Komu patrí prvenstvo?
12. kapitola
Komu patrí prvenstvo?
1. Čo povedal jeden biológ o ľuďoch ako o vynálezcoch?
„MÁM podozrenie,“ hovorí istý biológ, „že nie sme novátormi, za ktorých sa pokladáme; my iba opakujeme.“1 Vynálezcovia často iba napodobňujú to, čo rastliny a živočíchy robia už tisícročia. Napodobňovanie živých organizmov je také rozšírené, že dostalo i svoje meno — bionika.
2. Ako iný vedec porovnáva techniku ľudí s technikou objavujúcou sa v prírode?
2 Iný vedec hovorí, že prakticky všetky základné oblasti ľudskej techniky „boli odhalené a výhodne využívané živými organizmami... skôr, než sa ich naučil chápať a využívať človek“. A dodáva: „Ľudská technika v mnohých oblastiach ešte len pokrivkáva kdesi ďaleko za prírodou.“2
3. Ktoré otázky by sme mali mať na mysli, keď budeme uvažovať o príkladoch z bioniky?
3 Ak uvažujete o týchto zložitých schopnostiach živých tvorov, ktoré sa pokúšajú napodobniť ľudskí vynálezcovia, zdá sa vám logické veriť, že vznikli len a len náhodou? A že sa to stalo nielen raz, ale mnoho ráz, a u živých tvorov, ktoré nie sú vzájomne príbuzné? Neučí nás skúsenosť, že také zložité konštrukcie môžu byť jedine dielom vynikajúceho konštruktéra? Veríte, že by náhoda sama osebe mohla vytvoriť niečo, čo by neskôr dokázali napodobniť len nadaní ľudia? Pamätajte na tieto otázky, keď budete uvažovať o nasledujúcich príkladoch:
4. a) Ako termity chladia svoje hniezda? b) Na akú otázku vedci nedokážu odpovedať?
4 KLIMATIZAČNÉ ZARIADENIE. Vďaka modernej technike majú dnes mnohé domy klimatizáciu. Ale termity majú vo svojich stavbách klimatizáciu už oddávna. Ich hniezdo býva uprostred termitiska. Teplý vzduch z neho stúpa do systému vetracích kanálov blízko povrchu. Odtiaľ využitý vzduch prestupuje pórovitými stenami von a čerstvý, chladný vzduch vniká dovnútra a klesá do vzduchovej komory na dne termitiska. Odtiaľ prúdi ďalej do hniezda. Niektoré termitiská majú otvory na úpätí, kadiaľ vniká čerstvý vzduch, a v horúcom počasí sa tu odparuje voda privádzaná z podzemia, čím sa vzduch ochladzuje. Ako je riadená činnosť miliónov slepých robotníkov, aby mohli vybudovať tak dômyselne skonštruované stavby? Biológ Lewis Thomas odpovedá: „Zrejmá skutočnosť, že prejavujú čosi ako kolektívnu inteligenciu, je záhadou.“3
5–8. Čo sa konštruktéri lietadiel naučili štúdiom vtáčích krídel?
5 LIETADLÁ. Pri projektovaní krídel lietadiel sa už po celé roky s úžitkom študujú vtáčie krídla. Vyklenutie vtáčích perutí poskytuje vztlak potrebný na prekonanie zemskej príťažlivosti. Ale ak má krídlo príliš veľký uhol nábehu, vzniká nebezpečenstvo straty vztlaku. Aby u vtáka ku strate vztlaku nedošlo, má na predných okrajoch krídel rady pier, ktoré sa zdvihnú podobne ako klapky slotov na lietadle, keď sa uhol nábehu krídla zvýši (1, 2). Tieto klapky udržujú vztlak tým, že bránia vzduchovému prúdu odtrhnúť sa od povrchu krídel.
6 Ďalším zariadením na zvládnutie turbulencie a na zabránenie straty vztlaku je krídelko (3), malý chumáčik pier, ktorý môže vták zdvihnúť ako palec.
7 Na vonkajších koncoch krídel sa u vtákov i u lietadiel tvoria víry, ktoré vyvolávajú aerodynamický odpor. Vtáky ho prekonávajú dvoma spôsobmi. Niektoré, napríklad dažďovníky a albatrosy, majú dlhé, štíhle krídla s krátkymi hrotmi. Táto konštrukcia do značnej miery bráni tvorbe vírov. Iné, napríklad jastraby a supy, majú krídla široké, a tie by spôsobili silné víry; tomu sa však zabráni, keď vtáky roztiahnu krídlové perá na konci perutí ako prsty. Konce potom už nie sú tupé, ale majú niekoľko úzkych špičiek, ktoré zmenšujú tvorbu vírov a odpor vzduchu (4).
8 Konštruktéri lietadiel prevzali mnoho týchto znakov. Zakrivenie krídel vytvára vztlak. Rozmanité klapky a výstupky slúžia na rušenie turbulencie alebo ako brzdiace zariadenia. U niektorých menších lietadiel je odpor vzduchu, ktorý vzniká na konci krídel, zmenšovaný plochými plátkami, ktoré sú umiestnené v pravom uhle k povrchu krídel. Krídla lietadiel však stále ešte zaostávajú za technicky podivuhodne skonštruovanými krídlami vtákov.
9. Ktoré živočíchy a ktoré rastliny používali už pred človekom prostriedky proti zamŕzaniu a aké účinné sú tieto prostriedky?
9 OCHRANA PROTI ZAMŔZANIU. Človek používa v chladiacom systéme automobilov ako prostriedok proti zamŕzaniu glykol. Ale niektoré mikroskopické rastliny v antarktických jazerách sa chránia pred zamrznutím tým, že používajú chemicky podobný glycerol. Možno ho nájsť aj u hmyzu, ktorý je schopný života ešte i pri mínus 20 stupňoch Celzia. Niektoré ryby si vyrábajú prostriedok proti zamrznutiu, ktorý im umožňuje žiť aj v ľadových vodách Antarktídy. Niektoré druhy stromov prežívajú teploty mínus 40 stupňov, lebo obsahujú „veľmi čistú vodu, bez častíc prachu a nečistôt, na ktorých by sa mohli tvoriť kryštáliky ľadu“.4
10. Ako si niektoré vodné chrobáky zadovážia zariadenie na dýchanie pod vodou a ako ho používajú?
10 DÝCHANIE POD VODOU. Ľudia môžu zostať pod vodou až hodinu, ak majú so sebou zásobníky so stlačeným vzduchom. Niektoré vodné chrobáky riešia problém jednoduchším spôsobom a zostávajú pod vodou dlhšie. Lapia si vzduchovú bublinu a potopia sa. Bublina pracuje ako pľúca. Prijíma oxid uhličitý, ktorý chrobák vydychuje, a prepúšťa ho do vody; vo vode rozpustený kyslík prechádza do vzduchovej bubliny a chrobák ho môže použiť.
11. Nakoľko rozšírené sú v prírode biologické hodiny? Uveď niektoré príklady.
11 HODINY. Dávno predtým, než človek začal používať slnečné hodiny, živé organizmy presne dodržiavali čas. Keď nastane odliv, mikroskopické rastlinky, rozsievky, prenikajú na vlhký povrch pobrežného piesku. Keď prichádza príliv, rozsievky sa vnárajú naspäť do piesku. V laboratóriu, kde nie je príliv ani odliv, ich vnútorné hodiny pracujú ďalej a rozsievky stále vychádzajú na povrch piesku a vracajú sa naspäť do piesku v rytme prílivu a odlivu. Kraby fidlikáre za odlivu tmavnú a vyliezajú zo svojho úkrytu; za prílivu zosvetlievajú a cúvajú naspäť do svojich dier. V laboratóriu, ďaleko od oceánu, naďalej presne v čase odlivu tmavnú a v čase prílivu zosvetlievajú. Vtáky sa dokážu orientovať podľa slnka a hviezd, ktoré v priebehu času menia svoju pozíciu. Preto vtáky musia mať vnútorné hodiny, ktoré tieto zmeny vyrovnávajú. (Jeremiáš 8:7) Od mikroskopických rastlín až po človeka všade tikajú milióny vnútorných hodín.
12. Kedy začali ľudia používať primitívne kompasy, a ako boli kompasy používané už dávno predtým?
12 KOMPASY. Asi v 13. storočí n. l. začal človek používať primitívny kompas — magnetickú ihlu, ktorá plávala v miske s vodou. Nebolo to však nič nové. Isté baktérie obsahujú reťazce magnetitových čiastočiek, ktoré majú práve takú veľkosť, aká je potrebná, aby mohli pôsobiť ako kompas. Tie im pomáhajú nájsť si prostredie, ktoré im vyhovuje. Magnetit sa našiel aj u mnohých iných živočíchov — napríklad u vtákov, včiel, motýľov, delfínov a mäkkýšov. Pokusy ukázali, že poštové holuby sa pri návrate domov orientujú podľa zemského magnetického poľa. Dnes sa všeobecne uznáva, že tiahnúci vtáci nachádzajú svoj kurz okrem iného aj pomocou magnetického kompasu, ktorý majú v hlave.
13. a) Ako môžu mangrovy žiť v slanej vode? b) Ktoré živočíchy môžu piť morskú vodu a ako je možné, že im to neškodí?
13 ODSOĽOVANIE. Ľudia budujú obrovské zariadenia na odsoľovanie morskej vody. Korene mangrovy nasávajú morskú vodu a filtrujú ju cez membrány, ktoré zadržujú soľ. Jeden druh mangrovníka, Avicennia, má na spodnej strane listu žľazy, ktoré vylučujú prebytočnú soľ. Morské vtáky, ako sú čajky, pelikány, kormorány, albatrosy a víchrovníky, pijú morskú vodu a pomocou žliaz v hlave vylučujú prebytočnú soľ, ktorá sa im dostala do krvi. Aj tučniaky, morské korytnačky a leguány pijú slanú vodu a vylučujú prebytočnú soľ.
14. Uveď príklady zvierat, ktoré vyrábajú elektrinu.
14 ELEKTRINA. Asi päťsto druhov elektrických rýb je vybavených batériami. Africká sumcovitá ryba pasumec elektrický môže vyrobiť napätie až 350 voltov. Obrovská elektrická raja žijúca v severnom Atlantiku vydáva elektrické výboje s intenzitou 50 ampérov a napätím 60 voltov. Rany juhoamerického elektrického úhora vykázali pri meraní napätie až 886 voltov. „Je známych jedenásť rôznych čeľadí rýb, u ktorých existujú druhy s elektrickými orgánmi,“ hovorí jeden chemik.5
15. Aké druhy poľnohospodárskej činnosti vykonávajú niektoré živočíchy?
15 POĽNOHOSPODÁRSTVO. Ľudia po stáročia obrábajú pôdu a chovajú dobytok. No mravce listorezné boli už dávno pred nimi činné ako záhradníci. V komposte, ktorý vyrábajú z lístia a zo svojho trusu, si pestujú huby, ktoré používajú ako potravu. Isté mravce si chovajú ako dobytok vošky, doja od nich sladkú medovicu a stavajú pre ne aj stajne. Mravec semenár uskladňuje semienka v podzemných obilniciach. (Príslovia 6:6–8) Istý chrobák obstriháva stromy mimózy. Pískavka a svište kosia, sušia a ukladajú seno.
16. a) Ako sa liahnu z vajec morské korytnačky, niektoré vtáky a aligátory? b) Prečo je práca samčeka tabona taká náročná a ako ju koná?
16 LIAHNE. Človek stavia inkubátory na liahnutie vajec, ale prišiel na to dosť neskoro. Morské korytnačky a niektoré vtáky kladú vajcia do teplého piesku ako do liahne. Iné vtáky si robia liaheň v teplom sopečnom popole. Aligátory niekedy prikrývajú svoje vajcia tlejúcim rastlinným materiálom, ktorý vytvára teplo. Ale majstrom v tomto odbore je samček tabona morkovitého. Vyhĺbi veľkú jamu, naplní ju rastlinným materiálom a naň navŕši piesok. Kvasiace rastlinstvo vyhrieva hromadu a samička tabona kladie do nej po šesť mesiacov každý týždeň jedno vajce. Po celý ten čas samec kontroluje teplotu v hromade, strkajúc do nej zobák. Či sú mrazy alebo horúčavy, stále udržiava svoj inkubátor na teplote 33 stupňov Celzia tak, že prihŕňa alebo odhŕňa piesok.
17. Ako používajú kraky a chobotnice tryskový pohon a ktoré ďalšie živočíchy to robia tiež?
17 PRÚDOVÝ POHON. Ak dnes cestujeme lietadlom, má pravdepodobne prúdový pohon. Mnoho zvierat sa tiež pohybuje pomocou prúdového pohonu, a to už celé tisícročia. Vynikajú v tom najmä kraky a chobotnice. Nasávajú vodu do zvláštnej komory a potom ju silnými svalmi vypudzujú, čím sa odrážajú dopredu. Prúdový pohon používa aj hlavonožec lodička škrupinatá, hrebenatky, medúzy, larvy vážok, aj niektoré druhy morského planktónu.
18. Uveď niektoré rastliny a živočíchy vyrábajúce svetlo. V akom ohľade je ich svetlo hospodárnejšie než svietidlá zostrojené ľuďmi?
18 OSVETLENIE. Thomasovi Edisonovi sa pripisuje vynález žiarovky. Nie je zvlášť výkonná, lebo stráca energiu vo forme tepla. Svetielka, ktoré zapínajú a vypínajú svätojánske mušky, pracujú hospodárnejšie. Vyrábajú studené svetlo, takže nedochádza k strate energie. Veľmi jasne žiaria početné druhy húb, plesní, baktérií a červov. Jeden z týchto červov, ktorý je larvou amerického chrobáka z čeľade snehuľčíkovitých, vyzerá so svojimi dvoma červenými „reflektormi“ a jedenástimi pármi bielych alebo bledozelených svietiacich „okien“ po oboch stranách tela ako rozsvietený miniatúrny železničný vlak. Mnoho druhov rýb svieti, okrem iných čertúň, veľkozubec, svietivá ryba Myctophum affine, päťpásová svietiaca ryba Bathysidus pentagrammus a hlbinné sleďovité ryby. V morskom príboji svietia a svetielkujú milióny mikroorganizmov.
19. Kto dávno pred človekom vyrobil papier a akým spôsobom jeden z týchto výrobcov papiera izoluje svoj dom?
19 PAPIER. Egypťania ho vyrábali pred tisícročiami. Ale osy a sršne ich oveľa predstihli. Títo okrídlení robotníci rozomieľajú zvetrané drevo a vyrábajú šedý papier, z ktorého si stavajú hniezda. Sršne si vešajú svoje veľké okrúhle hniezda na stromy. Vnútorná stena sa skladá z mnohých vrstiev pevného papiera, ktoré sú od seba oddelené vzduchotesne uzavretými priestormi. To chráni hniezdo pred horúčavou i chladom rovnako účinne ako tehlová stena hrubá 40 centimetrov.
20. Ako sa pohybuje jeden druh baktérií a aký záver z toho vyvodili vedci?
20 ROTAČNÝ MOTOR. Mikroskopické baktérie predstihli človeka o tisícročia v používaní rotačného motora. Jeden druh baktérií má vláskovité výbežky, ktoré sú spolu stočené do tuhej špirály podobnej vývrtke. Touto „vývrtkou“ baktéria točí ako lodnou skrutkou, a tak sa pohybuje dopredu. Dokonca môže aj obrátiť chod svojho motora! Ako to robí, to sa ešte presne nevie. V jednej správe sa uvádza, že baktérie môžu dosiahnuť rýchlosť, ktorá zodpovedá až 50 kilometrom za hodinu, a hovorí sa tam, že „príroda vlastne vynašla koleso“.6 Jeden výskumník dochádza k záveru: „Tým sa uskutočnila jedna z najfantastickejších predstáv biológie: Príroda naozaj vytvorila rotačný motor vybavený spojkou, rotujúcim hriadeľom, ložiskami a rotujúcou prevodovkou.“7
21. Ako niektoré zvieratá, navzájom vôbec nie príbuzné, používajú sonár?
21 SONÁR. Sonár netopierov a delfínov oveľa predstihuje napodobeninu, ktorú vytvoril človek. V zatemnenej miestnosti, cez ktorú sú priečne naťahané tenké drôty, poletujú netopiere, a drôtov sa nedotknú. Ultrazvukové signály, ktoré netopiere vysielajú, sa odrážajú od predmetov a vracajú sa k netopierom, ktoré využívajú ozvenu, aby sa vyhli prekážkam. Sviňuchy a veľryby používajú ten istý systém vo vode. Lelek jaskynný využíva echolokáciu, keď si hľadá nocľah v tmavých jaskyniach a keď ich opúšťa. Nepretržite vyráža ostré cvakavé zvuky, a tými sa necháva viesť.
22. Akým spôsobom pracujú mnohé rozdielne, vzájomne nepríbuzné živočíchy s podobným princípom regulácie výšky, aký sa využíva u ponoriek?
22 PONORKY. Ponoriek bolo veľa už predtým, ako ich vynašiel človek. Mikroskopické mrežovce regulujú svoju váhu pomocou olejových kvapiek vo svojej protoplazme, a tak v mori stúpajú alebo klesajú. Ryby menia svoj vztlak tým, že do svojho plávacieho mechúra naberajú alebo z neho uvoľňujú plyn. Lodička škrupinatá zvaná aj nautilus má vo svojej ulite komory alebo plávacie nádrže. Mení svoj ponor tak, že mení pomer vody a plynu v týchto nádržiach. Sépiová kosť (vápenná vnútorná schránka) sépie obyčajnej obsahuje množstvo dutín. Tento tvor podobný chobotnici mení svoj vztlak tým, že dokáže vytlačiť vodu zo svojho skeletu a do prázdnej dutiny necháva vniknúť plyn. Tým plnia dutiny v sépiovej kosti rovnakú funkciu ako vodné nádrže v ponorke.
23. Ktoré zvieratá sú vybavené orgánmi citlivými na teplo a akú presnosť dosahujú?
23 TEPLOMERY. Od 17. storočia ľudia začínajú vyvíjať teplomery. Ale ich výrobky sú primitívne v porovnaní s teplomermi, ktoré možno nájsť v prírode. Moskyt dokáže svojimi tykadlami vnímať teplotné rozdiely 1/500 stupňa Celzia. Štrkáč má po stranách hlavy prehĺbeniny so zmyslovými bunkami, ktorými môže vnímať zmeny teploty aj o 1/1000 stupňa Celzia. Veľhad kráľovský reaguje za 35 milisekúnd na zmenu teploty o zlomok stupňa. Vták tabon a jeden druh austrálskeho moriaka môžu svojím zobákom presne merať teplotu v rozmedzí pol stupňa Celzia.
24. Aký výrok nám môžu pripomenúť tieto príklady?
24 Keď uvažujeme, v čom všetkom človek napodobnil zvieratá, môže nám prísť na um, že práve čosi také odporúča Biblia: „Dobytka sa spýtaj, poučí ťa, nebeského vtáctva, ono ti to povie, poučia ťa i kroviská zeme, morské ryby rozprávať ti budú.“ — Jób 12:7, 8, EP.
[Otázky]
[Zvýraznený text na strane 152]
Napodobňovanie živých organizmov je také rozšírené, že dostalo i svoje meno
[Nákres na strane 153]
(Úplný, upravený text — pozri publikáciu)
hniezdo chladené odparovaním
využitý vzduch
čerstvý vzduch
spodná voda
[Nákres na strane 154]
(Úplný, upravený text — pozri publikáciu)
1 2 3 4
1 2 3
[Obrázok na strane 155]
vzduchová bublina
[Obrázok na strane 159]
Prierez komorovou ulitou nautila
