搞笑诺奖续集：可爱的企鹅如何把“便便”喷到1米之外？_粪便

文 | 学术头条

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。”

资料来源：

https://arstechnica.com/science/2020/07/poopy-projectiles-penguins-can-fling-their-feces-over-four-feet-study-finds/

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