

袋熊拥有由骨骼组成的保护性外壳,以及厚实的脂肪和肌肉层,可以抵御侵入洞穴的捕食者,它们的肛门解剖结构非常奇特。本周末在美国物理学会会议上发表的一篇新论文,揭示了这种有袋动物臀部奇特之谜——它粪便的形状。
袋熊的粪便是立方体形状的,这是一个你应该记住的事实,以防在酒吧的知识竞赛中遇到。这并非新鲜事——人们对这种方形粪便已经好奇了很久。过去研究袋熊粪便的学者推测,可能是现存的三个袋熊物种肛门是方形的,从而在粪便排出体外时将其塑造成致密的方形小块,或者可能是袋熊的胃以某种方式将食物消化成这种不寻常的形状。佐治亚理工学院的机械工程师Patricia Yang找到了真正的答案。她希望她的发现能帮助人类开发一种新的制造立方体的方法。

Yang在今年早些时候的一次会议上了解到袋熊不寻常的粪便形状后,便开始寻找真相。她和她的三位合著者获得了在塔斯马尼亚州被汽车撞死的袋熊留下的新鲜肠道。(与许多动物一样,袋熊受到人类活动侵扰的威胁,还受到疥螨(一种传染性皮肤病)的侵害。)对于Yang来说,她最初不相信袋熊的粪便可能是立方体的,因为这种形状在自然界中非常罕见,亲眼看到它们棱角分明的样子,她表示“很惊讶”。
研究小组发现,肠道上部的粪便呈液体状且柔软,而在肠道最后8%的部分,粪便呈现出标志性的立方体形状,并且非常非常干燥。袋熊肠道的最后一段,其壁的弹性程度各不相同。粪便对肠壁的压力将其塑造成直径不到一英寸的小立方体。
“这项工作是工程师和生物学家之间的合作,”Yang说。她的合著者Scott Carver是塔斯马尼亚大学的野生动物生态学家。Yang希望这项发现能帮助人们关注袋熊奇特有趣的世界,并提高它们的知名度。她还希望这项发现能带来有助于工业界的见解。“目前我正在考虑食品制造,”她在今天早些时候举行的新闻发布会上说。她考虑的不仅仅是巧克力方块:她还在考虑动物饲料,比如马的干草包。
虽然现在科学家们知道了袋熊的粪便如何变成方形,但我们仍然只有关于“为什么”的假设。Yang的理论是,这种可堆叠的形状有助于袋熊用粪便清晰地标记领地——但其他人并不完全确定。“我对可堆叠的想法不完全确信,”研究自然界流体力学的康奈尔大学工程师Sunny Jung说。研究袋熊的阿德莱德大学的Mike Swinbourne在接受《国家地理》杂志采访时表示,他也不被说服,并推测强迫粪便形成这种不寻常的形状,更有可能是为了从中挤出每一滴急需的水分。和以往一样,还需要更多的研究,但至少一个长久存在的谜团已经得到了解决。