Mohli by draci existovat?

Ahoj, vítejte u nového pořadu DirtyBiology, LetsPlayScience. Jednoduše mi pošlete hromadu prapodivných dotazů, které ve vás hlodají. Vybraný dotaz oznámím na konci videa. V komentářích můžete navrhovat řešení, která vyhodnotím a připravím na jejich základě odpověď. Je to o sdílení a vědě, zkrátka zábava. V této první speciální epizodě odpovím na otázku: "Mohli by draci existovat? Jak udělat plameny?" Už první otázka: Jaké palivo?

Navrhli jste spoustu věcí. Zvíře na ovládání by bylo husté a je pravda, že metan je produkován bakteriemi v našem trávicím ústrojí. Bakterie produkující metan jsou všude, v bažinách, mangrovech, sibiřské půdě, v trávicím traktu krav, termitech, vybuchujících velrybách a podmořském dnu. Představme si zvíře, které má stejné bakterie jako my a uchovává plyn v sobě, dokud ho nepotřebuje. S plynem jsou ovšem dvě potíže. Zaprvé – velmi obtížně se zaměřuje. S metanem v žaludku si drak akorát ukrkne ohnivou kouli, která se rozptýlí.

Zadruhé – plynný metan zabírá místo, což lépe pochopíme ze záběrů. Pozor na spoilery. V této scéně Drogon vychrlí neobyčejné množství paliva. Pokud by to byl plynný metan při normálním tlaku, musel by mít daný objem v sobě. A to úplně nesedí. Ještě hůř. Jestli neumí plyn stlačovat, což je při takovém objemu nepravděpodobné, hypotéza plynného metanu padá. Navíc má nízkou hustotu energie.

Množství energie získané z litru metanu je malé a zcela neúčinné k upálení vyděšených vesničanek. Nebo otrokářů. Zkusme odhadnout množství energie nutné ke spálení lidského těla. Tělo vážící 70 kg se z 65 % skládá z vody, takže obsahuje 45 litrů vody. Podle termodynamiky je k odpaření 45 litrů vody potřeba 100 000 kJ. Metan má hustotu energie 0,037 MJ/l, takže na 100 MJ musíte spálit asi 3 kubíky metanu. To je kurevskejch 3 000 litrů. To se do draka jasně nevejde, takže je třeba palivo s vyšší hustotou energie.

Můžeme si říci: "Zkapalníme metan." Kapalný metan je skutečně předmětem pokusů prováděných NASA a SpaceX pro získání raketového paliva pro reaktor Raptor. Vidíme tzv. šokové diamanty – místa, kde má hořící plyn jiný tlak než okolní vzduch kvůli rázovým vlnám periodicky stlačujícím plyn. Problém s kapalným metanem je, že při běžné teplotě a tlaku neexistuje. Ve SpaceX ho museli zchladit na -161,6 °C. Pro draka dost složité. Nápad s kapalinou je dobrý, zamysleme se: Co je přirozeně kapalné a dobře hoří?

Z diagramu hustoty energie vyplývá, že kandidát se nachází v oblasti tuků, alkoholů, esenciálních olejů – molekul snadno vytvářených organismem. Při hoření uvolňují 25 až 35 MJ/l, což je mnohem lepší. Kdo si dělal táborák z eukalyptů, ví, že těkavé sloučeniny v listech a větvích dobře hoří, a australští hasiči vědí, že eukalyptus může při požáru vybuchnout. Rostliny rodu Dictanmus uvolňují tolik olejů, že mohou v horkých dnech vzplanout. Rostliny vyrábí chemicky odlišná paliva se stejnými vlastnostmi: snadno hoří a mají nízkou teplotu hoření, správně řečeno vznícení.

I lněný olej se vzněcuje v kontaktu se vzduchem, zejména s CO2. Tutanchamonova mumie byla nalezena spálená, protože plátno nasáklé olejem po delším kontaktu s CO2 vzplálo a božská mrtvola shořela. Zápalné střely se nejspíš také vyráběly z organických látek – pryskyřic a olejů. Palivo máme: rostlinný či esenciální olej, který drak dokáže nějak vyrobit. Proč ne? Jakmile máme palivo, chybí akorát jiskra. Na to jsou čtyři způsoby, proberu je od nejtrapnějšího k nejhustšímu. První tradiční způsob – drak má pokovené zuby, které při nárazu vykřešou jiskru.

Pokovení orgánu není v přírodě tak vzácné: zinkem vyztužené kladélko vos, čelist mořských červů z atacamitu, zuby chroustnatek z magnetitu. Stačilo by, aby drak synchronizoval plivnutí s křísnutím zubů, a silně foukal, aby si nespálil tlamu. Druhý způsob je hypergolická reakce – při kontaktu dvou tekutin vzniká energie a dochází k hoření. Používají to rakety, ale také prskavci. V kapse na břiše mají směs hydrochinonu a peroxidu vodíku, čímž odpuzují otravné hmyzáky.

Tím, že jim vypálí ksichty. Třetí metoda je elektrický oblouk u tlamy, který palivo zažehne. Elektrický úhoř o 20 kg umí vydat výboj o více než 600 voltech, a tak se dá čekat, že elektrický orgán 250kilového draka dokáže vytvořit dost silný blesk k zapálení kapaliny. Je to nóbl způsob, protože to není drak, ale ELEKTRO drak. Nejpodivuhodnější je poslední metoda, která překvapivě zahrnuje krevetu. Když strašek kudlankový roztáhne klepeta, dosahuje obdobného zrychlení, jako když se vystřelí náboj ráže .22. Před klepety se vytvoří tlak 20 000 P, objeví se kavitační bublina, která po pár milisekundách imploduje a vyzáří světlo a teplo o teplotě 4 700 °C.

A to je víc než dost na zažehnutí našeho paliva. Představme si podobný mechanismus v tlamě draka – třeba jazyk jako pružinu. Naplní si tlamu palivem, mlaskne jazykem a má v ústní dutině fatru. Je to spletité, ale je to sakra badass. Stručně řečeno, je to možné. Máme draka plivajícího olej, který vzplane díky jedné z ukázaných metod. Proč by drak během evolučního vývoje získal takové schopnosti? Jakou reprodukční výhodu to přináší?

Vařené jídlo je zkrátka lepší než syrové. Vařené jídlo se totiž lépe a snadněji tráví. Náš zažívací trakt se smrsknul, od té doby, co ho předci začali jíst, a získané zdroje jsme využili ke zvětšení mozku. Kromě toho vaření ničí toxiny, bakterie a parazity. Článek lakonicky nazvaný "Velcí lidoopi mají radši vařené jídlo" konstatoval, že mezi vařeným a syrovým masem šimpanzi dávali přednost vařenému. Evoluční scénář je následující: drak má jeden z výše uvedených orgánů, ale nepoužívá ho k zapalování kapaliny, ale dejme tomu k lovu nebo žvýkání.

Následkem mutace začnou drakovy buňky produkovat kromě slin i trochu paliva, které dává drobnou výhodu, například snížení rizika infekce v tlamě. Nepatrná výhoda se stane reprodukční výhodou a hořlavé sliny mají zelenou. Představme si, že samičky nakonec dají přednost samcům plivajícím největší oheň. Závod se rozjede a draci skončí s obřími hypertrofovanými slinnými žlázami vytvářejícími olej a ohrožujícími celý svět. Boží. Verdikt: Možné, ale komplikované To je vše pro první díl LetsPlayScience.

Doufám, že se vám koncept líbil! Díly budou obvykle kratší, ale toto téma jsem si připravoval, tak jsem se rozjel. Příští epizoda odpoví na otázku: "Co by se stalo, kdyby se příroda vzbouřila?" Spoléhám na vaše nápady a komentáře, které mi poslouží k vytvoření této epizody. Bez spolupráce to nepůjde, takže neváhejte psát komentáře a nezapomeňte posílat tipy na adresu dirtybiology@gmail.com. Budu rád za seznam otázek, které budu moci použít. Jsem teď taky na Tipeee, takže pokud mě chcete podpořit, běžte na Tipeee a dejte mi třeba, nevím, 10 000 euro, to je minimum... a neváhejte. Závěrečná ilustrace je od Colase Grasseta, což je mimochodem můj bratr.

Všimněte si, jak je skvělá. Jeho další taky tak skvělé ilustrace si můžete prohlédnout na jeho facebooku a tumblr. Běžte mu udělat radost, nic jiného nechce a všechno, co dělá, je skvělé. Další oznámení – jsem na FB stránce Vidéothèque d'Alexandrie, která mapuje kvalitní kanály na téma kultura. Neváhejte se tam mrknout, většina lidí není známá, ačkoli jejich talent je FAT. Vyjmenuju vám tři – Pilote, kanál analyzující seriály, skvělý a vtipný, kanál ProfOkita, který na příkladech z video her vysvětluje vědu.

Dokonalé. A Stručná historie, která vypráví dějiny jako komiks a budete se při tom lámat. To jsou jenom tři mezi spoustou dalších, takže vřele doporučuji jít se tam podívat a ztratit trochu čas objevováním tamních talentů. Děkuji předem za vaše příspěvky, ať už jsou to komentáře nebo maily s praštěnými dotazy, jsem za ně moc rád. Posílám vám turbopusu a uvidíme se příště. Překlad: zizala videacesky.cz