Пекучий симбіоз
Як дракони дихають вогнем? Небовогонь з попередньої статті — дуже вдало сконструйований звір. Він збирає метан з навколишнього середовища — або від корів у неволі, залежно від ситуації — і синтезує його в метанол для кращого зберігання. Для економії місця метанол зберігається під тиском за допомогою спеціальних м’язів, зміцнених графеном. Додатковий паливний бак для вуглекислого газу слугує для того, щоб підпалити дихання, і за умови достатнього часу для поповнення він може конкурувати з вогнеметом X15.
Якщо ми намагаємося створити біологічно реалістичного дракона, то можна сказати, що ця проблема до певної міри вирішена. Але залишаються ще деякі питання, над якими треба попрацювати.
Метанол горить повільно, рівномірно і має слабкий блакитний колір. Не зовсім те, чого можна очікувати від дракона. Більше того, наш дракон мав би постійно прикладати силу до свого газового мішка, використовуючи свої високоефективні м’язи, можливо, до повного виснаження. Нарешті, ми не знаємо жодного організму, окрім людини, який міг би виробляти графен, а це важливий матеріал для виробництва метанолу драконом, з нуля. Схоже, нам знадобиться інше джерело палива, і, на щастя, у нас є одне — оцтова кислота.
Оцтова кислота — це природна летюча рідина. Дракону, що заправляється оцтовою кислотою, знадобиться лише близько 30 літрів простору для зберігання 31,6 кілограма оцтової кислоти. Паливний мішок з оцтовою кислотою був би трохи більшим і важчим, ніж паливний мішок з метанолом, але це позбавило б дракона потреби в надзвичайних м’язах.
Цей дракон мав би бути дуже обережним і не використовувати занадто багато оцтової кислоти за один раз, оскільки оцтова кислота досить вибухонебезпечна. Однак легкість, з якою він міг би виробляти паливо, може бути варта того — не кажучи вже про те, що йому не доведеться витрачати енергію на постійне стискання палива.
Оцтова кислота також має низьку температуру спалаху. Температура спалаху — це температура, при якій горюча сполука в присутності каталізатора розкладається з утворенням суміші горючих газів. Для оцтової кислоти ця суміш складається з кетену і нашого старого друга — метану. Дракон міг би підпалити ці гази і використати їхнє тепло, щоб запалити саму оцтову кислоту. Однак при розкладанні оцтової кислоти також утворюється вуглекислий газ і водяна пара. Ці гази створюють проблеми, оскільки вони займають простір і розбавляють кисень настільки, що метан і кетен не будуть горіти. Що ще гірше — газ, котрий згорає, виробляє ще більше вуглекислого газу і водяної пари.
Щоб вирішити цю дилему, наш дракон міг би швидко видихнути кисень, що зберігається в його тілі. Цей потік кисню витіснив би гази, що пригнічують вогонь, і водночас дозволив би горючим газам горіти яскравіше. Дракону також потрібно було б виробляти якийсь каталізатор, щоб допомогти кислоті розкластися, ймовірно, фермент.
Тепер, при температурі вище точки спалаху, оцтова кислота може утворювати полум’я, але все ще потрібна початкова іскра. Дракон міг би використати природний кремінь у горлі або пащі, щоб підпалити суміш метану і кетену. Потім він міг би підпалити оцтову кислоту, вистріливши нею в палаючу суміш.
Температура тіла є важливим фактором, який слід враховувати. Так сталося, що температура спалаху оцтової кислоти становить 39°C, що лише на 1°C вище за температуру тіла, яку ми використовували для наших останніх двох драконів. Дракон міг би легко нагрітися до цієї температури… якби був теплокровним.
Теплокровні тварини, також відомі як ендотерми, можуть регулювати температуру свого тіла, не покладаючись на зовнішні джерела тепла. Більшість ссавців є теплокровними, а більшість рептилій – ні, тому ящіркам і зміям доводиться грітися на сонці, щоб зігрітися. Зараз ви, мабуть, думаєте: “Зачекайте. Хіба дракони не рептилії?”
Ми створили наших драконів на основі птерозаврів, які дійсно були рептиліями. Однак багато вчених вважають, що птерозаври були теплокровними. Якщо це так, то за тією ж еволюційною логікою, дракони також можуть бути теплокровними.
Теплокровні тварини можуть отримати проблеми зі здоров’ям, якщо їхня температура тіла коливається занадто сильно. Тому наш дракон, ймовірно, підтримував би температуру тіла трохи нижче 39°C і підвищував її лише під час нападу. Це відбувалося б за рахунок збільшення швидкості метаболізму.
Звідки ж наш дракон міг узяти всю цю оцтову кислоту?
Вище ми згадували, що оцтова кислота має природне походження. Її утворюють оцтовокислі бактерії, коли окислюють етанол. Ці мікроби досить поширені. Їх можна знайти у квітах, солодкій їжі та алкогольних напоях.
Дракон міг перетворити своє тіло на середовище для розмноження оцтовокислих бактерій, дотримуючись дієти з цукрової, кислої та ферментованої їжі. Він також міг би полювати на тварин, які їли багато такої їжі. Потім він вступає у взаємовигідні відносини з бактеріями, де вони виробляють оцтову кислоту, необхідну для його вогняного дихання, а він забезпечує їх поживними речовинами у своєму тілі.
Оскільки його раціон складається з квітів, давайте назвемо цього дракона Кислотною Полеквіткою.
Крім створення палива для свого вогняного дихання, зв’язок Полеквітки з оцтовокислими бактеріями може захистити її від хімічних опіків, які зазвичай спричиняє оцтова кислота. Оцтовокислі бактерії мають природну стійкість до кислоти, яку вони виробляють. Цілком можливо, що клітини, які вистилають рот, горло та оцтовокислу камеру Полеквітки, могли б успадкувати цю стійкість через процес, який називається горизонтальним перенесенням генів.
Горизонтальне перенесення генів — це коли один організм отримує ДНК або РНК від іншого організму, який не є одним з його предків. Вчені виявили, що горизонтальне перенесення генів між еукаріотами, такими як тварини, і бактеріями насправді є поширеним явищем, і це може бути основним чинником еволюції еукаріотичних видів.
Отже, мутуалістичні стосунки з оцтовокислими бактеріями можуть стати основою для ефективного вогнедихання. Це може навіть захистити такого вогнедиха від корозійної дії його власного пального. Ідея кислотостійкості підводить нас до ще однієї важливої речі, від якої наш дракон потребує захисту — від власного вогню.
