Vedátor 2 + 1: Malé monštrá

Keď stúpa tlak

Hlbokomorské živočíchy majú špeciálne vlastnosti, ktoré im pomáhajú vyrovnať sa s obrovským tlakom vody.

Atmosféra na našej planéte pôsobí na zemský povrch určitou tlakovou silou. Tento tlak vzduchu nazývame atmosférický a závisí od nadmorskej výšky, veľkosti tiažového zrýchlenia, hrúbky, teploty a hustoty atmosféry v mieste merania.
Ľudia bežne žijú v tzv. normálnej hladine tlaku vzduchu, ktorá má hodnotu jednej atmosféry, teda približne 100-tisíc pascalov. Tomu sa prispôsobil aj náš organizmus. Tlak vzduchu nie je stály a mení sa s nadmorskou výškou, čo pociťujeme napríklad pri lietaní alebo vo výťahoch v mrakodrapoch. Počas letu či výstupu výťahom máme možnosť rozdiel tlakov priebežne vyrovnávať. Najmä vnútorné ucho býva pri zmene tlaku mimoriadne citlivé. Keď k takejto rýchlej zmene dôjde, nastane na bubienkoch nerovnováha. Dochádza k ich napnutiu (blana reaguje na rozdiel tlakov), čo môžeme cítiť ako ostrú bolesť.
Ako to zastaviť? Vnútorné ucho je prepojené s nosnou dutinou cez tzv. Eustachovu trubicu. Tá sa pootvorí napríklad pri prežúvaní alebo prehĺtaní a umožní vyrovnanie tlakov. Funguje aj postup: nadýchnuť sa, zapchať si nos, zatvoriť ústa a opatrne skúsiť vydýchnuť – zvýšený tlak trubicu pootvorí.
Väčší problém s tlakom nastáva vo vode. Ak sa ponoríme do hĺbky 10 metrov, tlak vody je jedna atmosféra a k tomu treba pripočítať jednu atmosféru tlaku vzduchu nad vodou. A čo viac, každých desať metrov stúpa tlak o ďalšiu jednu atmosféru. V hĺbke tisíc metrov je tak stonásobný tlak v porovnaní s povrchom. Ako sa to dá prežiť?
Tlak spôsobuje rôzne problémy. Bežný človek tlačí nohami na zem asi tlakom 1/5 atmosféry. Ak sa postavíme na rajčinu, rozpučíme ju. Ak ju ponoríme do hĺbky dvoch metrov, čomu zodpovedá približne takýto tlak, nič sa jej nestane. Prečo? Lebo tlak na ňu tlačí rovnako zo všetkých strán. Ak sa nadýchneme na povrchu a ponoríme sa do hĺbky desať metrov, cítime, ako sa nám voda snaží stlačiť hrudný kôš. Ak sa ponoríme o ďalších pár desiatok metrov, ide o poriadnu bolesť. Vedci nepoznajú presnú hĺbku, kedy pľúca implodujú, no rekordy v hĺbkovom ponáraní sú vyše 100 metrov.
Tlaku musia odolávať aj tkanivá a látky v telách rýb a iných morských živočíchov. Tlak stoviek atmosfér totiž vplýva napríklad aj na proteíny v ich telách. Tie sú však chránené látkou trimetylamín-N-oxid (TMAO) a čím hlbšie živočíchy žijú, tým viac jej majú. Zároveň táto látka pomáha udržiavať nerovnováhu medzi slanosťou vody (asi 3 %) a vnútorného prostredia rýb (asi 1 %). Ryby by, samozrejme, dopĺňaním ďalšieho TMAO nedokázali prežiť akýkoľvek tlak. Existujú určité fyziologické limity a pri ich prekročení začne osmotický tlak poškodzovať ostatné orgány. Podľa výpočtov umožní maximálna možná koncentrácia tejto látky prežiť rybám hĺbku až 8,2 km (tlak 800 atmosfér). Najhlbšie žijúcou doposiaľ objavenou rybou je Pseudoliparis swirei (na obrázku hore je CT sken ryby s požitým kôrovcom), pozorovali ju v hĺbke 8 178 metrov pri dne Mariánskej priekopy.

Zvuky hladu

Pokračovanie článku si môžete prečítať v časopise Quark 2/2020. Ak chcete mať prístup k exkluzívnemu obsahu pre predplatiteľov, prihláste sa. Ak ešte nie ste naším predplatiteľom, objednajte si predplatné podľa vášho výberu tu.

Samuel Kováčik
Foto UW, Pixabay
Viac podobných článkov nájdete na stránke vedator.space.

Komentáre