Download: Necrophysics — Brief Report: Subzero Effects

NEKROFYSIIKKA — LYHYT RAPORTTI

Pakkasen vaikutus Z-viruksen isäntiin

Operatiiviset johtopäätökset pohjoisen talvikauteen

Tiivistelmä

Pakkaset heikentävät zombien toiminnallista kapasiteettia Q10-ilmiön kautta, lisäävät rakenteellista hauraustta (jääkiteet, kuivuminen) ja pidentävät torpor-tilassa säilymistä. Kokonaisvaikutus: uhka laskee jyrkästi, vaikka yksilöt voivat “säilyä” pidempään lepotilassa. Tämä raportti kokoaa kynnysarvot ja käyttäytymisprofiilit.

---

1) Keskeiset havainnot

• Q10-vaikutus: noin 10 °C lasku puolittaa “tehollisen” aktiivisuuden; yöpakkaset työntävät zombit torporiin.

• Jäätyminen & kuivuminen: solunulkoiset jääkiteet repivät kalvoja, vesi siirtyy ulos → kollageeni/jänteet haurastuvat; sulamis–jäätymis-syklit rikkovat rakenteita.

• Motoriikka hidastuu: reaktioviive kasvaa (≈1–5 s), burst-ikkuna lyhenee (≈5–20 s), kaatuminen helpottuu.

• Kesto vs. vaarallisuus: kylmä pidentää torpor-seisomista (viikoista kuukausiin), mutta vaarallisuus laskee; kevään sulamispiikki voi hetkeksi aktivoida rakenteellisesti rikkoontuneita yksilöitä.

---

2) Operatiiviset kynnysarvot (peukalosääntö)

• 0…−5 °C: hidas drift, lyhyet purkaukset.

• −5…−10 °C: torpor dominoi; pitkiä pysähdyksiä.

• −10…−20 °C: jäätyvä vaihe; nivelet hauraita, murtumariski.

• < −20 °C: brittle-mode; pienikin isku katkoo raajoja.

  3) Taulukko 1 — Lämpötila → odotettu käyttäytyminen 

  Lämpötila	Metaboliatila	Motorinen käytös
  +5…0 °C	Drift + lyhyet burstit	Reaktio 1–3 s; purkaukset lyhyitä
  0…−5 °C	Hidas drift; torpor-alku	Pitkiä pysähdyksiä; helppo kaataa
  −5…−10 °C	Torpor hallitsee	Paikallaanolojaksoja
  −10…−20 °C	Jäätyvä vaihe	Haurastuvat nivelet
  < −20 °C	Brittle-mode	Minimaalinen liike; helposti hajoava

   

  4) Kuviot (sanallinen kuvaus)

• Kuva 1 — Suhteellinen toimintakyky vs. lämpötila (Q10≈2): käyrä laskee eksponentiaalisesti kohti nollaa, kun lämpötila putoaa +10 °C → −30 °C.

• Kuva 2 — Rakenteellisen haurauden riski: loiva nousu nollan tuntumasta, 50 % riski ~−12 °C, jyrkkä kasvu kylmempään mentäessä.

  
  
  
  
  
  
   
  
  
  
  5.Menetelmäviite (mallinnus)

• Toimintakyky ~ Q10-malli: suhteellinen kapasiteetti ≈ $2^{(T-10)/10}$2(T−10)/10, rajattu 0–1:een.

• Haurausriski: logistinen nousu, mediaani ~−12 °C (freeze–thaw-kumulatiivinen vaurio).

• Kenttäparametrit: reaktioviive 1–5 s, burst-ikkuna 5–20 s, koirien rotaatio 5/15.

  Q10-malli on lyhyt tapa kuvata, kuinka paljon biologisen prosessin nopeus muuttuu 10 °C lämpötilamuutoksessa.

  Määritelmä

• Q10 = suhdeluku nopeuksille 10 °C:n erolla.

• Kaava:

  $$R_2 = R_1 \times Q_{10}^{\frac{(T_2 - T_1)}{10}}$$R2​=R1​×Q1010(T2​−T1​)​​

  missä $R$$R$ on prosessin nopeus (tai “tehollinen kapasiteetti”) lämpötilassa $T$$T$.

Tyypilliset arvot

• Monille biologisille reaktioille Q10 ≈ 2 (joskus 1.5–3).
  → jokaista 10 °C viilenemistä kohti nopeus puolittuu; 20 °C viilennyksessä neljännes.

Nopea esimerkki (Q10 = 2)

• +10 °C → 0 °C: $R_2 = R_1 \times 2^{-1} = 0.5\,R_1$R2​=R1​×2−1=0.5R1​

• +10 °C → −10 °C: $R_2 = R_1 \times 2^{-2} = 0.25\,R_1$R2​=R1​×2−2=0.25R1​

Q10-malli on pätevä maltillisilla lämpötila-alueilla (ei jäätymistä/denaturointia). Äärimmäisissä olosuhteissa (jäätyminen, kuumeneminen) Q10 hajoaa – silloin mekaaniset vauriot tai entsyymien hajoaminen dominoivat.

 

Hidas thanatometabolia – malli

Kolme tilaa (automaattinen vaihtelu ärsykkeen mukaan):

1. Torpor (lepotila): lähes paikallaan; refleksejä pidetään “henkilinjalla”.

2. Drift (laahustus): hidas, vaistomainen eteneminen kohti ääntä/lämpöä.

3. Burst (rynnistys): lyhyt, kallis purkaus (sekunteja–kymmeniä sekunteja), jonka jälkeen paluu torporiin.

Energiahuolto (järjestys): glykogeeni → proteolyysi/autofagia → lipolyysi. Anaerobinen glykolyysi tuottaa laktaattia → pH laskee → liike jäykistyy → pakko hidastaa.

Mallinnuksessa käytetyt viitearvot:

• Ihmisen RMR ~ 1 500 kcal/vrk.

• Zombin torpor-kulutus  ~ 5–15 % RMR:stä ⇒ 75–225 kcal/vrk.

• Käytettävissä oleva varasto (keskimääräinen zombi):

  • rasvaa 5 kg ≈ 5 × 7 700 = 38 500 kcal

  • glykogeeni/proteiini käyttökelpoista lisäenergiaa ≈ 3–4 000 kcal

  • mutta perfuusio/kuivuminen/mätäneminen syö osan → vain 10–20 % näistä realisoituu

• Toiminnallinen kesto kylmässä/kuivassa:

  • 10 % hyötysuhde: ~ 4–8 viikkoa (torpor-painotteisena)

  • 20 % hyötysuhde: jopa 2–3 kuukautta, mutta liike hyvin hidasta, “päiväaktiivisuus” voi pudota tunteihin

    Käytännön kokeissa saman kokoiset ruumiit käyttäen kuumassa ja kosteassa kesto romahtaa (kuivuminen, entsyymihajoaminen): 2–5 vrk aktiivisella laahustuksella, 1–3 viikkoa lauhassa.

    Mitä hidas metabolia näyttää (havaittu kenttäolosuhteissa)? Askeltaajuus on matala, noin 0,3–0,6 Hz (1 askel ~2–3 s), “lukkiutuvat” nivelet, pitkät pysähdykset. Vuorokausijakso: kylmä yö/selkeästi pakkasta = lähes patsaana; aurinkoinen hetki lisää “driftiä” 10–30 min jaksoksi. Reaktio-viive ärsykkeelle 1–5 s; purske kestää 5–20 s → heti sen jälkeen horjahdus ja pysähdys. Laktaatti-/hajumerkki: makean-hapan haju; kosketuksessa kudos tuntuu kylmältä ja jäykältä.

  Säämuutoksista/pakkasesta huolimatta zombit eivät silti kestä “ikuisesti”, koska ionipumput (Na⁺/K⁺) tarvitsevat ATP:tä: jos painat kulutuksen liian alas, johtuminen pettää → liike hajoaa fragmentiksi. (Ionipumppu on solubiologinen mekanismi, joka on elintärkeä elimistön toiminnalle. Se ei ole yksittäinen elin tai rakenne, vaan solukalvossa sijaitseva proteiinirakenne, joka kuljettaa ioneja aktiivisesti solun sisään tai ulos. Tämä kuljetus vaatii energiaa, joka saadaan yleensä ATP-molekyylin hajottamisesta. Tämä mahdollistaa esimerkiksi hermoimpulssien kulun ja lihassupistukset.) Zombien rakenteellinen vika kiihdyttää tuhoa: jänteiden mikromurtumat kumuloituvat, kollageeni haurastuu → lopetus tällaisessa tapauksessa tulee mekaanisena ennen polttoaineen loppua. Lisäksi zombeja vaivaa kuivuminen: entsyymit eivät toimi, kudokset murenevat; ja vaikka kylmä hidastaa, se ei korjaa vaurioita.
   
  Huomioi, että sienen aiheuttama zombi hyötyy hitaasta “lepotilasta”. Se toimii kosteassa ja viileässä kuukausiakin — mutta kuivuus/UV katkaisee nopeammin toiminnan.