кал вомбата какой формы
Ученые окончательно разобрались, почему у вомбатов квадратные фекалии
Ученые из Австралии и США окончательно разобрались в механизме формирования квадратных фекалий у вомбатов и даже воссоздали этот процесс с помощью математических моделей.
Исследования на эту тему велись с 2018 года. Ученые предположили, что все дело в квадратной форме ануса, но он оказался круглым. Была версия, что вомбаты придают своему калу форму после дефекации, но она также не подтвердилась.
Со временем загадку удалось разгадать — весь секрет был в эластичности кишечника животных. За это открытие исследователи удостоились Шнобелевской премии по физике в 2019 году.
Их новая работа опубликована в журнале Soft Matter, пишет ПМ. Она ставит точку в вопросе появление кубиков кала. В ней приведены доказательства того, что плоские грани и острые углы формируются благодаря чередованию жестких и мягких областей в последних 17% десятиметрового кишечника вомбата.
«Повышенный коэффициент жесткости и более высокое число Рейнольдса приводят к появлению более квадратных форм. Углы возникают из-за более быстрого сжатия в жестких областях и относительно более медленного движения в центре мягких областей», — говорится в исследовании.
Ученые считают, что понимание этого процесса может привести к появлению новой технологии изготовления кубиков. Обычно исходный материал заливается в нужную форму или вырезается постфактум. Теперь человечество знает третий способ. Так, например, можно будет делать квадратные сосиски.
Вомбаты — единственные известные животные, фекалии которых имеют кубическую форму. За ночь одна особь может сделать до 100 отложений кала. Этими кучками вомбаты метят свою территорию. Из-за квадратной формы фекалии не скатываются по склонам, это удобно.
Также вомбаты размещают кал на видных местах, чтобы общаться друг с другом. Постройка из фекалий — отличный способ заявить о себе.
Фекалии-кубики: ученые раскрыли загадку экскрементов австралийского вомбата
Австралийские сумчатые могут производить до 100 экскрементов-кубиков за ночь
Ученые в США заявляют, что выяснили, как и почему вомбаты производят экскременты в форме кубиков. Это единственный известный вид животных, обладающих такой способностью.
Это австралийское сумчатое млекопитающее может производить до 100 отложений кала за ночь, этими кучками они метят свою территорию. Кубическая форма помогает предотвратить скатывание по склонам.
Несмотря на то, что у них такие же круглые анальные отверстия, как у других млекопитающих, вомбаты не производят круглые гранулы, трубчатые катышки или беспорядочные кучки.
Ученые обнародовали результаты исследования, заявив, что «лепить» кубики из кала вомбатам удается благодаря эластичности кишечника.
Изучив пищеварительные тракты вомбатов, которых пришлось усыпить после дорожных происшествий в Тасмании, команда, возглавляемая Патрисией Янг, представила результаты исследования на ежегодной встрече Американского физического общества Fluid Dynamics в Атланте.
Автор фото, National Poo Museum
Экскременты вомбата уникальны благодаря своей форме
Ученые сравнили кишечник вомбата с кишечником свиней, вставив воздушный шар в желудочно-кишечный тракт животных, чтобы увидеть, как он растягивается, чтобы вместить шар.
В организме вомбатов фекалии переходят из жидкого состояния в твердое в последней четверти кишечника, но затем на самой последней стадии, в финальных 8% длины кишечника, благодаря разной степени эластичности стенок экскременты принимают форму отдельных кубиков.
Таким образом, объясняют ученые, вомбаты производят кубики с гранями размером примерно в 2 см, и они единственные в природе, обладающие такой способностью.
Физики смоделировали образование кубического помета вомбатов
Изображение компьютерной томографии заднего прохода вомбата
Patricia J. Yang et al. / Soft Matter, 2021
Биологи и инженеры изучили ткани кишечника вомбата и промоделировали воздействие стенок толстой кишки на каловые массы, после чего пришли к выводу, что за квадратное сечение кала вомбатов ответственна неоднородность кишечника по толщине и жесткости в зависимости от азимутального угла. Уже через несколько циклов сжатия квадратность сечения достигла значений реальных фекалий, а закрепить прямоугольную форму позволяет высушивание кала. Статья опубликована в журнале Soft Matter.
Вомбаты — сумчатые млекопитающие, обитающие в Австралии и на острове Тасмания. Взрослая особь вомбата весит 20-35 килограмм, при этом длина их кишечника сравнима с человеческим: 6-9 метров. Кал вомбатов имеет форму кубиков — этот факт известен еще с середины двадцатого века. С того времени биологи придумывали такой необычной форме разные объяснения: например, фекальные массы могли сжиматься между костями таза или благодаря квадратной форме сфинктера, а также параллельным блокам продольных гладких мышц в слепой кишке. Однако гипотезы были лишь предположениями, а не полноценными исследованиями. Вомбаты используют квадратную форму кала для метки границ своей территории — помет не скатывается с камней, бревен и других возвышенностей.
Вопрос — как помет вомбатов получается квадратной формы — не дает покоя ученым, так как это может быть принципиально новый способ получения прямоугольных структур, отличный от экструзии, формования или нарезки. К тому же, форма помета может говорить о качестве питания и состоянии желудочно-кишечного тракта.
Два года назад мы писали о докладе на конференции, посвященному квадратной форме помета, а теперь Патрисия Янг (Patricia J. Yang) и Александр Ли (Alexander B. Lee) с коллегами из института технологии Джорджии и Тасманийского университета изучили кишечники трех короткошерстных вомбатов (Vombatus ursinus), пострадавших во время автомобильной аварии. Ученые вскрыли один из кишечников и обнаружили, что формирование прямоугольных фекалий происходит в последних двух метрах кишечника.
Кишечник одного из вомбатов: кубические фекалии образуются только в толстой кишке
Patricia J. Yang et al. / Soft Matter, 2021
Ученые выяснили, почему экскременты вомбатов имеют форму куба. Оказывается, это важно!
Современные ученые делают удивительные открытия, объясняя вещи, над которыми люди ломали головы столетиями. Иногда результаты работы исследователей бывают очень странными, но они всегда находят способ оправдать потраченные усилия и финансы, придумывая способы их применения. Казалось бы, какой прок с того, что австралийский сумчатый зверек вомбат какает кубиками? Но если разобраться…
Давно известно, что вомбаты — наиболее умные сумчатые млекопитающие и ничего просто так в этой жизни они не делают. Поэтому удивительная способность зверьков производить фекалии в форме кубиков занимала ученых с самого момента открытия Зеленого континента.
Кубические фекалии — это не просто прихоть эволюции. При помощи такого хитроумного способа вомбаты заставляют свой кал оставаться на склонах холмов и не скатываться вниз. Зачем это им нужно? Все просто — в мире вомбатов таким способом метят свою территорию взрослые особи.
Прорыв в этой сфере сделали американские физики из Технологического института Джорджии. Они подобрали на шоссе на острове Тасмания двух сбитых машинами животных и начали тщательно изучать их внутреннее строение. Выяснилось, что длина кишечника взрослого вомбата достигает 11 метров, но это мог бы определить даже дотошный и не слишком брезгливый школьник-натуралист.
Но дальше становится интересно. Фекалии животного, перемещаются по кишечнику в жидком виде, но постепенно приобретают форму (и содержание), а к моменту выхода из организма сформированы в те самые кубики. Чтобы понять принцип этого преобразования, американские инженеры наполнили кишки мертвых вомбатов небольшими воздушными шарами и надули их.
Рассматривая растянутый кишечник, ученые поняли, что кубики из каловых масс формируются благодаря локальным деформациям кишки. Плоские грани и углы ваяются благодаря чередованию жестких и мягких областей кишечника. Кроме этого, было установлено, что процесс этот не быстрый и пока какашки двигаются к выходу, они успевают затвердеть. Поэтому через анальное отверстие они проходят без повреждений, сохраняя строгие геометрические пропорции.
Ну а какой прок от этого фекального открытия человечеству? Американцы утверждают, что технология, которую используют бездумно вомбаты, может быть применена в пищевой промышленности, для формирования квадратных сосисок и колбас. Не откажутся от нее и производители строительных материалов, где в настоящее время прямоугольные конструкции примитивно, по старинке, отливают в формах или изготавливают методом прессования.
Понравилось? Хотите быть в курсе обновлений?
Подписывайтесь на наш Instagram, страницу в Facebook или канал в Telegram.
Ученые наконец-то выяснили, почему у вомбатов квадратные какашки
Авторы исследования из Австралии и США в качестве отправной точки взяли свою же работу 2018 года, в которой предварительно объяснили загадку формы фекалий вомбата. Теперь они провели необходимые эксперименты и пришли к окончательным выводам.
Квадратная форма получается за счет того, что кишечник вомбата поделен на несколько «отделений», два из которых более жесткие, а еще два — более гибкие. Длина кишечника вомбата около 10 м, то есть приблизительно в 10 раз длиннее тела среднестатистического вомбата.
Придать форму фекалиям помогают «ритмические сокращения» гибких и жестких частей кишечника и медленное передвижение экскрементов по внутренностям животного. Пищеварительный процесс вомбата до четырех раз дольше, чем у людей, которые обычно полностью переваривают пищу за день-два.
Для того чтобы узнать все это ученые использовали трупы вомбатов, математические модели и лабораторные исследования.
Вомбаты известны своим острым нюхом. По одной из теорий, которая объясняет квадратную форму фекалий вомбатов, животные используют свои экскременты для коммуникации со своими сородичами, а квадратные какашки с меньшей долей вероятности могут куда-нибудь укатиться. Животные обычно оставляют фекалии недалеко от дома.
Ученые считают, что их выводы в будущем могут помочь в создании материалов определенной формы, а также для диагностики некоторых видов рака.
Авторы работы в 2019 году получили Шнобелевскую премию за исследования, которые «сначала смешат, а потом заставляют задуматься».