batman's approach.

Há bactérias com uma abordagem à Batman.

They use grappling hooks to pull themselves along.

Usam grampos que projetam, para avançarem em frente.

They can even use this grappling hook

Até podem usar esta espécie de anzóis

like a sling shot and fling themselves forward.

como uma funda, projetando-se para a frente.

Others use chemical engineering.

Outras usam a engenharia química.

H. pylori lives only in the slimy, acidic mucus

O H.pylori só vive nos meios ácidos e viscosos

inside our stomachs.

no interior do nosso estômago.

It releases a chemical that thins out the surrounding mucus,

Liberta um produto químico que dilui os mucos envolventes,

allowing it to glide through slime.

o que lhe permite deslizar por entre o meio viscoso.

Maybe it's no surprise

Talvez não surpreenda saber

that these guys are also responsible for stomach ulcers.

que estes seres são responsáveis pelas úlceras gástricas.

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

Por isso, se observarem com atenção o vosso corpo e o mundo à sua volta,

you can see all sorts of tiny creatures

poderão ver todo o tipo de criaturas minúsculas

finding clever ways to get around in a sticky situation.

que encontram maneiras inteligentes de se movimentarem numa situação viscosa.

Without these adaptations, bacteria would never find their hosts,

Sem estas adaptações,

as bactérias nunca encontrariam os seus hospedeiros

and sperms would never make it to their eggs,

e os espermatozoides nunca chegariam aos ovos,

which means you would never get stomach ulcers,

o que significa que nunca teríamos úlceras gástricas

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

mas também nunca teríamos nascido.

(Pop)

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