O espermatozoide humano e a baleia cachalote - Aatish Bhatia

Veja a lição completa: http://ed.ted.com/lessons/human-sperm-vs-the-sperm-whale-aatish-bhatia

Viajar é extremamente difícil para os microscópicos espermatozoides. Imagine um ser humano tentando nadar em uma piscina feita de... outros seres humanos. Podemos comparar a jornada de um espermatozoide à de uma baleia cachalote, calculando o número de Reynolds, uma previsão de como os fluidos se comportam, o qual geralmente varia devido ao tamanho do nadador. Aatish Bhatia explora a grande (embora minúscula) jornada dos espermatozoides..

Lição de Aatish Bhatia, animação de Brad Purnell.

Em 1977, o físico Edward Purcell

calculou que se empurrar uma bactéria

e então largá-la,

ela vai parar cerca de um milionésimo
de segundo depois.

Nesse intervalo, ela terá viajado menos

que a metade da largura
de um único átomo.

O mesmo acontece com o espermatozoide

e com muitos micróbios.

Tudo tem a ver com ser bem pequeno.

Criaturas microscópicas habitam
um mundo estranho para nós,

onde atravessar uma gota de água

é um proeza incrível.

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

O que torna o mundo
de um espermatozoide

tão essencialmente diferente

do mundo de uma baleia cachalote?

Para descobrir, precisamos mergulhar

na física dos fluidos.

Eis uma forma de entender isso.

Imagine que você esteja
nadando em uma piscina.

Você e um monte de moléculas de água.

As moléculas de água são muito
mais numerosas que você

em mil trilhões de trilhões para um.

Então, passar por elas

com um corpo gigante é fácil,

mas se você fosse bem pequeno,

digamos, do tamanho
de uma molécula de água,

de repente, é como se você
estivesse nadando

em uma piscina de pessoas.

Em vez de simplesmente dar braçadas

em todas as minúsculas moléculas,

agora cada molécula de água

é como outra pessoa,
a quem você tem de ultrapassar

para chegar onde quer que for.

Em 1883, o físico Osborne Reynolds

descobriu que existe um número simples

que pode prever
o comportamento de um fluido.

É o chamado número de Reynolds

e ele depende de propriedades simples,

como o tamanho do nadador,

sua velocidade,

a densidade do fluido

e a viscosidade

do fluido.

Isso significa que criaturas

de tamanhos bem diferentes habitam

mundos bastante diferentes.

Por exemplo,
por causa de seu enorme tamanho,

uma baleia cachalote habita

o grande mundo do número de Reynolds.

Ao bater sua cauda uma vez,

ela consegue alcançar
uma distância incrível.

Entretanto, os espermatozoides vivem

em um mundo onde
o número de Reynolds é baixo.

Se um espermatozoide parasse
de abanar sua cauda,

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

Para se ter ideia de como seria
para um espermatozoide,

você precisaria reduzir-se

ao número de Reynolds
do espermatozoide.

Imagine-se em uma banheira de melaço,

com seus braços se mexendo

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

e você teria uma boa ideia

do que um esperma teria de encarar.

Então, como os micróbios
conseguem se locomover?

Bem, muitos nem precisam nadar.

Apenas esperam que o alimento
seja levado até eles.

Meio como uma vaca preguiçosa

que espera a grama abaixo
de sua boca crescer novamente.

Mas muito micróbios realmente nadam,

e é aí que adaptações incríveis
entram em cena.

Um truque que podem usar

é mudar o formato de suas nadadeiras.

Flexionando suas nadadeiras
de forma inteligente

para ganhar mais arrasto
no abano de impulso

que no abano de recuperação,

organismos unicelulares
como a paramécia

conseguem avançar lentamente

na multidão de moléculas de água.

Mas existe uma solução ainda mais genial

que bactérias
e espermatozoides encontraram.

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

eles as giram como um saca-rolhas.

Assim como um saca-rolhas
em uma garrafa de vinho

converte o movimento de giro
em movimento para frente,

essas minúsculas criaturas
giram suas caudas helicoidais

para ganharem impulso para frente,

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

Outras estratégias
são ainda mais estranhas.

Algumas bactérias adotam
a tática do "Batman".

Elas usam ganchos de escalada
para se locomoverem.

Elas podem até usar esses
ganchos de escalada

como um tiro de estilingue,
para conseguirem avançar.

Outros usam engenharia química.

O H. pylori vive apenas
no muco viscoso e ácido

dentro de nosso estômago.

Ele libera uma substância química

que dilui o muco ao redor,

permitindo que deslize através dele.

Talvez não seja nenhuma surpresa

que esses caras também
sejam responsáveis

por úlceras estomacais.

Então, quando você olha bem,
bem de perto

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

pode ver todo tipo de criaturas minúsculas

que encontram formas
inteligentes de locomoção

em uma situação pegajosa.

Sem essas adaptações,

as bactérias jamais encontrariam
seus hospedeiros,

e os espermatozoides jamais
conseguiriam chegar aos óvulos,

o que significa que você
jamais teria úlceras estomacais,

mas também jamais teria
nem sequer nascido.