


一头大象的直肠比猫的直肠长约 10 倍,但它们的排便时间却一样。这个难题可能没有难倒你——甚至可能你都没注意到——但它却让佐治亚理工学院的研究人员感到困惑。“动物的排便时间是如何保持恒定的?”,他们在他们的论文中字面意思如此问道——顺便说一句,这篇论文发表在《软物质》杂志上。“为了回答这个问题,我们首先测量了粪便。”
那么,我们开始吧。
如同所有出色的科学研究一样,他们首先定义了变量。例如,排便开始于 t=0,他们称之为“粪便的尖端出现时”。他们提供了四段单独的视频,以防万一你不太确定具体是什么时候。为了避免“稳态”排便(这是人类的排便方式)与兔子等动物产生小颗粒粪便之间的混淆,他们将研究范围限制在圆柱形粪便。请注意:这篇文章不会告诉你任何关于兔子颗粒状粪便的信息。
“但这些粪便有多大呢?”你几乎肯定没有在想这个问题。一截粪便的长度等于直肠的长度。别问他们是怎么测量到后一个数据的。
不仅仅是动物体内粪便的大小(也不是粪便中动物的大小)。关键在于黏液。是的——就是黏液。你以为这只是因为粪便本身就有点恶心,对吧?现在,还有黏液了。
黏液是大便过程的重要组成部分。它有一定的厚度和粘度,研究人员对这两者都进行了量化,并且这两者都随着动物体型的增大而变化。没错。老鼠的直肠里有一层很小(有些人可能觉得很可爱)的黏液,而大象的直肠里——好吧,你大概能想象出来。所有这些滑溜溜的东西都有助于粪便沿消化道排出,这需要直肠施加相当大的压力。你看,你可能没意识到,但你的粪便直径和你直肠的直径是匹配的,这意味着粪便不是像牙膏一样被挤出来的,而是“像雪橇一样从滑道上滑下来”。
基于他们对排便的各个方面进行详尽的测量,研究人员将他们的发现总结成一个连贯的数学模型。该模型包含七个变量和一个分数指数,但其要点是:排便所需的时间等于粪便的长度除以其速度。较大的动物可能产生较大的粪便,但它们也会对粪便施加更大的力,并有更多的黏液帮助它们沿直肠这条“肠道滑道”滑下。重力,如果你想知道的话,在这个方程中被忽略了,因为大多数哺乳动物的直肠是水平的(是的,这是“直肠”一个可接受的复数形式)。
研究人员确实承认,在腹泻的情况下,人类的消化道可能甚至不需要施加压力,而是可以让重力起作用。腹泻持续时间的方程涉及略有不同的变量,因为“腹泻发生得如此之快,以至于没有达到稳态”。他们估计,一个 70 公斤(约 154 磅)的人会在大约 0.5 秒内完成。另一方面,考虑便秘意味着要消除黏液的影响,他们假设在肠道堵塞的情况下,黏液已经被吸收了。在没有黏液且“粪便最坚硬”的情况下,他们估计在施加最大直肠压力的情况下,排便时间为六小时,但他们指出,由于肠壁可以变形以帮助粪便排出,实际的传输时间可能更短。
那么,为什么要研究哺乳动物排便的这些细节呢?这是个绝妙的问题。这群研究人员已经因其关于所有哺乳动物排尿时间约为 21 秒的研究而获得了2015 年的搞笑诺贝尔奖,所以他们可能只是想集齐一套。更普遍地说,现实情况是,胃肠道健康对你的健康至关重要。了解什么是正常的,对于了解什么是不正常的至关重要。
排便、排尿和放屁都是身体正常运作的重要信号。问问任何做过阑尾切除术的人就知道了。手术恢复后,你会走动,吃些东西,然后你必须证明你能排便或放屁。最好是两者兼有。如果你在没有医生或护士在场的情况下放屁,他们会稍微怀疑你,并问你现在能不能在这里放个屁,以便他们能够确定。不是说我们有过亲身经历之类的。排便提供了更确凿的证据。是的,这有点恶心,但它也表明你的消化道运作正常。我们都知道在工作时,在别人旁边的小隔间里方便会让人感到尴尬,所以下次请记住,你的身体只是在证明它有多健康。而且——这只需要 12 秒。
更正:由于研究中有些表格的标签令人困惑,此文章的早期版本曾提及大象一次排出近 4000 公斤的排泄物。那将是可怕的。我们很高兴我们弄错了。