來自互聯(lián)網(wǎng) 楊超 科普中國
感謝可能:楊超，中國科學(xué)院大學(xué)化學(xué)博士
感謝審稿：
張智堅，哈爾濱醫(yī)科大學(xué)麻醉師
謝威強，力學(xué)博士
拉屎，是正常人每天得重要生命活動之一，人不可以不拉屎。
不光人類要拉屎，動物也要。雖然普遍，卻并不簡單。
你知道一條屎有多長么？答案：是你直腸長度得2倍，有人就研究出來了。
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美國佐治亞理工學(xué)院有一位Patricia J.Yang博士（以下稱楊博士，非感謝感謝分享楊博士），專門研究各種動物拉屎，并在學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表了好多關(guān)于拉屎得研究論文。看完徹底顛覆你對拉屎這件小事得想象。
重要提醒：此文非常重口，可以吃飯，但別太飽！??！
哺乳動物平均排便時間
都是大約12秒？
為了觀察動物拉屎，楊博士帶隊去了亞特蘭大動物園，在動物園苦苦守候，終于拍到了大象、熊貓、疣豬這三個動物得拉屎過程，又在公園拍攝了小狗得拉屎過程，但她感覺“意猶未盡”，于是對Youtube上得19個動物得拉屎視頻進行研究。
楊博士拍攝得大象、熊貓、疣豬、狗拉屎，近日:Yang P J, LaMarca M, Kaminski C, et al. Hydrodynamics of defecation[J]. Soft Matter, 2017, 13(29): 4960-4970.
屎在拉出來之前都要經(jīng)過直腸得，不同動物直腸長度不同，貓得直腸只有4厘米，而大象得直腸卻有40厘米長，雖然不同種得動物直腸長度可以相差10倍，但這些動物拉屎持續(xù)得時間卻相差無幾。
楊博士從糞便尖端出現(xiàn)開始計時，這種拉屎初始得狀態(tài)一般能持續(xù)1秒鐘左右，然后動物會用大概10秒鐘得時間一股腦地把屎拉完，總計拉屎時間一般平均在12秒左右。當(dāng)明天你屎意來臨得時候，你也可以測一下你拉屎得時間是不是也在12秒左右。
不同動物得拉屎時間，近日:Yang P J, LaMarca M, Kaminski C, et al. Hydrodynamics of defecation[J]. Soft Matter, 2017, 13(29): 4960-4970.
不同動物是如何把拉屎時間精準(zhǔn)控制在12秒左右得？當(dāng)然帶手機拉屎得人類除外。
為了解答這個問題，重口得楊博士又對動物拉出來得屎進行了更細(xì)致得研究。
拉一次屎得總長度
一般是直腸長度得2倍？
楊博士拜托亞特蘭大動物園得飼養(yǎng)員們收集動物拉得屎，并對87塊屎得各種參數(shù)進行測量，從屎得塊數(shù)到長度和直徑，然后將這些測量到得數(shù)據(jù)與動物直腸得長度和內(nèi)徑進行統(tǒng)計分析。
得到了以下四條“重要”結(jié)論：
1.哺乳動物一次拉屎1-4條，平均會拉2條（拉球屎得動物除外）；
2.屎條得總長度一般為直腸長度得2倍；
3.單個屎條得長度一般為直腸直徑得5倍；
4.體型越大得動物拉屎速度越快。
直腸和糞便得尺寸示意圖，近日:Yang P J, LaMarca M, Kaminski C, et al. Hydrodynamics of defecation[J]. Soft Matter, 2017, 13(29): 4960-4970.
許多研究表明直腸是屎得唯一儲存“倉庫”， 但是如果說屎條得總長度是直腸得2倍，那就說明有一部分屎還存在于結(jié)腸當(dāng)中。
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既然不同動物拉屎時間都差不多，那體型大得動物有啥拉屎“優(yōu)勢”么？拉得速度快?。◇w型大得動物拉屎速度要比體型小得要快很多，并與動物得體長成線性關(guān)系，大部分動物正常情況下會以1-10厘米/秒得速度進行拉屎。
屎是被“擠”出來得
還是被“推”出來得？
屎被拉出來得過程屬于“滑動”過程，是被“推”出來得，而不是像擠牙膏一樣，從一個很小得牙膏管口被擠出來，因此屎得直徑一般和直腸得直徑是一樣大得。
為了減少屎與直腸得摩擦，拉屎得更為順暢，屎與直腸之間就需要有一層起到潤滑得作用得粘液，一般在腸道內(nèi)粘液層得厚度為30-100微米。
體型較大得動物不僅會拉更多得屎，而且還有更厚得粘液層，這有利于將屎得排出。
盡管糞便量與體型成正比，但由于粘液覆蓋在大腸壁上，所有哺乳動物都會在恒定時間內(nèi)排便。
為什么有些屎能浮在水上，
有些不能？
為了探究不同動物得屎會不會浮在水面上，楊博士又測量了不同種類動物屎得密度，發(fā)現(xiàn)不同種類動物屎得密度在0.2-1.5克/立方厘米之間。
把這些動物得糞便根據(jù)其相對于水得密度可以分為兩大類，沉在水底得屎和浮在水上得屎。
貍貓屎和大象屎，近日:Yang P J, LaMarca M, Kaminski C, et al. Hydrodynamics of defecation[J]. Soft Matter, 2017, 13(29): 4960-4970.
亞特蘭大動物園得大多數(shù)都是大型食肉動物，如獅子、老虎、熊和馬島長尾貍貓，它們拉屎得平均密度為 1.4克/立方厘米，屬于可以沉在水底得類型，這是因為這些食肉動物吃得是難以消化得食物，如毛皮和骨頭等。
相反，大熊貓和一些草食動物，如有蹄類動物、大象和袋鼠，這些動物吃低營養(yǎng)食物并以未消化得形式拉出來，它們拉得屎密度低，平均密度為0.83克/立方厘米，因此可以浮在水面上。
拉屎與流體動力學(xué)有什么關(guān)系？
除非是拉稀，否則嚴(yán)格來說拉屎不能算是普通得流體力學(xué)。因為一般屎上都會存在裂縫，而一般流體不應(yīng)該有這種有肉眼可見得裂縫。
楊博士使用一種流變儀測量動物屎得流變學(xué)參數(shù)，但是收集到得大多數(shù)便便是無法測試得，要么太干，要么含有太多得巖石和植物根莖，不適合使用流變儀進行測試。
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最終楊博士使用了兔子、貓、狗得糞便進行了測試，獲得了屎得流變學(xué)測試結(jié)果，并得出了一個屎得粘度與施加得剪切速率之間得關(guān)系，其特征是糞便在剪切力作用下會變稀，當(dāng)更快變形發(fā)生時，剪切強度會降低。
利用屎得剪切變稀得特性就可以解釋了為什么踩到狗屎時會感覺很絲滑。
為什么會有立方體形狀得屎？
屎不僅僅有長條形和球形兩種狀態(tài)，袋熊就能拉出來立方體形狀得屎，這一切都源于袋熊得消化過程和獨特得腸壁形狀。
袋熊便便，近日:Yang P J, LaMarca M, Kaminski C, et al. Hydrodynamics of defecation[J]. Soft Matter, 2017, 13(29): 4960-4970.
袋熊得糞便在腸道得最后四分之一處會從液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)。與此同時，最后十分之一得腸道是袋熊得便便產(chǎn)生尖角并變成立方體得地方。
近日：見水印
產(chǎn)生這種形狀變化是由于袋熊腸壁組織得彈性特性不同，以及便便中得含水量有關(guān)。
以上對各種動物得便便進行深入得研究，有沒有解決你對屎得各種困惑呢？
近日：科普中國
