למה השלד שלנו נמצא בפנים? תרגום תוכן, סרטון מערוץ היוטיוב של ד"ר ג'ו הנסון © It's okay to be smart (זה בסדר להיות חכם). הערוץ מעלה סרטונים חינוכיים, בעיקר בנושאים מדעיים. הסרטונים בערוץ נותנים לכם תשובות עמוקות לשאלות פשוטות על המדע והיקום. המארח ג'ו הנסון, PhD. הוא ביולוג מולקולרי, מתקשר מדעי ועיתונאי עטור פרסים.
הסרטון הפעם מסביר מדוע השלד שלנו נמצא בתוך גופנו
קרדיט תמונה: © MART PRODUCTION
השלד שלנו נמצא בתוך גופנו מכיוון שהוא ממלא מספר תפקידים חשובים, כגון:
- תמיכה: השלד מספק תמיכה לגופנו ומאפשר לנו לעמוד, ללכת ולזוז.
- הגנה: השלד מגן על איברינו הפנימיים, כגון המוח, הלב והריאות.
- יצירת תאי דם: השלד מכיל מח עצם, שהוא המקום שבו נוצרים תאי הדם.
- אחסון מינרלים: השלד מאחסן מינרלים חשובים, כגון סידן וזרחן.
הסרטון גם מסביר כיצד השלד שלנו מתפתח במהלך חיינו וכיצד הוא נשמר בריא.
הכוכב של 'משחקי הכס', הפתור ג'וליוס ביורנסון ("ההר"), שבר לאחרונה את שיא העולם בהרמת משקולות בדדליפט עם הרמה של 501 קילוגרם. זה לגמרי מטורף. אבל אם היה לו כוח הרמה של נמלת חותכת עלים, הוא היה מסוגל להרים מכונית מעל הראש ולשאת אותה הביתה. לא רע. ואם להר היה את אותו כוח יחסי כמו לחיפושית הזבל טאורוס סקראב, הוא היה יכול למשוך בואינג 787 דרימליינר טעון במלואו. בהשוואה אלינו, נמלים וחיפושיות זבל ושאר מרימי המשקולות המיניאטוריים של הטבע הם מיוחדים מכיוון שהם מבצעים את מעשי הכוח המדהימים שלהם ללא עצמות. ומסתבר, עבור כל מין עם שלד פנימי כמו שלנו, כדור הארץ הוא בית לכ-20 מינים ללא שלד – ואולי יותר. וזה גרם לי לחשוב.
למה בסוף יש לנו את השלדים שלנו בפנים ולא בחוץ?
שלדים הם קשיחים ווגמישים
היי אנשים חכמים, כאן ג'ו. הגיע הזמן להתמודד עם האמת. אתם בסך הכל בשר, בשק, קשורים לחבורה של סלעים מאורגנים בקפידה. זה בעצם מה שזה אומר להיות חולייתן. ואנחנו חייבים את כל מה שאנחנו ואת כל מה שאנחנו עושים לעצמות שלנו. שלדים הם קשיחים מספיק לזה, וגמישים מספיק לזה. אומרים שאנחנו בנויים עם 206 עצמות, אבל לאחד מכל שמונה מאיתנו יש זוג צלעות נוסף, לחלק מהאנשים יכול להיות אפילו זוג פחות. וזה לא כולל עצמות ססמואידיות בגידים בידיים, ברגליים ובמקומות אחרים. ובאשר לרגליים,
פי שניים יותר עצמות ברגליים מאשר בעמוד השדרה
יש לכם 52 עצמות ברגליים בלבד, פי שניים מאשר בעמוד השדרה. הידיים והרגליים שלנו מכילות יותר ממחצית העצמות בגופנו. תחשבו על כך שהסלעים באצבעותיכם הועברו על ידי שרירים ועצבים כדי לעזור לכם ללחוץ על הסרטון הזה. החמצן שמפעיל את המוח שצופה בזה מוזן על ידי דם שנוצר בעצמותיכם. אתם אפילו מסוגלים לשמוע אותי מדבר הודות לעצמות זעירות באוזניים שלכם.
הידרוקסיאפטיט
כל זה מחלקי גוף שהם בערך 70% מינרלים, עשויים מחומר אנאורגני בשם הידרוקסיאפטיט שהוא קשיח כאשר הוא נדחס, בשילוב עם חלבון גמיש בשם קולגן כדי למנוע מכם להתנפץ. כתוצאה מכך, כ-9 קילוגרמים של עצמות בגוף הממוצע יכולים לעמוד בטון אחד של דחיסה. ובשביל רובנו, הם הדבר האחרון שנשאיר מאחור. עצמות הן די מדהימות. וגם אוס-אום. זהו השורש הלטיני ל"עצם"…
מאיפה הגיעו העצמות?
בכל מקרה… מאיפה הגיעו העצמות? הסיפור הזה חוזר לפחות 1.5 מיליארד שנים. שזה מקום מוזר להתחיל בו כי בעלי חיים… אפילו לא היו קיימים עדיין. אבל באותו רגע, לוחות טקטוניים זזים באלימות שטפו טונות של מינרלים לאוקיינוסים קדומים. המינרלים שיום אחד יהפכו לשלדים. החיים נשארו די רכים במשך זמן מה. חיים רב-תאיים מוקדמים הסתמכו על המים שבהם חיו כדי לתמוך בגופם נטולי השלד. אבל אז, לפני כ-558 מיליון שנה, באמצעות תאונה משמחת של אבולוציה, החיים התפצלו לשניים, ושני סיפורי שלד שונים התחילו. על ענף אחד, יצורים מוזרים החלו לפתח את החלקים המגנים הקשים הראשונים, מבשרי השלדים החיצוניים. וזה הצית מרוץ חימוש של שריון. אורגניזמים ממוגנים חדשים אולי נאכלו פחות,
פיגומים לשרירים ולתנועה
אולי הם היו מוגנים טוב יותר מהאוקיינוס, אבל יצורים קשים חלקית שרדו יותר מחבריהם הרכים, וכמו שאני תמיד אומר, זה מה שחשוב במשחק של הברירה הטבעית. שלדים חיצוניים מוקדמים נעשו מפוארים יותר והתחלנו לראות בעלי חיים עם חלקי פה מרסקים, צבתות וחליפות שריון מלאות. בתקופה זו אנו רואים את פרוקי הרגליים המוקדמים ביותר, הקבוצה הכוללת חרקים וסרטנים מודרניים. אבל על הענף השני, ביצורים רכים דמויי ראשן, משהו אחר קרה. מוטות גב רכים דמויי סחוס החלו להיווצר כדי לספק פיגומים לשרירים ולתנועה. ובחוץ, חלק מהיצורים הדגים האלה פיתחו שריון דמוי בטון. זה היה המבשר של העצם, ובקרוב, החומר הקשה הזה היווה את הבסיס למבנים חדשים כמו לסתות. לסתות גדולות מאוד.
עמוד השדרה הפך למינרלי
מאוחר יותר, שריון מינרלי זה הופנם לאט לאט, ועמוד השדרה המוקדם הזה הפך למינרלי, ויחד אלה הפכו לחלקים המרכזיים של שלד החולייתנים כפי שאנו מכירים אותו. לאורך עידנים, הטבע נתקל בדרכים רבות ושונות של 'הסרת רכות' מאורגניזמים. יש את הליגנין והתאית של צמחים, קונכיות עשירות בסידן של רכיכות ושוניות אלמוגים, ועצמות מינרליות כמו שלנו.
חרקים וסרטנים בונים שלדים חיצוניים
חרקים וסרטנים בונים שלדים חיצוניים העשויים משרשראות של סוכרים שעברו שינוי בשם כיטין. כיטין דומה מולקולרית לתאית שאנו מוצאים בצמחים, אבל הוא קשה ויציב יותר. אם הייתם מתקרבים לקונכייה של לובסטר בקנה מידה מיקרוסקופי, הייתם רואים גבישי כיטין מסודרים כמו ערימות של דיקט. סידורי ננו-מבנה מיוחדים אלה הופכים שלדים חיצוניים מכיטין לקשים להפליא עבור משקלם. וזו הסיבה שחרקים כל כך חזקים ביחס למשקלם… או לגרם שלהם.
אם שלדים חיצוניים כל כך חזקים, למה אין לנו אותם?
כמו רוב הדברים בטבע, ישנם פשרות. בתור התחלה, בחירה בשלד חיצוני משוריין מקשה על גדילה. בכל פעם שלובסטר או תיקן מוכנים לגדול, הם צריכים להשיל את עורם, להשיל את השלד הישן שלהם ולהשאיר אותם רכים ופגיעים במשך ימים או שבועות בזמן שהם מחכים שקונכייה חיצונית חדשה תתקשה. יש גם בעיית משקל. כוח הרגליים של נמלים עובד במסה הזעירה שלהם, אבל הגדלת הנמלה הזו לגודל שלנו תגרום לה להתרסק תחת משקלה שלה. וכמה ימי רגליים נוספים לא יעזרו. מכיוון שכאשר יצור גדל, הנפח והמסה שלו גדלים מהר יותר מכוח הצינורות של רגלי השלד החיצוני החלול שלו. מצד שני, או רגל, השלדים הפנימיים שלנו מספקים חיבורים גדולים יותר לשרירים מאשר שלדים חיצוניים, והעצמות שלנו גדלות עם השרירים שלנו כשאנחנו גדלים ומתחזקים. אבל יש כאן גם גם פשרה.
לסרטונים נוספים מהערוץ של ד"ר ג'ו הנסון עם כתוביות בעברית או תרגום תוכן לעברית לחצו על הקישור כאן.
ד"ר ג'ו הנסון
"המדע הוא מדהים, יש כל כך הרבה לגלות. בואו נגלה דברים ביחד…וכן.. זה בסדר להיות חכמים." ד"ר ג'ו הנסון הוא מחנך, ביולוג וכותב מדע מאוסטין, טקסס, ארצות-הברית. להנסון דוקטורט בביולוגיה מאוניברסיטת טקסס. הנסון הוא היוצר / כותב/ מנחה של ערוץ היוטיוב 'זה בסדר להיות חכם', ערוץ עטור פרסים של סטודיו 'פי בי אס' (PBS Digital Studios) (הפקה שעובדת עם יוצרים ומפיקים באינטרנט) הערוץ הינו ערוץ חינוכי המעלה שאלות מעניינות בנושאים שונים כמו: למה אנחנו צוחקים? למה יש מילים שאנחנו שוכחים לפעמים? למה אנחנו מגרדים? ועוד הרבה..
המדע ישפיע על חיי כולנו
ד"ר הנסון שואף להראות לעולם את כל הדברים המדהימים של המדע והוא עושה זאת בדרכים לא שגרתיות. לפי הנסון בעתיד המדע ישפיע על חיי כולנו והעתיד כבר כאן. אבל לא מספיק אנשים לוקחים חלק בעתיד הזה ומעט מדי אנשים לוקחים חלק במדע. הנסון אומר שבלי אשתו ושני הכלבים שלו, כל זה לא היה אפשרי. בנוסף לערוץ היוטיוב שלו, יש להנסון חשבון טוויטר, אינסטגרם, פייסבוק, לינקדאין ואתר בלוג בו הוא כותב, מעלה תמונות וסרטונים.
