Užitečný tuk

Kombinace tuku a vzduchu pomáhá udržet tuleně v teple

Co můžete udělat když vám je zima, abyste se zahřáli? Nejsme jediní, kdo chtějí zůstat v teple.

Živočichové se snaží udržet v teple různými způsoby.

Tak třeba plazi nebo motýly jsou závislí na tom, jak se nahřejí na sluníčku.

Většina ptáků a savců zase používá izolační schopnosti peří nebo srsti.

Někteří savci (zejména ti, kteří žijí v chladných podmínkách), jako třeba tuleni, navíc využívají podkožní tuk jako další pomocnou vrstvu izolace svého těla.

A právě tuleni inspirovali výzkumníky, aby vytvořili speciální neopreny pro potápění, ve kterých vám nebude zima ani v ledové vodě.

Skutečně tuk tak dobře izoluje? Pojďme si vyrobit tukové rukavice, abychom to zjistili!

Budeme potřebovat:

• Tenké igelitové sáčky
• Změklý margarín (cca pokojové teploty)
• Mísu
• Kostky ledu, lžíci
• Gumičky
• Stopky

Postup:

1. Lžící nabereme margarín (nebo máslo) do plastového sáčku.
2. Vložíme jednu ruku do jiného plastového sáčku. (Používejte levou ruku, pokud jste pravák, a pravou, pokud jste levák.)
3. Sáček na ruce potřeme silnou vrstvou margarínu. Pak vložíme tuto ruku do sáčku, který již obsahuje margarín tak, aby margarín zakryl celou dlaň. Vznikne tím tzv. 'tuková rukavice'.
4. Požádáme někoho, aby sáčky zajistil gumičkami tak, aby nepadaly z ruky. Na druhou ruku si dáme 2 prázdné plastové sáčky a také je zajistěte gumičkou.
5. Naplníme mísu studenou vodou s kostkami ledu.
6. Vložíme obě ruce do ledové vody. Dbáme na to, aby se voda nedostala do sáčků. Měříme čas, jak dlouho vydržíme s každou rukou ve vodě, než to začne být nepříjemné.

Pozn. Do pokusu můžeme zařadit i rukavici, přes kterou převlékneme sáček. Co je lepší izolant, tuk nebo rukavice z látky?​

Tuk dobře izoluje, a díky tomu bychom s rukou v tukové rukavici vydrželi v ledové vodě mnohem déle. Proto také mívají zvířata žijící v chladném prostředí pod kůží tlustou vrstvu tuku.

Zvířata, která žijí ve velmi chladném prostředí, mají silnou vrstvu tuku podkožního tuku, aby se jejich těla udržela v teple. Kabát nebo deka udrží vaše tělo v teple tím, že zachytí teplo, které vaše tělo vytváří. Stejně tak tuk zachycuje teplo, které vytváří tělo zvířete, a brání studené vodě, aby teplo odebírala. Zvíře tak zůstává v teple, i když je voda kolem velmi studená.

V kůži mořských savců, jako jsou tuleni, velryby a delfíni se nachází velká vrstva speciálního podkožního tuku. Slouží jako kritický izolátor, který těmto zvířatům umožňuje udržovat stabilní tělesnou teplotu v prostředí chladného oceánu. Tento tuk poskytuje izolaci několika způsoby:

• Tepelná vodivost: tuk je špatný vodič tepla, což znamená, že nedovoluje teplu snadno unikat. Tato vlastnost pomáhá zadržovat teplo uvnitř těla zvířete a zabraňuje jeho ztrátě do okolní vody.
• Tloušťka: Tuk je typicky několik centimetrů tlustý, což poskytuje podstatnou vrstvu izolace. Tloušťka tukové vrstvy se může lišit v závislosti na druhu zvířete, prostředí, ve kterém žije, a ročním období.
• Průtok krve: Krevní cévy ve vrstvě mazu pomáhají regulovat tok tepla dovnitř a ven z těla zvířete. V chladném prostředí se krevní cévy zužují, což snižuje průtok krve a šetří teplo. V teplejším prostředí se cévy rozšiřují, zvyšují průtok krve a umožňují únik tepla.

Díky těmto strategiím mohou mořští savci přežit v chladném oceánu.

Tukové buňky v tuku jsou husté a přenášejí méně tepla než vzduch, čímž udržují zvířata v teple. Klasické neoprenové obleky na potápění jsou vyrobeny z neoprenu (syntetické pryže), který je jako hustá pěna se spoustou malých vzduchových kapes. Tyto vzduchové kapsy pomáhají zpomalit přenos tepla z vašeho těla do chladnější vody, která vás obklopuje. Vědci zkusili nahradit vzduch v neoprenových dírkách těžkým inertním (= pomalu se pohybujícím) plynem (xenon nebo krypton). Tento plyn je, podobně jako tuk, hustší než vzduch, a díky tomu přenáší mnohem méně tepla. Výsledkem toho je, že člověk v tomto inovativním, tuleňem inspirovaném, neoprenu přežije ve vodě studené 10°C dvě až tři hodiny, zatímco při použití klasického neoprenu by přežil méně než jednu hodinu. To je velmi užitečné pro lidi, kteří musí provádět údržbářské práce ve studené vodě, nebo pro potápěče, kteří potřebují zachránit lidi.

• Pochopení materiálů zkoumáním a porovnáváním jejich vlastností.
• Kladení otázek a pozorování.
• Provádění jednoduchých testů.
• Vytváření předpovědí.
• Aplikuje učení na problémy reálného světa.

Například sysli a netopýři se mohou zahřát během několika hodin po hibernaci, protože mají hnědý tuk.(find out more).

Hnědý tuk netopýrů inspiroval nizozemského výzkumníka Arna Vlooswijka k vytvoření termoobleku, který zachraňuje životy mnoha selat v prvních hodinách života. (find out more).