La física en el mundo animal: la jirafa y su "bomba"

Para los humanos, muchos animales parecen familiares, ya no pueden sorprendernos. Pero, de hecho, cualquier organismo vivo en la Tierra es un laboratorio bioquímico completo, que contiene una serie de mecanismos interesantes. Muchos animales ya han sido publicados en Geektimes, pero, por supuesto, lejos de todos.

¿Alguna vez te has preguntado cómo una jirafa bebe agua? ¿Quizás alguien incluso vio a un animal haciendo esto en un zoológico? De hecho, con un cuello tan largo, como una jirafa, simplemente no se puede beber. En su cuerpo hay varios dispositivos que le permiten calmar su sed sin ningún problema cuando lo desee. Exteriormente, todo es simple: el animal extiende sus extremidades anteriores e inclina su cuello, tocando la superficie del agua con sus labios. Lo más interesante está oculto a los ojos del hombre.

Un poco sobre el cuello

El cuello de la jirafa complicaría la vida del animal, si no fuera por una serie de mecanismos de compensación. Por ejemplo, para elevar la sangre a la cabeza varios metros, el corazón del animal aumentó de tamaño, sus paredes se volvieron mucho más gruesas que, por ejemplo, okapi, un pariente cercano de la jirafa. La presión arterial de este animal es dos o incluso tres veces mayor que la presión arterial de una persona. Este corazón pasa unos 60 litros de sangre por minuto, su peso es de 12 kilogramos. La sangre de la jirafa es más espesa y tiene el doble de densidad de células sanguíneas que los humanos. Según algunos científicos, este indicador es uno de los más altos entre todos los animales existentes.

Y aquí aparecen algunos problemas más. Por ejemplo, si no fuera por varios mecanismos de compensación, la presión arterial alta simplemente mataría a la jirafa cuando baja la cabeza. Se bombearía una gran cantidad de sangre a su cerebro. Pero los vasos del cuello tienen válvulas específicas que protegen el cerebro del animal. Un problema similar, solo el signo opuesto, por así decirlo, ocurre cuando una jirafa levanta la cabeza. Esto sucede rápidamente, y si no fuera por otro grupo de mecanismos de compensación, la presión arterial en este momento habría caído dramáticamente. Tal vez esto no hubiera matado al animal, pero habría perdido el conocimiento cada vez que levantas la cabeza a su altura original. Todos los recipientes, de estructura inusual, vienen al rescate, que pueden mantener la presión del animal aproximadamente al mismo nivel.

La jirafa es muy grande. Es el animal más alto del mundo. En el proceso de movimiento, surgen sobrecargas que, en una situación normal, sin adaptar el cuerpo a tales cargas, simplemente matarían lentamente a este animal. Por ejemplo, el agua se acumularía constantemente en sus extremidades. Para prevenir este fenómeno durante sobrecargas en humanos, se usan trajes especiales de un diseño especial. La jirafa tiene su propio "traje" de este tipo, creado por la propia naturaleza durante la evolución. Tiene tejido epitelial fuerte y flexible y tejido conectivo inusualmente elástico.

Las jirafas pueden correr rápido, en caso de necesidad urgente, galopean a una velocidad de 55 km / h, es decir, a distancias cortas pueden escapar de un caballo de carreras. Sin embargo, como regla general, estos animales caminan lentamente, moviendo simultáneamente ambos cascos derechos y luego ambos a la izquierda. Debido a su peso pesado y patas delgadas, las jirafas solo pueden caminar sobre una superficie dura.

¿Cómo bebe una jirafa?

Pero volvamos al agua y al proceso de calmar la sed de estos gigantes. Durante mucho tiempo se creyó que los animales logran beber agua debido al hecho de que crean un área de baja presión en el esófago y el estómago. Por lo tanto, los científicos argumentaron previamente que el agua sale de la fuente por la garganta y luego fluye hacia el esófago y el estómago. De hecho, la jirafa no puede crear un área de baja presión de esta manera.



Es decir, se crea, pero de una manera diferente, gracias a las acciones sincrónicas de varios elementos en el cuello del animal. La epiglotis, por un lado, y los labios del animal, por el otro, están involucrados en este proceso. Inclinándose hacia el agua, la jirafa comprime de manera especial sus labios y comienza a absorber agua, y la "válvula" de la epiglotis se cierra. Luego se cierran los labios y se abre la "válvula" en la epiglotis, lo que permite que el agua se mueva hacia el esófago.

Este proceso se repite una y otra vez. En algún momento, el animal levanta la cabeza y el cuello, y el agua pasa al estómago. Esto se repite varias veces hasta que la jirafa se emborracha. Según los investigadores, se inyecta agua en el cuerpo del animal a una velocidad de aproximadamente 10 km / h. Esto es suficiente para asegurar que el flujo de agua cree presión en la entrada al esófago, de modo que el agua que ya está allí no fluya hacia atrás. En total, alrededor de 5 litros de agua pueden estar en el esófago al mismo tiempo. Cada ciclo de inyección asegura que 300 mililitros de agua ingresen al esófago. En 25 segundos, una jirafa puede realizar hasta 17 de estos ciclos.



Curiosamente, todos estos datos fueron obtenidos por un físico.Philip Binder, quien el año pasado fue a uno de los parques nacionales de Sudáfrica. Observó a los animales durante mucho tiempo, desde muy cerca, para que durante el tiempo de observación pudiera entender exactamente qué sucede en el cuello de una jirafa cuando bebe. Uno de los videos realizados en Phoenix Zoo Zoo en Arizona muestra el proceso de calmar la sed de una jirafa a corta distancia.


Para garantizar el funcionamiento normal del cuerpo, la naturaleza tuvo que aumentar los pulmones de la jirafa durante la evolución para que pudiera respirar a una altura de 3 metros, bombeando aire a los pulmones. Tales huesos, músculos y tejido conectivo han cambiado, porque, como se mencionó anteriormente, la jirafa experimenta constantemente una sobrecarga.

Las jirafas viven en las sabanas de África. Hoy se pueden encontrar solo al sur y sureste del Sahara, especialmente en las sabanas del este y el sur de África. Las poblaciones al norte del Sahara fueron erradicadas por el hombre en la antigüedad: durante la época del antiguo Egipto existían en el Delta del Nilo y en las costas del mar Mediterráneo. Desafortunadamente, en el siglo 20, el rango de jirafas nuevamente disminuyó significativamente. Las poblaciones más grandes de jirafas viven hoy en reservas y reservas.

Source: https://habr.com/ru/post/es399797/