Mesés kövérség

A fókák zsír és levegő kombinációját használják fel arra, hogy melegen tartsák magukat.

Hogyan tudjuk melegen tartani magunkat a hidegben? Nem mi vagyunk az egyetlenek, akik fáznak télen.

Az állatoknak négyféle stratégiájuk van arra, hogy melegen tartsák magukat:

1. A gyíkok és a pillangók sütkéreznek a napon. Hidegvérűek, ezért külső hőforrásra van szükségük ahhoz, hogy felmelegedjenek.

2. A madarak és az emlősök (így mi, emberek is) képesek belső hőt termelni, ezért melegvérűnek mondjuk őket.

3. A pingvinek sűrű, szőrszerű tollazata levegőt zár magába, ezzel az egész testet körülvevő szigetelőréteget hoz létre. Ez, a bőr alatti vastag zsírréteggel együtt biztosítja azt, hogy képesek túlélni az antarktiszi teleket is.

4. A fókák és a bálnák testét vastag zsírréteg borítja. Ez a természetes szigetelőréteg nagymértékben lassítja a test hőveszteségét.

A kutatók az utóbbi két stratégia kombinálásával készítettek mesterséges zsiradékot, hogy hatékonyabb búvárruhát hozzanak létre.

Miért nem fagynak halálra a fókák? Miért borítja testüket remegő zsiradék? Készítsünk „bálnazsír kesztyűt”, hogy megtudjuk a választ!

Foglalkozás leírása:

Egyszerű magyarázat (9-10 éveseknek)

A foglalkozásban használt margarin az állati zsírt jelképezi: szigetel és a zacskóban tartja a kezedből származó hőt. A nagyon hideg környezetben élő állatok bőre alatt vastag zsírréteg található, amelyet „bálnazsírnak” neveznek, hogy melegen tartsák testüket. Ez úgy működik, mint a kabát vagy a takaró, ami megőrzi azt a meleget, amit a testünk termel. A bálnazsír is megőrzi az állat testének melegét, ugyanakkor megakadályozza azt is, hogy a hideg víz hőt vonjon el. Ily módon az állat melegen marad akkor is, ha körülötte fagypont körüli a víz hőmérséklete.

Haladó magyarázat (11-12 éveseknek)

A „bálnazsír” egy speciális zsír, amely a tengeri emlősök, például a fókák, bálnák és delfinek bőre alatt található. Szigetelőanyagként szolgál és lehetővé teszi, hogy ezek az állatok állandó testhőmérsékletet tartsanak fenn a hideg óceáni környezetben. A zsír többféleképpen is szigetel:

1. Hővezető képesség: a bálnazsír rossz hővezető, ami azt jelenti, hogy nem engedi a hőt könnyen távozni. Megőrzi az állat testének melegét, megakadályozva, hogy a környező víz lehűtse.

2. Vastagság: A zsírpárna jellemzően több centiméter vastag, ami jelentős szigetelőréteget biztosít. A bálnazsír réteg vastagsága az állatfaj, a környezet és az évszak függvényében változhat.

3. Véráramlás: A zsírrétegben található vérerek segítenek szabályozni az állat testhőmérsékletét.  Hideg környezetben az erek összeszűkülnek, csökkentve a zsírrétegben áramló vér mennyiségét, így kevés hő tud távozni a külvilág felé. Melegebb környezetben az erek kitágulnak, növelve a vér mennyiségét és lehetővé téve a hő távozását. 

A tengeri emlősök ily módon képesek túlélni a hideg óceáni környezetben.

A legtöbb búvárruha neoprénből készül, egy szintetikus gumiból, amely olyan, mint egy sűrű hab, sok kis gázbuborékkal. Ezek a gázbuborékok segítenek lelassítani a hő átadását a testből az azt körülvevő hidegebb vízbe. A kutatók a neoprén gázbuborékjaiban lévő levegőt nehéz inert (= közömbös) gázzal (xenonnal vagy kriptonnal) helyettesítették, így sűrűbb lett, és sokkal kevesebb hőt ad át, mint a levegő, akárcsak a bálnazsír.

A fókák által ihletett búvárruhában az ember 2-3 órát képes eltölteni a 10 Co-os hideg vízben, a kevesebb, mint 1 óra helyett. Ez azok számára fontos és hasznos, akiknek hideg vízben kell karbantartási munkát végezniük, vagy a búrároknak, akik embereket mentenek ki a vízből.

Környezetismeret/Természettudomány

·         Az élettelen anyagok jellemző érzékelhető tulajdonságai

·         Ok-okozati összefüggések feltárása

·         Testünk és egészségünk: megfelelő öltözködés

·         Állatok testfelépítése

Technika és tervezés (Technológia)

·         Természetes és mesterséges környezet megfigyelése

·         Az anyagok tulajdonságai

Digitális kultúra (Mérnöki tudományok, mérnöki tudományok)

·         Az online és az offline környezet összehasonlítása

·         Információszerzés az e-világban

Vizuális kultúra (Művészetek)

·         Technológia és hagyomány

Matematika

·         Mérés és becslés

Nem éppen bálnazsírt, de sok más állat használ zsírt szigetelésre, különösen barna zsírt.

Az ürgék és a denevérek például a hibernálás után órákon belül felmelegedhetnek barna zsírjuk miatt (tovább a cikkhez).

A denevérek barna zsírja ihlette a holland Arno Vlooswijk kutatót, hogy testmelegítőt készítsen újszülött malacok számára, sok malac életét megmentve az első óráikban (tovább a cikkhez).