Was passiert, wenn man einen Elefanten von einem Wolkenkratzer wirft? What happens when you throw an elephant off a skyscraper? O que acontece quando se atira um elefante de um arranha-céus?

Fangen wir damit an, dass wir eine Maus, einen Hund und einen Elefanten von einem Wolkenkratzer auf einen Stapel Matratzen werfen. Let's start by throwing a mouse, a dog, and an elephant from a skyscraper onto a pile of mattresses. Commençons par lancer une souris, un chien et un éléphant depuis un gratte-ciel sur une pile de matelas. Die Maus knallt auf den Boden, ist kurz etwas benommen, schüttelt sich und geht weiter. The mouse hits the ground, is a little dazed for a moment, shakes and walks on. Vielleicht ist sie etwas genervt, aber das ist schon alles. Maybe she's a little annoyed, but that's all. Der Hund bricht sich alle Knochen und stirbt auf relativ unspektakuläre Weise. The dog breaks all bones and dies in a relatively unspectacular manner. Der Elefant explodiert in einem Schwall aus Blut, Knochen und Gedärmen. The elephant explodes in a gush of blood, bones and intestines. Ihm bleibt gar keine Zeit genervt zu sein. He doesn't have any time to be annoyed. Warum überlebt die Maus, während der Elefant und der Hund sterben? Why does the mouse survive while the elephant and the dog die? Der Grund dafür ist die Größe. The reason for this is the size. Ihr Einfluss auf das Leben wird oft unterschätzt, aber sie ist verantwortlich für unsere Physiologie, unseren Körperbau, unsere Wahrnehmung der Welt und dafür, wie wir leben und sterben. Its impact on life is often underestimated, but it is responsible for our physiology, our physique, our perception of the world, and how we live and die. Das liegt daran, dass sich die physikalischen Gesetze für unterschiedliche Größen stark unterscheiden. This is because the laws of physics differ greatly for different quantities. Leben gibt es in vielen Größenordnungen, von unsichtbaren Bakterien über Ameisen, Mäuse, Hunde, Menschen, Elefanten und Blauwale. Life comes in many sizes, from invisible bacteria to ants, mice, dogs, humans, elephants and blue whales. Jede dieser Größenordnungen ist eine Welt für sich. Each of these orders of magnitude is a world of its own. Mit eigenen Regeln, Vorteilen und Nachteilen. With its own rules, advantages and disadvantages. Wir werden diese verschiedenen Welten in mehreren Videos vorstellen. We will introduce these different worlds in several videos. Nun aber zurück zu unserer Frage: But now back to our question: Warum hat die Maus überlebt? Why did the mouse survive? Weil die Größe alles verändert. Because size changes everything. Dieser Grundsatz wird uns im Laufe dieses Videos noch oft begegnen. We will encounter this principle many times in the course of this video. Zum Beispiel sind sehr kleine Lebewesen quasi immun gegen Stürze aus großer Höhe. For example, very small creatures are virtually immune to falls from great heights. Denn je kleiner du bist, desto weniger musst du die Schwerkraft fürchten. Because the smaller you are, the less you have to fear gravity. Stell dir ein kugelförmiges Tier vor, das so groß ist wie eine Murmel. Imagine a spherical animal the size of a marble. Es hat drei Eigenschaften: Seine Länge, seine Oberfläche, die von Haut bedeckt ist und sein Volumen, also sein Inneres, Organe, Muskeln, Hoffnungen und Träume. It has three properties: its length, its surface area covered by skin and its volume, i.e. its interior, organs, muscles, hopes and dreams. Vergrößern wir unser Tier um das Zehnfache, auf die Dimensionen eines Basketballs, dann wächst der Rest nicht auch um das Zehnfache. If we enlarge our animal tenfold, to the dimensions of a basketball, then the rest does not grow tenfold. Nein, seine Haut wächst um das Hundertfache und sein Volumen sogar um das Tausenfache. No, its skin grows a hundred times and its volume even a thousand times. Das Volumen ist auch für das Gewicht, oder besser für die Masse unseres Tieres entscheidend. The volume is also decisive for the weight, or rather for the mass of our animal. Je größer seine Masse, desto höher seine kinetische Energie bevor es auf dem Boden aufkommt und desto gewaltiger auch der Aufprall. The greater its mass, the higher its kinetic energy before it hits the ground and the more powerful the impact. Je mehr Oberfläche es im Verhältnis zu seinem Volumen hat, desto besser wird der Aufprall verteilt und abgeschwächt. The more surface it has in relation to its volume, the better the impact will be distributed and weakened. Außerdem verringert der Luft- widerstand die Fallgeschwindigkeit. In addition, the air resistance reduces the speed of fall. Beim Elefanten haben wir nur sehr wenig Oberfläche im Verhältnis zum Volumen. In the elephant we have very little surface in relation to volume. Es trifft also sehr viel kinetische Energie auf eine sehr kleine Oberfläche. So a lot of kinetic energy hits a very small surface. Außerdem gibt es kaum Luft- widerstand um den Fall zu bremsen. In addition, there is hardly any air resistance to slow the fall. Deshalb platzt sein Körper beim Aufprall wie eine reife Tomate und verspritzt Blut und Gedärme. That's why his body bursts like a ripe tomato on impact, splattering blood and intestines. Das andere Extrem sind Insekten. The other extreme is insects. Sie haben eine sehr große Oberfläche im Verhältnis zu ihrer sehr geringen Masse. They have a very large surface area in relation to their very small mass. Man könnte deshalb eine Ameise aus dem Flugzeug werfen ohne sie ernsthaft zu verletzen. You could therefore throw an ant out of the plane without seriously injuring it. Stürze sind zwar in der Welt der kleinen Lebewesen irrelevant, dafür gibt es Kräfte, die für uns harmlos, dort aber extrem gefährlich sind. Falls are irrelevant in the world of small creatures, but there are forces that are harmless to us, but extremely dangerous there. Wie Oberflächenspannung zum Beispiel. Like surface tension, for example. Sie macht Wasser zur potenziell tödlichen Gefahr für Insekten. It makes water a potentially deadly threat to insects. Wie kommt das? How come Wasser haftet an sich selbst. Water clings to itself. Seine Moleküle ziehen aneinander an, das nennt man Kohäsion. Its molecules attract each other, this is called cohesion. Hierdurch entsteht eine Spannung an der Wasseroberfläche, die sich ähnlich verhält wie eine unsichtbare Haut. This creates tension on the surface of the water that behaves in a similar way to invisible skin. Für uns Menschen ist dieser Effekt so schwach, dass wir ihn kaum bemerken. For us humans, this effect is so weak that we hardly notice it. Wenn wir nass werden, dann haften ca. 800 Gramm Wasser oder 1% unseres Körpergewichts an uns. When we get wet, about 800 grams of water or 1% of our body weight clings to us. Bei einer Maus sind es 3 Gramm, ca. 10% ihres Körpergewichts. For a mouse it is 3 grams, about 10% of its body weight. Das ist so, als würden an dir 8 volle Wasserflaschen hängen, wenn du aus der Dusche steigst. It's like having 8 full bottles of water hanging on you when you get out of the shower. Und für ein Insekt ist die Oberflächenspannung des Wassers so stark, dass es lebensbedrohlich wird. And for an insect, the surface tension of the water is so strong that it becomes life-threatening. Hättest du die Größe einer Ameise und würdest einen Wassertropfen berühren, dann wäre das für dich, als würdest du in Kleber fassen. If you were the size of an ant and you touched a drop of water, it would be like putting glue into it for you. Du hättest keine Chance der Oberflächenspannung zu entkommen. You would have no chance of escaping surface tension. Sie würde dich umschließen und ertränken. She would surround you and drown you. Insekten mussten also wasserabweisend werden. So insects had to become water repellent. Zum einen ist ihr Außenskelett von einer dünnen Wachsschicht bedeckt, wie bei einem Auto. On the one hand, their exoskeleton is covered by a thin layer of wax, like a car. Das hilft schonmal. That already helps. Denn Wasser kann nicht besonders gut daran haften. Because water can't stick to it very well. Viele Insekten sind außerdem von winzigen Haaren bedeckt. Many insects are also covered in tiny hairs. Dadurch wird ihre Oberfläche stark vergrößert und Wassertropfen können vom Außenskelett ferngehalten werden. This greatly increases their surface area and water droplets can be kept away from the exoskeleton. Außerdem werden sie die Tropfen so leichter wieder los. In addition, they get rid of the drops more easily. Sie machen sich die Oberflächenspannung sogar zu Nutze und setzen dafür Nanotechnologie ein. They even make use of surface tension and use nanotechnology for this. Einige Insekten haben ein extrem dichtes und wasserabweisendes Fell entwickelt. Some insects have developed extremely thick and water-repellent fur. Manche haben sogar mehr als eine Mio Haare pro mm². Some even have more than a million hairs per mm². Wenn diese Insekten unter Wasser tauchen, bleibt Luft in ihrem Fell zurück und bildet eine Barriere. When these insects dive underwater, air remains in their fur and forms a barrier. Die Haare sind so fein, dass die Oberflächenspannung des Wassers nicht zerstört wird. The hair is so fine that the surface tension of the water is not destroyed. Aber damit nicht genug. But that's not all. Wenn der Sauerstoff in der Luftblase weniger wird, diffundiert frischer Sauerstoff aus dem Wasser in die Blase. When the oxygen in the air bladder decreases, fresh oxygen from the water diffuses into the bladder. Gleichzeitig diffundiert CO2 aus der Blase ins Wasser. At the same time, CO2 diffuses from the bubble into the water. Das Insekt hat sozusagen dank der Oberflächenspannung immer eine Sauerstoffflasche dabei, die sich selbst wieder auffüllt. Thanks to the surface tension, the insect always has an oxygen bottle with them that refills itself. Das gleiche Prinzip machen sich übrigens auch Wasserläufer zu Nutze: By the way, water striders also use the same principle: Winzige Anti-Wasser-Härchen. Tiny anti-water hairs. Mit abnehmender Größer wird alles noch ein bisschen kurioser. As the size decreases, everything becomes a little stranger. Ab einem bestimmten Punkt wird sogar Luft massiver. At a certain point, even air becomes more massive. Zoomen wir mal weiter rein bis zum kleinsten bekannten Insekt, nur halb so groß wie ein Salzkorn und nur 0,15 mm lang: die Zwergwespe. Let's zoom in further to the smallest known insect, only half the size of a grain of salt and only 0.15 mm long: the dwarf wasp. Ihre Welt ist noch eine Stufe bizarrer, als die der anderen Insekten. Their world is even more bizarre than that of the other insects. Für sie ist die Luft fast gallert oder sirupartig. For them, the air is almost gelatinous or syrupy. Sich fortzubewegen ist für sie nicht leicht und fliegen ist hier nicht mit elegantem Segeln vergleichbar. Moving around is not easy for them and flying cannot be compared to elegant sailing. Vielmehr greift sie in die Luft und hält sich an ihr fest. Rather, she reaches into the air and holds on to it. Ihre Flügel sehen auch eher wie große, haarige Arme aus und weniger wie Insektenflügel. Their wings also look more like large, hairy arms and less like insect wings. Sie schwimmt regelrecht durch die Luft wie ein winziger, widerlicher Alien. She literally swims through the air like a tiny, disgusting alien. Von hier an wird es nur noch gruseliger. From here on, it only gets creepier. Uns erwarten noch ein paar sehr faszinierende Welten. A few more fascinating worlds await us. Die physikalischen Gegebenheiten auf jedem Größenlevel sind so unterschiedlich, dass sich die Evolution immer wieder neue Lösungen ausdenken musste. The physical conditions at each size level are so different that evolution had to constantly come up with new solutions. Warum gibt es keine Ameisen, die so groß sind wie Pferde? Why aren't there ants the size of horses? Warum keine Elefanten in Amöbengröße? Why not amoeba-sized elephants? Das besprechen wir im nächsten Teil. We'll discuss that in the next part.