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诺奖搞笑:可爱的企鹅如何把“便便”喷到1米外

发布日期:2020-07-19 20:30浏览次数:

有“海洋之舟”美称的企鹅是一种最古老的游禽,它们很可能在地球穿上冰甲之前,就已经在南极安家落户。企鹅虽然是鸟,但不会飞,行走时脚掌着地,身体直立,依靠尾巴和翅膀维持平衡,一摇一摆的,十分可爱。

不过,可爱的企鹅也有非常让人无语的一面。

在育雏的过程中,帽带企鹅(Chinstrap Penguin)和阿德利企鹅(Adélie penguin)不愿将卵不加保护地留在巢中,即使是在排便的时候,也不会走开,但是它们同时也不想让粪便污染巢穴。

因此为了同时确保了卵的安全性和巢穴的清洁度,它们只好选择将粪便喷射出去。

 

 

看到这里,大家一定会想知道这种鸟能将屎喷多远呢?它们需要产生多大的压力才能把屎喷出来呢?

2003 年的时候日本发光生物研究所(Research Institute of Luminous Organisms)的 Victor Benno Meyer-Rochow 教授带领团队前往南极探险,想收集当地的海洋蠕虫和被一种称为春虫的微小陆生昆虫的样本,以作进一步研究。

但在收集样本的过程中,他们还拍摄了大量的企鹅照片,用来演讲。在随后的一次演讲过程中,一名年轻女子对 Meyer-Rochow 一张企鹅在巢中孵卵的幻灯片提出了问题,她想知道照片中放射状的白色和粉红色线条是什么,以及企鹅是如何制造他们的。

 

 

这一问题激发了 Meyer-Rochow 教授的兴趣。他通过测量,得出企鹅便便喷射的长度大概在 30-40cm,随后与匈牙利洛兰德·埃特沃斯大学(Loránd Eötvös University)的 Jozsef Gal 教授一起计算将粪便喷出所需的直肠压力。

结果发现,企鹅将便便喷射出来时所需的压力大概在 10-60kPa。而正常人的直肠肌承受压力在 2.67kPa 左右,一旦压力超过 7.33 外括约肌和内括约肌都会松弛,直肠内容物就会不由自主的排出。显然,企鹅直肠所能承受的压力远高于人类。

这一研究在 2005 年成功斩获了当年的搞笑诺贝尔奖。对此 Meyer-Rochow 教授表示,“企鹅排便时的压力至少是汽车轮胎压力的一半,对于一个只有人类体积三分之一大小的小家伙来说,这个数值非常惊人。

 

 

而在最新的研究中,Kochi University 的 Hiroyuki Tajima 教授和高知县桂浜水族館的 Fumiya Fujisawa 注意到,2003 年的论文只考虑了水平方向的喷射,但企鹅排泄时粪便射出的角度明显不是水平的,特别是当巢穴位于较高的地方,或者企鹅可能站在岩石上的时候。

因此,研究者使用牛顿方程计算得出,企鹅粪便的最大飞行距离应该在 4.39 英尺也就是 1.34 米左右。他们也重新探讨了实现这种轨迹所需的直肠压力的问题,并发现它会比最初的估计值高一点。

 

 

但是,他们指出,他们的简化方程式并未考虑到粪便消化道和空气中的流体动力学,“它们留待以后的工作”。

至于为什么他们选择重新审视企鹅喷射粪便时所涉及的物理学,作者这样解释:“这种(粪便喷射)爆发有时会使饲养员在水族馆等饲养环境中感到尴尬。

 

因此,了解它们的粪便究竟可以喷射多远,实际上很重要。这样的信息能使饲养者免于危机,也对于为饲养者避免此类事件的发生,提供新的指导思路。”