Human sperm vs. the sperm whale - Aatish Bhatia

Tinh trùng của người vs. cá nhà táng - Aatish Bhatia

Translator: Anh Vi Le Reviewer: Nhu PHAM

In 1977, the physicist Edward Purcell

Vào 1977, nhà vật lý Edward Purcell

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

tính toán rằng nếu bạn đẩy một con vi khuẩn

và thả trôi nó,

it will stop in about a millionth of a second.

nó sẽ dừng lại trong một phần triệu giây.

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

Trong khoảng thời gian đó, nó đi được ít hơn

chiều rộng của một nguyên tử.

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

Lực cản cũng tương tự đối với một tinh trùng

và nhiều loài vi khuẩn khác.

It all has to do with being really small.

Đó là tất cả phải xảy đến đối với những kích thước vô cùng nhỏ.

Microscopic creatures inhabit a world alien to us,

Các vi sinh vật cư trú trong một thế giới xa lạ với chúng ta,

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

nơi mà để di chuyển qua một inch nước

là cả một nỗ lực phi thường.

But why does size matter so much for a swimmer?

Thế nhưng tại sao kích cỡ lại ảnh hưởng nhiều đến những loài bơi lội như vậy?

What makes the world of a sperm so fundamentally different

Điều gì làm cho thế giới của một con tinh trùng

lại khác hoàn toàn

from that of a sperm whale?

so với thế giới của một con cá nhà táng?

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

Để tìm ra câu trả lời, chúng ta cần đào sâu vào

tính chất vật lý của các chất lỏng.

Here's a way to think about it.

Đây là một cách để nghĩ về nó.

Imagine you are swimming in a pool.

Tưởng tượng bạn đang bơi trong một bể bơi.

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

Một môi trường gồm có bạn và các phân tử nước.

Water molecules outnumber you a thousand trillion trillion to one.

Số lượng các phân tử nước lớn hơn so với bạn gấp nhiều lần

một nghìn tỷ tỷ tỷ tỷ.

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

Vậy nên, di chuyển trong nó

với cơ thể khổng lồ của bạn là rất dễ,

but if you were really small,

nhưng nếu bạn có kích thước vô cùng nhỏ,

say you were about the size of a water molecule,

giả sử kích thước của bạn bằng một phân tử nước,

thì tất cả bỗng nhiên trở thành bạn đang bơi

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

trong một bể người.

in a pool of people.

Không còn là nhẹ nhàng khuẫy người

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

trong những phân tử nước bé xíu,

now every single water molecule

giờ đây mỗi phân tử nước

is like another person you have to push past

giống như một người khác mà bạn phải chen qua

to get anywhere.

để di chuyển bất cứ phương hướng nào.

Vào năm 1883, nhà vật lý Osborne Reynolds

In 1883, the physicist Osborne Reynolds

figured out that there is one simple number

tìm ra rằng có một con số đơn giản

that can predict how a fluid will behave.

có thể ước đoán tính chất của một chất lỏng.

It's called the Reynolds number,

Số đó gọi là số Reynolds,

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

nó phụ thuộc vào một số thuộc tính đơn giản

như kích thước của vật bơi,

its speed, the density of the fluid,

tốc độ của nó,

mật độ phân tử của chất lỏng,

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

độ nhầy, hay độ dính,

của một chất lỏng.

Điều đó có nghĩa là những sinh vật

What this means is that creatures of very different sizes

với rất nhiều kích cỡ khác nhau cư trú

inhabit vastly different worlds.

trong nhiều thế giới khác nhau.

For example, because of its huge size,

Ví dụ, bởi vì kích thước to lớn của nó,

a sperm whale inhabits the large Reynolds number world.

một con cá nhà táng cư trú

trong một thế giới có con số Reynolds lớn.

If it flaps its tail once,

Nếu nó quẫy đuôi một phát,

it can coast ahead for an incredible distance.

nó có thể lướt đi một khoảng cách rất xa.

Meanwhile, sperm live in a low Reynolds number world.

Trong lúc đó, tinh trùng

sống trong một thế giới có chỉ số Reynolds thấp.

If a sperm were to stop flapping its tail,

Nếu tinh trùng ngừng quẫy đuôi,

it wouldn't even coast past a single atom.

nó thậm chí sẽ không di chuyển qua nổi một nguyên tử.

Để tưởng tượng bạn sẽ cảm thấy như thế nào nếu là một tinh trùng,

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

you need to bring yourself down to its Reynolds number.

bạn cần đưa mình vào

thế giới có chỉ số Reynolds đó.

Picture yourself in a tub of molasses with your arms moving

Hình dung bản thân trong một bồn chứa đầy mật

với đôi tay di chuyển

about as slow as the minute hand of a clock,

chậm như kim phút của đồng hồ,

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

và bạn sẽ cảm nhận được phần nào

những gì mà một con tinh trùng đang phải chịu đựng.

So, how do microbes manage to get anywhere?

Vậy, làm sao những vi sinh vật đó có thể di chuyển khắp nơi?

Well, many don't bother swimming at all.

Một số chẳng lo lắng về chuyện bơi lội.

They just let the food drift to them.

Chúng chỉ há miệng chờ thức ăn.

This is somewhat like a lazy cow

Giống như một con bò lười biếng

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

chờ đợi cỏ đặt dưới miệng để nhấm nháp.

But many microbes do swim,

Nhưng nhiều vi sinh vật khác lại bơi lội,

and this is where those incredible adaptations come in.

và đây là nơi sản sinh ra những thích nghi phi thường.

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

Một thủ thuật chúng có thể dùng

đó là biến dạng những mái chèo của chúng.

By cleverly flexing their paddle

Bằng cách uốn lượn những mái chèo một cách khôn khéo

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

để tạo ra nhiều lực kéo hơn trong một lượt đập

so với lượt thu chèo,

single-celled organisms like paramecia

sinh vật đơn bào giống như tảo đơn bào

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

xoay xở để di chuyển

xuyên qua các phân từ nước.

But there's an even more ingenious solution

Nhưng thậm chí còn có giải pháp khôn khéo hơn

arrived at by bacteria and sperm.

để di chuyển ở vi trùng và tinh trùng.

Instead of wagging their paddles back and forth,

Thay vì vẫy những mái chèo ra trước và sau,

chúng cuộn đuôi như cái mở nút chai.

they wind them like a cork screw.

Just as a cork screw on a wine bottle

Giống như chiếc mở nút chai rượu

converts winding motion into forward motion,

biến chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến,

these tiny creatures spin their helical tails

những sinh vật bé nhỏ này xoay những chiếc đuôi xoắn của mình

to push themselves forward

để đẩy thân mình về phía trước

in a world where water feels as thick as cork.

trong một thế giới mà nước đậm đặc như nút bần.

Other strategies are even stranger.

Một vài chiến lược khác còn kỳ lạ hơn.

Some bacteria take Batman's approach.

Một số vi khuẩn dùng cách của Batman.

They use grappling hooks to pull themselves along.

Chúng dùng những móc kéo kéo thân mình di chuyển.

They can even use this grappling hook

Chúng thậm chí còn sử dụng những móc kéo này

như những máy bắn đá liệng thân mình về phía trước.

like a sling shot and fling themselves forward.

Others use chemical engineering.

Một số khác sử dụng kỹ thuật hóa học.

H. pylori lives only in the slimy, acidic mucus

H. pylori chỉ sống trong môi trường màng nhầy

inside our stomachs.

bên trong dạ dày của chúng ta.

It releases a chemical that thins out the surrounding mucus,

Chúng xả ra một loại hóa chất

làm loãng môi trường nhầy xung quanh,

allowing it to glide through slime.

cho phép chúng lướt đi trong môi trường nhầy.

Maybe it's no surprise

Có lẽ chẳng ngạc nhiên

that these guys are also responsible for stomach ulcers.

khi những kẻ này chịu trách nhiệm

cho bệnh loét dạ dày.

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

Vậy, khi bạn nhìn lại gần, thực sự gần

cơ thể của chúng ta và thế giới xung quanh mình,

bạn có thể thấy tất cả các loạt sinh vật bé nhỏ

you can see all sorts of tiny creatures

finding clever ways to get around in a sticky situation.

đều tìm ra những cách thông minh để di chuyển

trong một môi trường dày đặc.

Without these adaptations, bacteria would never find their hosts,

Nếu không có những thích nghi này,

vi khuẩn sẽ không bao giờ tìm thấy vật chủ,

and sperms would never make it to their eggs,

và tinh trùng sẽ không bao giờ gặp được trứng,

which means you would never get stomach ulcers,

cũng có nghĩa bạn sẽ không bao giờ bị loét dạ dày,

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

nhưng trước tiên hết bạn cũng không bao giờ được sinh ra.

(Pop)