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研究发现不同动物的排便时长惊人一致

作者:- 文章来源:- 点击数:61 更新时间:2017/5/9 16:22:42

  新浪科技讯 北京时间5月8日消息,据国外媒体报道,古代人会通过粪便的形状、大小和质地诊断人体的健康状况。即使是今天,医生也会不厌其烦地询问你上次“肠道运动”的时间和细节。

  这当然是个难于启齿的话题。但我们必须按科学行事,因为我们避而不谈的事物照样会造成伤害。美国人每年因为肠易激综合征、炎症性肠病、肠胃炎和其它与粪便相关的疾病的医疗支出达数十亿美元之多。

  但我们研究粪便性状的主要动机并非阻止上述疾病的发生,而是出于某种更邪恶的目的。

  为人父母往往令人手足无措,需要我们学会一整套全新技能,其中之一就是分析粪便。

  多年来换尿布和训练如厕的经验使家长们从新手逐步成长为粪便“鉴赏家”。每位父母脑海中都会浮现出这些画面:坚硬的豌豆状粪便、光滑的长条状粪便、一滩褐色的水样粪便。

  和古人不同,我们不信通过儿童的粪便预测未来的那一套。但我们认为需要弄清为什么粪便具有不同的形状。在实验室中解答这些日常问题,大概是科学家的专有乐趣之一。

  几名流体力学专家与结直肠外科医生丹尼尔·朱(Daniel Chu)组建了一支研究团队。加入该团队的还有两名忠实的本科生坎迪斯·卡敏斯基(Candice Kaminski)和摩根·拉玛卡(Morgan LaMarca),她们负责给粪便拍照,并亲手从亚特兰大动物园的34种哺乳动物排泄物中挑选样本,测量这些粪便的密度和粘稠度。

  研究发现,大多数大象和其它食草类动物的粪便会漂浮在水面上,大多数老虎和其它食肉类动物的粪便则会沉入水底。我们还将粪便按臭味浓度排序,臭味最浓的是老虎和犀牛粪便,最淡的是熊猫粪便。亚特兰大动物园动物种类众多,它们的粪便形状不同、大小各异,这些都可以作为证据,检验我们提出的排便时长模型。

  研究人员还将动物粪便放在一种名叫“流变仪”的设备中,这是一种精密混合仪器,可测量巧克力、洗发水等半液态半固态的物质特性。

  他们还发现了什么?体型较大的动物往往粪便更长,但排便的速度更快。例如,一头大象每秒可排出6厘米粪便,约为狗的6倍。人类排便的速度则介于两者之间,每秒约2厘米。

  这样一来,虽然动物的排便量可能天差地别,但许多动物的排便时长其实都差不多,约为12秒(存在正负7秒误差)。考虑到大象粪便体积约20升,接近狗的1000倍,这一时间范围可以说相当有限。那么,为何体型较大的动物排便速度如此之快呢?

  研究人员发现,这是由于动物大肠内壁覆有一层极薄的黏液,厚度仅与人类发丝直径相当,因此研究人员只能通过测量黏液蒸发后、粪便重量的变化判断其厚度。虽然黏液层很薄,但无比润滑,黏度仅为粪便的100分之一。

  排便时,粪便就像一根硬邦邦的塞子般在肠道中蠕动。在理想情况下,粪便的长度与直径完全由动物的直肠和大肠形状决定。此次研究的重要发现之一便是,粪便会在从结肠到直肠的半路上伸长。

  将粪便长度与黏液的性质相结合,研究人员终于弄清了完整的动物排便过程。大型动物的粪便更长,但大肠内壁的黏液层也更厚,因此在同等压力下、能够更快地排便。若没有这层黏液,动物也许根本无法排便。黏液异常会引发多种疾病,如慢性便秘、甚至细菌感染等。

  除了满足好奇心之外,此次对粪便的研究或许还具有实际应用价值。研究数据可帮助我们研发宇航员使用的成人纸尿裤。宇航员希望能连续七天身着宇航服,但目前的纸尿裤不容他们这么做。受到粪便的黏性启发,研究人员设计了一款新型纸尿裤,可避免粪便与皮肤直接接触。这款发明在NASA于今年初举办的“太空便便挑战赛”(NASA Space Poop Challenge)中赢得了半决赛。

  这说明生活中处处离不开物理和数学知识,即使马桶也不例外。

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