معلومة

ما هي السرعة التي يمكن أن يركض بها الإنسان؟

ما هي السرعة التي يمكن أن يركض بها الإنسان؟



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

أنا عداء (عبر الضاحية) وأنا دائمًا مندهش من مدى سرعة العدائين الأولمبيين. هناك الكثير من الضجيج حول أن أولئك الموجودين في سباق 100 متر هم الأسرع في العالم ، ونحن نشهد باستمرار انخفاض الوقت لمسافة 100 متر. لكن هل هناك حد؟ ما هي السرعة التي يمكن أن يعمل بها الإنسان ، مدفوعًا فقط بطاقته (أي بدون أي مساعدة خارجية)؟


إجابة أقدم تشير إلى الإنجازات الفسيولوجية للإنسان القديم ، ولماذا الإنسان الحديث جبناء جعلني أبحث عن ورقتين عن سرعات الجري منذ فترة. أحد الأمثلة المستخدمة لدعم القول بأن البشر المعاصرين هم "جبناء" هو دراسة آثار أقدام قديمة متحجرة من أستراليا ، والتي تدعي أن الأفراد الذين صنعوا آثار الأقدام كانوا يركضون بالقرب من أوقات الأرقام القياسية الأولمبية. تحاول دراسات البصمة (Webb ، 2007) أساسًا وصف البشر الذين أنشأوا مسارات البصمة ، وتحاول أيضًا حساب السرعات التي كانوا يعملون بها. بالنسبة لأحد الأفراد (T8) ، تبلغ سرعة الجري المقدرة 37 كم / ساعة (أي 10.3 م / ث). يبدو أن التفسير الذي قدمه بيتر مكاليستر في كتابه Manthropology (لم أقرأ الكتاب) هو أن هؤلاء الأفراد حفاة القدمين الذين يركضون على الوحل يمكن أن يتفوقوا بسهولة على العدائين الحاليين ، خاصةً مع التدريب وعلى مضمار مطاطي (انظر أيضًا مقالة huffintonpost في الكتاب). إذا كانت التقديرات في Webb (2007) قريبة من الدقة ، فيبدو أن الرياضيين المعاصرين المدربين على أعلى مستوى ربما لم يكونوا قد وصلوا إلى حافة ما هو ممكن بشريًا عندما يتعلق الأمر بالسرعات القصوى.

هناك أيضًا دراسة ميكانيكية حيوية حول سرعات الجري البشرية المحتملة (Weyand et al. ، 2010) والتي من المحتمل أن تجدها مثيرة للاهتمام. تبحث هذه الورقة في عوامل مثل المشية والوقوف وتطبيق القوة وما إلى ذلك ، وتتضمن قيمًا تقديرية تجريبية من 10 مواضيع لمناقشة حدود السرعة البشرية. وخلصوا إلى أن السرعات البشرية (الطبيعية) من المحتمل أن تكون محدودة بـ 50 كم / ساعة (كمرجع: السرعة القصوى لبولت خلال 9.58 WR كانت ~ 44 كم / ساعة).

وبالتالي ، فإن سرعات الجري البشرية التي تزيد عن 50 كم / ساعة من المرجح أن تكون مقتصرة على عوالم الخيال العلمي ، وليس بشكل لا يمكن تصوره ، المنشطات الجينية.

ينظرون أيضًا إلى سيناريوهات مختلفة مثل أشر إلى مدى أهمية طول الطرف للسرعة القصوى:

ثانيًا ، يمكن للأطراف التي تطول من خلال التطور أو ربما اصطناعيًا أن تزيد بشكل كبير من سرعة الجري القصوى التي تم تحقيقها في أقل فترة لتطبيق قوة القدم على الأرض. على سبيل المثال ، قد تؤدي زيادة طفيفة نسبيًا في طول الساق بمقدار 10 سم إلى زيادة أطوال التلامس بمقدار 9 سم والسرعات القصوى للأشخاص الذين تم اختبارهم هنا من 9.1 إلى 9.8 م / ث.

بشكل عام ، العوامل المهمة لأقصى سرعة في الحيوانات هي قوة رد فعل الأرض و وقت الاتصال الأرضي. دراسة سابقة قام بها Weyand et al. (2002) أظهر أيضًا كيف أن العدائين البشريين الأسرع عمومًا لديهم أوقات تلامس أرضي أقصر مقارنةً بالعدائين الأبطأ. كعرض جانبي ، يبدو أن هذا يتناقض مع الفهود ، التي لديها أوقات تلامس أرضية أطول من الكلاب السلوقية ، بينما لا تزال أسرع بكثير (Hudson et al. 2012 والملخص الشائع).

انظر إلى هذين المثالين المثيرين للاهتمام ونقطة بداية. هذه ليست منطقتي ، ولا أعرف الأدب جيدًا.


سرعة القدم

سرعة القدم، أو سرعة العدو، هي السرعة القصوى التي يمكن للإنسان أن يركض بها. يتأثر بالعديد من العوامل ، ويختلف بشكل كبير بين السكان ، وهو مهم في ألعاب القوى والعديد من الألعاب الرياضية ، مثل كرة القدم ، وكرة الرجبي ، وكرة القدم الأمريكية ، وألعاب المضمار والميدان ، والهوكي الميداني ، والبيسبول ، وكرة السلة.


يمكن أن تقتل الثعابين الإنسان في دقائق وتبتلعها في غضون ساعة

تظهر الصور الجرافيكية اكتشاف مزارع مفقود داخل ثعبان عملاق في إندونيسيا.

يمكن أن تقتل الثعابين الشبكية وتبتلع شخصًا في حوالي ساعة. (الصورة: Daria_Serdtseva، Getty Images / iStockphoto)

طول الوقت المستغرق لمشاهدة حلقة من ألعاب عروش هو كل ما يتطلبه الثعبان الشبكي لقتل وابتلاع إنسان.

يأتي الموت بسرعة ، كما يشير الأستاذ الدكتور هاري و. غرين من جامعة كورنيل. الثعبان الشبكي ، وهو أطول أنواع الثعابين الحية في العالم ، عبارة عن عوائق ، مما يعني أنها تلتف حول فرائسها وتضغط عليها حتى تموت في غضون دقيقتين فقط. يستغرق البلع معظم الوقت.

قال غرين: "سيكون من الصعب للغاية بالنسبة لي أن أنقذ حياتي بدون مساعدة". "لن يستغرق الأمر وقتًا طويلاً وسيكون مروعًا."

حدث مثل هذا الكابوس في وقت سابق من هذا الأسبوع ، عندما ابتلع ثعبان شبكي يبلغ طوله 23 قدمًا مزارعًا إندونيسيًا بالكامل. قال غرين إنه نادر الحدوث في ذلك الجزء من العالم ، لكنه لم يسمع به من قبل. وقال إن هناك أمثلة لأشخاص أكلتهم ثعابين شبكية ، لا سيما في جزيرة سولاويزي حيث أكل أكبر سالوبيرو البالغ من العمر 25 عامًا.

لسوء الحظ ، يتناسب البشر مع النظام الغذائي العام الثقيل للثدييات من الثعبان الشبكي ، والذي يمكن أن ينمو بين 20 و 25 قدمًا. تشير موسوعة غينيس للأرقام القياسية إلى أن ثعبان شبكي اسمه ميدوسا ، يعيش في مدينة كانساس سيتي بولاية ميسوري ، يحمل لقب أكبر ثعبان في العالم على الإطلاق في الأسر بطول يزيد عن 25 قدمًا. غالبًا ما تأكل الثعابين الرئيسيات ، بما في ذلك القرود ، وأحيانًا إنسان الغاب ، ونادرًا ما يأكل الناس.

تعض الثعابين أولاً وتهاجم الإنسان بطريقتين: 1. يمكن للأفعى المذهولة أن تعض كشكل من أشكال الدفاع 2. يكمن الثعبان خلسة في الانتظار على طول مسار اللعبة أو حواف الممرات المائية أو أي مكان آخر قد يجدون فيه فريسة غير متوقعة . وذكرت شبكة سي بي إس يوم الخميس أن قرويين قالوا إن أكبر تعرض لهجوم من الخلف.

لدغة الثعابين الشبكية أولاً. بعد ذلك ، قال غرين ، "حرفياً في غضون ثوانٍ قليلة ،" ستلف لفائفها القوية حول جسم الشخص ، وتقطع الدورة الدموية عن الدماغ ، وتغلق المسالك الهوائية وتمنع الصدر من التوسّع. وقال إنه من أحد هذه الأسباب أو جميعها ، سيموت الشخص بسرعة.

نشرت Tribun Timur مقطع فيديو لأشخاص يقطعون الثعبان ليلاً. يحتشد الناس حول جلد الثعبان و # 39 شد للخلف ، ليكشف عن جسم سليم مستلق على جانبه. (الصورة: لقطة شاشة)

قال ستيفن ريسيل ، الأستاذ في كلية أتلانتيك ، إن "الثعابين الكبيرة حيوانات قوية بشكل لا يصدق ولديها عضلات ضخمة للتحرك والأكل والانقباض". "يمكنهم بالتأكيد أن يحزموا قوة هائلة لأنهم يتقلصون."

ثم يأتي البلع. يمكن أن تبتلع الثعابين البشر لأن فكها السفلي مرتبط بشكل غير مباشر بجمجمتها ، مما يسمح لها بالتمدد. أيضًا ، يتفكك الفك السفلي للثعبان ، مما يسمح له بالانفتاح بشكل أكبر. يقدر جرين أنه على مدار ساعة تقريبًا ، كان الثعبان يمشي بأسنانه على جسم الإنسان حتى يصبح داخل معدة الحيوان تمامًا.

قال جرين إن جسد الشخص سيهضمه حمض معدة الثعبان.

لم تكن وفاة أكبر ، كما لاحظ غرين ، هي الأولى. في دراسة أجراها مع توماس إن هيدلاند ، وجد جرين أن ثعابين شبكية قتلت ما لا يقل عن ستة صيادين فلبينيين من عام 1934 إلى عام 1973. ذات مرة ، ذهب ثعبان إلى منزل من القش ، وقتل طفلين وابتلع أحدهما عندما عاد إلى المنزل وقتل الأفعى بسكين البولو.

وجدت الدراسة أنه من الشائع جدًا أن يتعرض البشر للهجوم بواسطة الثعابين الشبكية. من بين ما يقرب من 60 من الصيادين وجامعي الثمار الذين تمت مقابلتهم ، تعرض أكثر من ربعهم لهجوم من قبل ثعبان وكان لديهم لدغات وندوب لإثبات ذلك. في أغلب الأحيان ، كانوا قادرين على الهروب باستخدام سكين أو بندقية.

قال غرين ، الأستاذ الفخري في قسم علم البيئة وعلم الأحياء التطوري في جامعة كورنيل ، إن حالة أكبر خاصة لأن هناك دليلًا مصورًا على سحب جسده من الثعبان. قال ، في العادة ، لا نسمع عن أشخاص يؤكلون لأن الثعابين نادرًا ما تترك جثة كأثر. يمكن للحيوانات هضم اللحم والعظام.


14 حقائق ممتعة عن تركيا

قد يُطلق على يوم الخميس المقبل رسميًا عيد الشكر ، لكنكم جميعًا تعرفون ما هو عليه بالفعل & # 8211 يوم تركيا! لكن ما مدى معرفتك حقًا ميليجريس جالوبافو، الديك الرومي البري الذي اشتُق منه الإصدار المستأنس ، الذي يُحتمل أن يكون على طبقك؟

1) الأتراك أكثر من مجرد دجاجات كبيرة & # 8211 أكثر من 45 مليون سنة من التطور تفصل بين النوعين.

2) تم اصطياد الديك الرومي البري على وشك الانقراض بحلول أوائل القرن العشرين ، عندما وصل عدد السكان إلى حوالي 30000 طائر. لكن برامج الاستعادة في جميع أنحاء أمريكا الشمالية رفعت الأعداد إلى سبعة ملايين اليوم.

3) هناك ستة أنواع فرعية من الديك الرومي البري ، جميعها موطنها أمريكا الشمالية. كان الحجاج يصطادون ويأكلون تركيا البرية الشرقية ، M. gallopavo silvestris، والتي تضم اليوم نطاقًا يغطي النصف الشرقي من الولايات المتحدة ويمتد إلى كندا. هذه الطيور ، التي تسمى أحيانًا غابة الديك الرومي ، هي الأكثر عددًا من بين جميع سلالات الديك الرومي ، ويبلغ عددها أكثر من خمسة ملايين.

4) قام الأزتك بتدجين سلالات أخرى ، M. غالابافو جالوبافو، والديك الرومي المكسيكي الجنوبي ، والإسبان جلبوا تلك الديوك الرومية إلى أوروبا. ثم أعاد الحجاج العديد من هذه الديوك الرومية المحلية إلى أمريكا الشمالية.

5) يُطلق على ذكر الديوك الرومية & # 8220 gobblers & # 8221 بعد المكالمة & # 8220gobble & # 8221 التي يجرونها للإعلان عن أنفسهم للإناث (والتي تسمى & # 8220hens & # 8221) وتتنافس مع الذكور الآخرين. تشمل أصوات الديك الرومي الأخرى & # 8220 purrs ، & # 8221 & # 8220yelps & # 8221 و & # 8220kee-kees. & # 8221

6) يزن اللامع البالغ من 16 إلى 22 رطلاً في المتوسط ​​، وله لحية من الريش المعدل على صدره يصل طوله إلى سبع بوصات أو أكثر ، وله نتوءات حادة على ساقيه للقتال. الدجاجة أصغر حجمًا ، وتزن حوالي 8 إلى 12 رطلاً ، وليس لها لحية أو نتوءات. كلا الجنسين لهما سنود (ملحق خشن على الوجه) ، ووت (قطعة حمراء متدلية تحت الذقن) وقليل من الريش على الرأس.

7) أظهرت الدراسات أن طول سنود يرتبط بصحة ذكر الديك الرومي. بالإضافة إلى ذلك ، أجريت دراسة عام 1997 في مجلة بيولوجيا الطيور وجد أن إناث الديوك الرومية تفضل الذكور الذين لديهم سنود طويلة ويمكن أيضًا استخدام طول سنود للتنبؤ بالفائز في المنافسة بين رجلين.

8) يمكن تحديد جنس الديك الرومي & # 8217s من فضلاته & # 8211 تنتج الإناث أنبوبًا حلزونيًا والإناث & # 8217 أنبوب على شكل حرف J.

9) يمكن للأتراك الركض بسرعات تصل إلى 25 ميلاً في الساعة والطيران بسرعة 55 ميلاً في الساعة.

10) ستتجمع مجموعة من ذكور الديوك الرومية معًا لمحاكمة الإناث ، على الرغم من أن عضوًا واحدًا فقط من المجموعة يمكنه التزاوج.

11) عندما تكون الدجاجة جاهزة لصنع ديوك رومي صغيرة ، فإنها تضع ما يقرب من 10 إلى 12 بيضة ، بيضة واحدة يوميًا ، على مدار أسبوعين تقريبًا. سيحتضن البيض حوالي 28 يومًا قبل الفقس.

12) يأكل صغار الديوك الرومية ، التي تسمى poults ، التوت والبذور والحشرات ، في حين أن البالغين لديهم نظام غذائي أكثر تنوعًا يمكن أن يشمل الجوز وحتى الزواحف الصغيرة.

13) هناك نوع واحد آخر من الديك الرومي ، الديك الرومي ذو العيون (Meleagris ocellata) ، والتي يمكن العثور عليها في شبه جزيرة يوكاتان في المكسيك.

14) لم يقترح بنجامين فرانكلين أبدًا الديك الرومي كرمز لأمريكا ، لكنه امتدحها ذات مرة على أنها & # 8220a طائرًا أكثر احترامًا & # 8221 من النسر الأصلع.


3. lsquoHelp! ساقي مشتعلتان! & rsquo

سبب: يؤدي تراكم المستقلبات في عضلاتك إلى إرسال إشارات إلى عقلك

حادثة: سباقات أميال أو 5 كيلومترات ، ارتفاعات سريعة أو سباقات سريعة

مضاد سمي: تمارين قصيرة وسريعة

تخيل الانزعاج العضلي الحارق الناتج عن التمرين الشاق ، لكن ركز بالكامل على إبهامك. هذا هو الإحساس الغريب الذي عاشه 10 متطوعين محظوظين في مختبر جامعة يوتا بالولايات المتحدة في عام 2014 ، عندما قام فريق بحث بقيادة الأستاذين آلان لايت وماركوس أمان بحقن مزيج من المستقلبات وندش المواد الكيميائية الثانوية التي تتراكم في عضلاتك أثناء المجهود المكثف & ndash في إبهامهم. كانت النتائج غير عادية: لقد خلقوا إحساسًا بالتعب لدى الأشخاص الذين لم يحركوا عضلة.

لعقود من الزمان ، تحدث العلماء والرياضيون عن & lsquolactic acid burn & rsquo الناجم عن التمرين المكثف. عندما تمارس الجري بقوة ، تصل في النهاية إلى نقطة حيث يقوم نظام الطاقة الهوائية الخاص بك & ndash بإمداد الوقود فائق الكفاءة الذي يعتمد على الأكسجين الذي يتم توصيله عن طريق القلب والرئتين & ndash يمكن & rsquot توفير الطاقة لعضلاتك بسرعة كافية. أنت تتحول بدلاً من ذلك إلى مصادر الطاقة اللاهوائية (الخالية من الأكسجين) ، والتي توفر الوقود الذي تشتد الحاجة إليه ولكن أيضًا تولد الأيضات التي تتراكم في عضلاتك. أحد هذه المستقلبات هو ، في الواقع ، اللاكتات (جزيء يرتبط ارتباطًا وثيقًا بحمض اللبنيك). ولكن على الرغم من سمعته السيئة ، فإن اللاكتات ، بمفرده ، لا تجعلك متعبا.

حاول لايت وآمان حقن متطوعيهما بثلاثة مستقلبات مختلفة: اللاكتات والبروتونات (التي تجعل عضلاتك أكثر حمضية) والأدينوزين ثلاثي الفوسفات ، وهو شكل من أشكال الوقود الخلوي. عندما تم حقن المواد الكيميائية بمفردها أو في أزواج ، لم يحدث شيء. ولكن عندما قاموا بحقن الثلاثة معًا & ndash bingo! في البداية ، أبلغ الأشخاص عن مشاعر تشبه & lsquofatigue & rsquo و & lsquoheaviness & rsquo في إبهامهم ، على الرغم من أنهم كانوا جالسين. بعد ذلك ، عندما قام الباحثون بحقن مستويات مستقلب أعلى تتوافق مع التمرين الشامل ، تحولت الأحاسيس إلى ما يسمى بالحرق اللبني ، وكل ذلك تم إنشاؤه في أنبوب اختبار.

تظهر هذه النتائج أنه بغض النظر عن شعورك ، فإن عضلاتك لا تتحلل بواسطة حمض اللاكتيك. لا يحدث ذلك إلا عندما تكتشف مستقبلات خاصة في عضلات ساقيك مجموعة معينة من المستقلبات التي تطلق إشارة استغاثة تنتقل عبر الحبل الشوكي ، والتي يفسرها دماغك على أنها إحساس بالحرقان. حل واحد؟ درب المستقبلات على أن تكون أقل حساسية بقليل من خلال تحفيزها بشكل متكرر في التدريب. & lsquo في المرة الأولى التي تقوم فيها بفواصل زمنية بعد موسم الركود ، تعتقد أنك & rsquore تحتضر ، & rsquo تلاحظ أمان. ولكن بعد تمرين واحد أو اثنين فقط ، يشعر lsquoit بالفعل بأنه أفضل قليلاً & rsquo.


العلم السريع: ما مدى سرعة رد الفعل؟

مقدمة
فكر بسرعة! هل سبق لك أن لاحظت أنه عندما يقوم شخص ما برمي كرة لينة عليك بشكل غير متوقع ، فإنك تحتاج إلى القليل من الوقت قبل أن تتمكن من التحرك لالتقاطها (أو البط)؟ هذا لأنه عندما ترى عيناك إشارة واردة مثل الكرة اللينة ، يحتاج عقلك أولاً إلى معالجة ما يحدث & mdashand من ثم يمكنك اتخاذ إجراءات. في هذا النشاط ، يمكنك قياس الوقت الذي تستغرقه لتتفاعل ، ومقارنة أوقات رد الفعل مع أصدقائك وعائلتك.

خلفية
قد لا تدرك ذلك ، ولكن عندما تلتقط حواسك أدلة من العالم الخارجي ورائحة خبز الكعك ، ولون إشارة التوقف ، rrrring! المنبه و mdashit يستغرق جزء من الثانية حتى تتعرف على هذه الإشارة وتستجيب. خلال ذلك الوقت ، يتلقى دماغك معلومات من حواسك ، ويحدد مصدرًا محتملًا ، ويسمح لك باتخاذ الإجراءات. يُطلق على الجزء المكدس من الثانية وقت رد الفعل.

يعلمك هذا النشاط وقت رد فعل دماغك ، ولكنه يعتمد أيضًا على قوانين الفيزياء. على وجه التحديد ، يمكنك حساب وقت رد الفعل باستخدام مخططنا المفيد ، والذي يعتمد على مدى سرعة سقوط المسطرة. كيف نعرف مدى سرعة سقوط حاكمك؟ تسحب الجاذبية جميع الكائنات نحو مركز الأرض بنفس السرعة. إذا كنت ترغب في تجربة ذلك في المنزل ، فحاول إسقاط كرة تنس وكرة سلة من نفس الارتفاع: يجب أن يصطدم كلاهما بالأرض في نفس الوقت!

المواد
و middot المسطرة (بوصة أو متري)
و middot ورق
و middot قلم
و middot الجدول في الأسفل)

السطر حيث الشريك مقروص المسطرة
(بوصة | سم)
وقت رد الفعل
(ثواني | مللي ثانية)
2 بوصة. 5 سم. 0.1 ثانية 100 مللي ثانية.
4 بوصة. 10 سم. 0.14 ثانية. 140 مللي ثانية.
6 بوصة. 15 سم. 0.17 ثانية 170 مللي ثانية.
8 بوصة. 20 سم. 0.2 ثانية. 200 مللي ثانية.
10 بوصة. 25.5 سم 0.23 ثانية. 230 مللي ثانية.
12 بوصة. 30.5 سم 0.25 ثانية. 230 مللي ثانية.
17 بوصة. 43 سم. 0.3 ثانية 300 مللي ثانية.
24 بوصة. 61 سم. 0.35 ثانية 350 مللي ثانية.
31 بوصة. 79 سم. 0.4 ثانية 400 مللي ثانية.
39 بوصة. 99 سم. 0.45 ثانية 450 مللي ثانية.
48 بوصة. 123 سم. 0.5 ثانية 500 مللي ثانية.
69 بوصة. 175 سم. 0.6 ثانية. 600 مللي ثانية.


تحضير
& bull تحتاج إلى استخدام بعض مهارات الرياضيات في هذا التحدي. لتسهيل الأمور ، قدمنا ​​مخططًا ، أعلاه ، يمكنك طباعته أو نسخه على قطعة من الورق. القاعدة الأساسية: 100 ميلي ثانية تترجم إلى حوالي بوصتين أو خمسة سنتيمترات.
& bull على ورقة نظيفة ، اكتب اسم كل شخص و mdash بما في ذلك نفسك و [مدش] الذي سيشارك في هذه التجربة. أنت بحاجة إلى شخصين فقط لهذا النشاط ، ولكنه أيضًا رائع للمجموعة. اترك خمس مسافات أسفل كل اسم.

إجراء
& bull أمسك المسطرة رأسيًا بحيث تتدلى النهاية الصفرية لأسفل.
& bull اطلب من شريكك الوقوف بجوارك ووضع يده تحت خط الصفر للمسطرة ، جاهزًا للقبض على المسطرة عندما تسقط عن طريق الضغط عليها بين إبهامه وسبابته. يجب أن تكون أصابع شريكك مجرد أسفل المسطرة ، ولكن أقرب ما يمكن إلى الحافة السفلية دون لمسها أو تداخلها.
& bull أخبر شريكك أنك ستعد من واحد إلى خمسة وستسقط المسطرة في مرحلة ما أثناء العد. سيحتاج شريكك إلى إمساك المسطرة بأسرع ما يمكن ، مع الضغط على المسطرة بين أصابعه.
& bull عد من واحد إلى خمسة وقم بإسقاط المسطرة في مرحلة ما
& bull يجب أن يمسك شريكك المسطرة ويقرصها. ما مدى سرعة تصرف شريكك؟ هل قرصة أصابع شريكك بالقرب من خط الصفر؟
& bull اكتب السنتيمتر أو البوصة حيث ضغطت أصابع شريكك على المسطرة.
& bull احسب المدة التي استغرقها شريكك للرد باستخدام الرسم البياني المقدم. هل كان شريكك بالسرعة التي كنت تعتقد؟
& bull كرر الانخفاض أربع مرات لشريكك ، وقم بتسجيل القياس في كل مرة. هل تغير وقت رد فعل شريكك؟ هل أوقات رد الفعل الخمس مختلفة؟ تختلف عند إسقاط المسطرة: على سبيل المثال ، يمكنك أن تسقط العد لخمسة أولاً ، ثم تسقط على اثنين.
& bull قم بتبديل المهام وحاول اللحاق عندما يسقط شريكك المسطرة ، ثم قارن نتائجك بالآخرين. هل معظم الناس لديهم رد فعل مماثل؟ هل كبار السن أسرع من الشباب؟ هل البنات أسرع من الأولاد؟
& bull يمكنك أيضًا تجربة بعض الاختلافات: ماذا يحدث عندما تخبر شريكك عن موعد إسقاط المسطرة؟ هل يتحسن وقت رد الفعل مع الممارسة؟
&ثور إضافي: مضطرب ، أي شخص؟ كرر هذا النشاط وقارن النتائج عند استخدام يدك المهيمنة و mdashthe اليد التي تكتب بها & mdashand عندما تستخدم يدك الأخرى. هل هناك فرق بين اليدين؟
&ثور إضافي: ضع في اعتبارك إضافة أصوات ومشاهد أخرى مشتتة للانتباه و mdashs مثل تشغيل جهاز التلفزيون أو تشغيل وإيقاف تشغيل مصباح يدوي وأثناء النشاط. هل تتباطأ استجاباتك مع وجود الكثير من الإشارات الحسية؟


الملاحظات والنتائج
هل تمسكت أنت وشريكك بالمسطرة عادة بحوالي 15 سم (ست بوصات)؟ مالذي اخذ كل هذه الوقت؟

في المتوسط ​​، يستغرق وقت التفاعل ما بين 150 و 300 مللي ثانية. إذا كان هذا يبدو وكأنه وقت طويل ، فكر في مقدار ما يجب أن يحدث لك للرد. عندما ترى عينك سقوط المسطرة ، تنتقل المعلومات من الخلايا الحسية المسماة الخلايا العصبية من العين إلى القشرة البصرية للدماغ ، وهي منطقة مخصصة لفهم ما تراه. بعد ذلك ، القشرة الحركية و mdasht جزء من الدماغ الذي يوجه الحركة و mdashhas لإرسال إشارات على طول الحبل الشوكي والذراع واليد وعضلات الإصبع ، ويطلب منهم الاستجابة في التسلسل الصحيح للقبض على المسطرة و [مدش]بسرعة! يحدث هذا كثيرًا في أقل من نصف ثانية وهو إنجاز رائع جدًا!

المزيد للاستكشاف:
الخبرة مقابل السرعة من مجلة Scientific American MIND
فرامل الدماغ سيارة أسرع من القدم من Scientific American
اختبار وقت رد الفعل من المعيار البشري
ما مدى سرعة ردود أفعالك؟ من بي بي سي


علم الأحياء 171


تتطلب كل مهمة تقوم بها الكائنات الحية تقريبًا طاقة. تتطلب الكائنات الحية طاقة لأداء الأعمال الشاقة والتمارين الرياضية ، لكن البشر أيضًا يستخدمون طاقة كبيرة أثناء التفكير ، وحتى أثناء النوم. كل كائن حي & # 8217 الخلايا الحية تستخدم الطاقة باستمرار. الكائنات الحية تستورد المغذيات والجزيئات الأخرى. تستقلب (تتفكك) وربما تتشكل في جزيئات جديدة. إذا لزم الأمر ، تعدل الجزيئات وتتحرك حول الخلية وقد توزع نفسها على الكائن الحي بأكمله. على سبيل المثال ، البروتينات الكبيرة التي تتكون منها العضلات تُبنى بنشاط من جزيئات أصغر. تتحلل الكربوهيدرات المعقدة إلى سكريات بسيطة تستخدمها الخلية للحصول على الطاقة. مثلما الطاقة مطلوبة لبناء وهدم مبنى ، فإن الطاقة مطلوبة لتجميع الجزيئات وتفكيكها. بالإضافة إلى ذلك ، فإن جزيئات الإشارات مثل الهرمونات والناقلات العصبية تنتقل بين الخلايا. تبتلع الخلايا البكتيريا والفيروسات وتفككها. يجب على الخلايا أيضًا تصدير النفايات والسموم للبقاء بصحة جيدة ، ويجب على العديد من الخلايا السباحة أو تحريك المواد المحيطة عن طريق حركة الضرب للملحقات الخلوية مثل الأهداب والسوط.

تتطلب العمليات الخلوية التي ذكرناها أعلاه إمدادًا ثابتًا بالطاقة. من أين وبأي شكل تأتي هذه الطاقة؟ كيف تحصل الخلايا الحية على الطاقة وكيف تستخدمها؟ سيناقش هذا الفصل أشكال مختلفة من الطاقة والقوانين الفيزيائية التي تحكم نقل الطاقة. سيصف هذا الفصل أيضًا كيفية استخدام الخلايا للطاقة وتجديدها ، وكيفية أداء التفاعلات الكيميائية في الخلية بكفاءة عالية.

أهداف التعلم

بنهاية هذا القسم ، ستكون قادرًا على القيام بما يلي:

  • اشرح مسارات التمثيل الغذائي ووصف النوعين الرئيسيين
  • ناقش كيف تلعب التفاعلات الكيميائية دورًا في نقل الطاقة

يستخدم العلماء مصطلح الطاقة الحيوية لمناقشة مفهوم تدفق الطاقة ((الشكل)) من خلال الأنظمة الحية ، مثل الخلايا. تحدث العمليات الخلوية مثل بناء وتحطيم الجزيئات المعقدة من خلال تفاعلات كيميائية متدرجة. بعض هذه التفاعلات الكيميائية عفوية وتطلق الطاقة بينما يتطلب البعض الآخر طاقة للمضي قدمًا. تمامًا كما يجب أن تستهلك الكائنات الحية الطعام باستمرار لتجديد ما استخدمته ، يجب أن تنتج الخلايا باستمرار المزيد من الطاقة لتجديد تلك التي تستخدمها العديد من التفاعلات الكيميائية التي تتطلب الطاقة والتي تحدث باستمرار. جميع التفاعلات الكيميائية التي تحدث داخل الخلايا ، بما في ذلك تلك التي تستخدم الطاقة وتطلقها ، هي عملية التمثيل الغذائي للخلية.

التمثيل الغذائي للكربوهيدرات

التمثيل الغذائي للسكر (تفاعلات كيميائية) (كربوهيدرات بسيط) هو مثال كلاسيكي على العديد من العمليات الخلوية التي تستخدم وتنتج الطاقة. تستهلك الكائنات الحية السكر كمصدر رئيسي للطاقة ، لأن جزيئات السكر لها طاقة كبيرة مخزنة في روابطها. تصف المعادلة التالية انهيار الجلوكوز ، وهو سكر بسيط:

ترجع أصول الكربوهيدرات المستهلكة إلى كائنات التمثيل الضوئي مثل النباتات ((الشكل)). أثناء عملية التمثيل الضوئي ، تستخدم النباتات طاقة ضوء الشمس لتحويل غاز ثاني أكسيد الكربون (CO2) في جزيئات السكر ، مثل الجلوكوز (C6ح12ا6). نظرًا لأن هذه العملية تنطوي على تصنيع جزيء أكبر لتخزين الطاقة ، فإنها تتطلب إدخال طاقة للمضي قدمًا. تصف المعادلة التالية (لاحظ أنها عكس المعادلة السابقة) تركيب الجلوكوز:

أثناء التفاعلات الكيميائية لعملية التمثيل الضوئي ، تكون الطاقة في شكل جزيء عالي الطاقة للغاية يسميه العلماء ATP ، أو ثلاثي فوسفات الأدينوزين. هذه هي عملة الطاقة الأساسية لجميع الخلايا. تمامًا كما الدولار هو العملة التي نستخدمها لشراء البضائع ، تستخدم الخلايا جزيئات ATP كعملة للطاقة لأداء عمل فوري. يتم تخزين السكر (الجلوكوز) على شكل نشا أو جليكوجين. تنقسم البوليمرات التي تخزن الطاقة مثل هذه إلى جلوكوز لتزويد جزيئات ATP.

الطاقة الشمسية مطلوبة لتجميع جزيء الجلوكوز أثناء تفاعلات التمثيل الضوئي. في عملية التمثيل الضوئي ، تتحول الطاقة الضوئية من الشمس في البداية إلى طاقة كيميائية تخزن نفسها مؤقتًا في جزيئات حامل الطاقة ATP و NADPH (فوسفات النيكوتيناميد الأدينين ثنائي النوكليوتيد). يستخدم التمثيل الضوئي لاحقًا الطاقة المخزنة في ATP و NADPH لبناء جزيء جلوكوز واحد من ستة جزيئات من CO2. تشبه هذه العملية تناول وجبة الإفطار في الصباح للحصول على طاقة لجسمك يمكنك استخدامها في وقت لاحق من اليوم. في ظل الظروف المثالية ، تكون الطاقة من 18 جزيءًا من ATP مطلوبة لتخليق جزيء جلوكوز واحد أثناء تفاعلات التمثيل الضوئي. يمكن أيضًا أن تتحد جزيئات الجلوكوز مع أنواع السكر الأخرى وتتحول إليها. عندما يستهلك كائن حي السكريات ، فإن جزيئات الجلوكوز تشق طريقها في النهاية إلى كل خلية حية لكل كائن حي. داخل الخلية ، يتحلل كل جزيء سكر عبر سلسلة معقدة من التفاعلات الكيميائية. الهدف من هذه التفاعلات هو حصاد الطاقة المخزنة داخل جزيئات السكر. تصنع الطاقة المحصودة جزيئات ATP عالية الطاقة ، والتي تؤدي عملاً ، وتغذي العديد من التفاعلات الكيميائية في الخلية. كمية الطاقة اللازمة لصنع جزيء جلوكوز واحد من ستة جزيئات من ثاني أكسيد الكربون هي 18 جزيء ATP و 12 جزيء NADPH (كل منها مكافئ بقوة لثلاثة جزيئات ATP) ، أو ما مجموعه 54 جزيء مكافئ مطلوب لتركيب جزيء جلوكوز واحد . هذه العملية هي طريقة أساسية وفعالة للخلايا لتوليد الطاقة الجزيئية التي تحتاجها.

المسارات الأيضية

توضح عمليات صنع وتحطيم جزيئات السكر نوعين من المسارات الأيضية. المسار الأيضي عبارة عن سلسلة من التفاعلات الكيميائية الحيوية المترابطة التي تقوم بتحويل جزيء الركيزة أو الجزيئات ، خطوة بخطوة ، من خلال سلسلة من الوسائط الأيضية الوسيطة ، مما يؤدي في النهاية إلى إنتاج منتج أو منتجات نهائية. في حالة التمثيل الغذائي للسكر ، فإن المسار الأيضي الأول يصنع السكر من جزيئات أصغر ، والمسار الآخر يقسم السكر إلى جزيئات أصغر. يطلق العلماء على هاتين العمليتين المتعارضتين - الأولى تتطلب الطاقة والثانية تنتج الطاقة - مسارات الابتنائية (البناء) والتقويضية (الانهيار) ، على التوالي. وبالتالي ، فإن البناء (الاستقلاب) والتدهور (الهدم) يشكلان عملية التمثيل الغذائي.

تطور مسارات التمثيل الغذائي هناك ما هو أكثر من تعقيد عملية التمثيل الغذائي من فهم المسارات الأيضية وحدها. يختلف التعقيد الأيضي من كائن حي إلى آخر. التمثيل الضوئي هو المسار الأساسي الذي تقوم فيه كائنات التمثيل الضوئي مثل النباتات (تقوم الطحالب العوالق بمعظم عمليات التخليق العالمي) بجمع طاقة الشمس وتحويلها إلى كربوهيدرات. المنتج الثانوي لعملية التمثيل الضوئي هو الأكسجين ، والذي تتطلبه بعض الخلايا لإجراء التنفس الخلوي. أثناء التنفس الخلوي ، يساعد الأكسجين في انهيار تقويضي لمركبات الكربون ، مثل الكربوهيدرات. من بين المنتجات CO2 و ATP. بالإضافة إلى ذلك ، تؤدي بعض حقيقيات النوى عمليات تقويضية بدون أكسجين (تخمير) أي أنها تؤدي أو تستخدم التمثيل الغذائي اللاهوائي.

ربما طورت الكائنات الحية الأيض اللاهوائي للبقاء على قيد الحياة (ظهرت الكائنات الحية منذ حوالي 3.8 مليار سنة ، عندما كان الغلاف الجوي يفتقر إلى الأكسجين). على الرغم من الاختلافات بين الكائنات الحية وتعقيد عملية التمثيل الغذائي ، فقد وجد الباحثون أن جميع فروع الحياة تشترك في بعض المسارات الأيضية نفسها ، مما يشير إلى أن جميع الكائنات الحية تطورت من نفس السلف المشترك القديم ((الشكل)). تشير الدلائل إلى أنه بمرور الوقت ، تباعدت المسارات ، مضيفة إنزيمات متخصصة للسماح للكائنات الحية بالتكيف بشكل أفضل مع بيئتها ، وبالتالي زيادة فرصتها في البقاء على قيد الحياة. ومع ذلك ، يظل المبدأ الأساسي هو أن جميع الكائنات الحية يجب أن تحصد الطاقة من بيئتها وتحويلها إلى ATP للقيام بالوظائف الخلوية.

المسارات الابتنائية والتقويضية

تتطلب المسارات الابتنائية مدخلات من الطاقة لتجميع الجزيئات المعقدة من الجزيئات الأبسط. تصنيع السكر من أول أكسيد الكربون2 هو أحد الأمثلة. ومن الأمثلة الأخرى تخليق بروتينات كبيرة من كتل بناء الأحماض الأمينية ، وتوليف خيوط دنا جديدة من لبنات بناء الحمض النووي. تعد عمليات التخليق الحيوي هذه ضرورية لحياة الخلية ، وتحدث باستمرار ، وتتطلب الطاقة التي يوفرها ATP والجزيئات عالية الطاقة الأخرى مثل NADH (نيكوتيناميد الأدينين ثنائي النوكليوتيد) و NADPH ((الشكل)).

ATP هو جزيء مهم للخلايا للحصول على إمدادات كافية في جميع الأوقات. يوضح انهيار السكريات كيف يمكن لجزيء جلوكوز واحد تخزين طاقة كافية لإنتاج قدر كبير من ATP ، 36 إلى 38 جزيء. هذا مسار تقويضي. تتضمن المسارات التقويضية تحطيم (أو تكسير) الجزيئات المعقدة إلى جزيئات أبسط. يتم إطلاق الطاقة الجزيئية المخزنة في روابط جزيئية معقدة في مسارات تقويضية وتحصد بطريقة يمكن أن تنتج ATP. جزيئات تخزين الطاقة الأخرى ، مثل الدهون ، تتحلل أيضًا من خلال تفاعلات تقويضية مماثلة لإطلاق الطاقة وتكوين ATP ((الشكل)).

من المهم معرفة أن التفاعلات الكيميائية للمسار الأيضي لا تحدث بشكل عفوي. يقوم بروتين يسمى الإنزيم بتسهيل أو تحفيز كل خطوة من خطوات التفاعل. الإنزيمات مهمة لتحفيز جميع أنواع التفاعلات البيولوجية - تلك التي تتطلب طاقة بالإضافة إلى تلك التي تطلق الطاقة.

ملخص القسم

تؤدي الخلايا وظائف الحياة من خلال تفاعلات كيميائية مختلفة. يشير التمثيل الغذائي للخلية إلى التفاعلات الكيميائية التي تحدث داخلها. هناك تفاعلات أيضية تتضمن تحطيم المواد الكيميائية المعقدة إلى مواد أبسط ، مثل تكسير الجزيئات الكبيرة. يشير العلماء إلى هذه العملية على أنها هدم ، ونربط هذه التفاعلات بإطلاق للطاقة. على الطرف الآخر من الطيف ، يشير التمثيل الغذائي إلى عمليات التمثيل الغذائي التي تبني جزيئات معقدة من جزيئات أبسط ، مثل تخليق الجزيئات الكبيرة. تتطلب عمليات الابتنائية الطاقة. يعد تخليق الجلوكوز وانهيار الجلوكوز أمثلة على المسارات الابتنائية والتقويضية ، على التوالي.

إستجابة مجانية

هل تتضمن التمارين البدنية عمليات الابتنائية و / أو التقويضية؟ قدم دليلاً على إجابتك.

تتضمن التمارين البدنية كلاً من العمليات الابتنائية والتقويضية. تقوم خلايا الجسم بتفكيك السكريات لتوفير ATP للقيام بالعمل اللازم لممارسة الرياضة ، مثل تقلصات العضلات. هذا هو الهدم. يجب على خلايا العضلات أيضًا إصلاح الأنسجة العضلية التي تضررت بسبب التمرين عن طريق بناء عضلات جديدة. هذا هو الابتنائية.

قم بتسمية وظيفتين خلويتين مختلفتين تتطلبان طاقة توازي وظائف تتطلب طاقة بشرية.

الطاقة مطلوبة للحركة الخلوية ، من خلال ضرب الأهداب أو الأسواط ، وكذلك الحركة البشرية الناتجة عن تقلص العضلات. تحتاج الخلايا أيضًا إلى الطاقة لأداء عملية الهضم ، حيث يحتاج الإنسان إلى الطاقة لهضم الطعام.

قائمة المصطلحات


اكتشف العلماء كيف تعيد السحالي إعادة نمو ذيولها ، وهذه أخبار جيدة للبشر

عندما تفقد السحلية ذيلها ، فإنها تنمو مرة أخرى. ولكن كيف؟

اتخذ العلماء خطوة كبيرة للإجابة على هذا السؤال من خلال تحديد الجينات المسؤولة عن تجديد الذيل. وقد يقدم هذا الاكتشاف أدلة مهمة حول كيفية تجديد الأطراف لدى البشر.

بالنسبة للدراسة ، ألقى الباحثون نظرة فاحصة على ما يقرب من 23000 جين تم العثور عليها في عينات من ذيول مقطعة من سحالي أنول الخضراء. ووجدوا أن ما لا يقل عن 326 جينًا في مناطق محددة على طول كل ذيل "تم تشغيلها" أثناء التجديد - مما يشير إلى أن الحمض النووي للسحلية له "وصفة" وراثية للتجديد.

قال المؤلف المشارك للدراسة الدكتور كينرو كوسومي ، أستاذ علوم الحياة في جامعة ولاية أريزونا ، لصحيفة هافينغتون بوست عبر البريد الإلكتروني: "لقد فوجئنا تمامًا". "كنا نتوقع أن يتم تركيز كل التجديد على طرف الذيل النامي. وبدلاً من ذلك ، تنقسم الخلايا في جيوب مميزة بما في ذلك العضلات والغضاريف والحبل الشوكي والجلد في جميع أنحاء الذيل."

ومن هناك ، تنمو الخلايا لتصبح أنسجة جديدة لتكوين ذيل جديد.

(تستمر القصة أدناه)
ذيول السحلية المجددة. عندما يصطاد حيوان مفترس سحلية أنول خضراء (Anolis carolinensis) ، يمكن أن تفقد ذيلها ثم تنمو مرة أخرى. اكتشف الباحثون "الوصفة" الجينية التي تشرح كيفية حدوث ذلك.

وقالت اليزابيث هتشينز ، المؤلفة المشاركة في الدراسة ، وهي طالبة دراسات عليا في الجامعة ، في بيان مكتوب: "التجديد ليس عملية فورية". "تستغرق السحالي أكثر من 60 يومًا لتجديد ذيل وظيفي."

ماذا عن تجديد الأطراف البشرية؟ قال الباحثون إن اكتشافهم قد يساعد في تمهيد الطريق لأساليب علاجية جديدة للعيوب الخلقية وإصابات الحبل الشوكي - وربما التهاب المفاصل أيضًا. وقال كوسومي إن جميع الجينات الـ 326 التي حددها الباحثون بدقة موجودة في البشر بالإضافة إلى السحالي.

وقال كوسومي في الرسالة بالبريد الإلكتروني: "كما يعلم أي شخص يعاني من التهاب المفاصل ، فإن جزءًا مهمًا من الأطراف هو المفاصل ، والتي يتم تبطينها بنوع معين من الغضاريف". "تنمو السحالي الكثير من هذا الغضروف في ذيولها المتجددة ، ونأمل أن يتم تنشيط هذه العملية لإصلاح التهاب المفاصل لدى البشر."

نُشرت الدراسة الجديدة على الإنترنت في مجلة PLOS ONE في 20 أغسطس 2014.


ما هي السرعة التي يمكن أن يركض بها الإنسان؟ - مادة الاحياء

حدد كروموسوم للوصول إلى عارض بيانات الجينوم