Vylučovanie trvá slonovi aj mačke rovnako dlho. Vedci skúmali, prečo je to tak

Slon, pes, mačka, ale aj človek a myš. Všetky tieto cicavce potrebujú rovnaký čas na vyprázdnenie, hoci majú rozdielnu veľkosť a stravu. Prečo je to tak?

Preskúmala to skupina amerických vedcov pod vedením Davida Hua. Svoju štúdiu, ktorú nazvali Hydrodynamika vyprázdnenia, publikovali koncom minulého mesiaca vo vedeckom žurnále Soft Matter.

Tento časopis zvyčajne publikuje výskum mäkkých tkanív, polymérov, hydrogélov a koloidných zmesí a opisuje ich fyzikálne, biologické a chemické vlastnosti.

Nová štúdia opisuje hydrodynamiku vyprázdňovania výkalov naprieč rôznymi druhmi cicavcov, ktorých stolica má cylindrický tvar (bobky zajacov a kôz preto nemohli byť do štúdie zahrnuté).

Výskumníci sa preto zamerali na štúdium defekácie slonov, pánd a divých prasiat v atlantskej zoo, psov v miestnom parku spolu s 19 videami z portálu YouTube.

Skúmaním záznamov vyprázdňovania týchto cicavcov zistili, že každému z nich trvá vylučovanie takmer rovnako dlho: približne 12 (±7) sekúnd (autori merali čas od chvíle, keď sa výkaly objavili v análnom otvore, až po čas, keď zo živočícha vypadli).

Tajomstvo je v hliene

Zistenie, že cicavcom trvá defekácia približne rovnaký čas, je prekvapením, lebo živočíchy majú rôznu veľkosť (vezmite si napríklad taký rozdiel medzi tigrom a potkanom) a líšia sa aj objemom vylúčenej stolice.

Presnejšie: 66 percent skúmaných zvierat potrebuje na vyprázdnenie konečníka 5 až 19 sekúnd. Pritom objem vylúčenej stolice je u slona 20 litrov, čo je takmer 2-tisíckrát viac ako u psa (10 mililitrov).

Možné je to vďaka vrstve hlienu, ktorý sa prirodzene nachádza v konečníkoch všetkých uvedených zvierat. Hlien obaľuje stolicu počas defekácie, vďaka čomu dochádza k jej vylúčeniu rovnakou rýchlosťou, hoci sa veľkosť konečníkov a množstvo stolice líšia.

Zvieratá totiž počas defekácie používajú rovnakú silu svalstva. Vrstva hlienu závisí od veľkosti zvieraťa – u slona bola omnoho hrubšia ako u myši.

Ako boby na bobovej dráhe

Medzi ďalšie zaujímavé zistenia tejto štúdie patrí aj skutočnosť, že čím je zviera väčšie, tým dlhšie kusy stolice produkuje, čo vplýva na rýchlosť vylučovania (na porovnanie, slon vylučuje stolicu šesťkrát rýchlejšie než pes). Ako autori vysvetlili pre The Conversation, „rýchlosť defekácie u ľudí je približne 2 centimetre za sekundu“.

Vedci vypočítali aj čas, ktorý by sme potrebovali na vyprázdnenie konečníkov, ak by stolicu neobaľovala vrstva hlienu. „Čas potrebný na defekáciu tuhej stolice bez prítomnosti hlienu by bol 10⁷ sekúnd, teda 524 dní. Ak by človek v tejto situácii aplikoval maximálny možný tlak (4,7 kilopascalov), čas by sa znížil na 6 hodín.“

Dôležitosť rektálneho hlienu, ktorý u človeka tvorí vrstvu hrubú ako ľudský vlas, je teda viac ako zjavná.

Ďalšou zaujímavosťou je, že stolica sa v konečníku pohybuje ako zátka. Počas vylučovania teda nejde o proces podobný vytláčaniu farby z tuby, ale – ako vravia autori – skôr o činnosť, ktorá sa podobá na pohyb bobov na bobovej dráhe.

Stolica sa navyše nenachádza iba v konečníku, no býva aj dvakrát taká dlhá ako konečník. To znamená, že aj časť hrubého čreva slúži ako úložisko stolice pred jej vylúčením. Ide o doteraz neznámy poznatok.

Prečítajte si

Vyhlásili Ig Nobelove ceny, cenu za mier dostala štúdia o „kravinách“, „ocenili“ aj Volkswagen za emisné podvody

Hydrodynamika defekácie

Význam svojho výskumu opísali autori v štúdii takto: „Fyzika procesu, ktorým dochádza k vylúčeniu stolice z konečníka, nie je dobre preskúmaná… Jej porozumením prinesieme nové informácie pre medicínsku diagnostiku a vývoj plienok či inkontinenčných produktov (inkontinencia je samovoľný únik moču – pozn. red.). Okrem toho sa tieto poznatky dajú použiť na vylepšenie metód transportu ľudskej stolice, ale aj stolice domácich miláčikov a poľnohospodárskych zvierat.“

Skupina profesora Hua má záľubu v bizarných výskumoch. Ešte v roku 2013 publikovali výskum rýchlosti močenia cicavcov. Mimochodom, tento proces nezávisí od veľkosti zvieraťa a trvá 20 až 40 sekúnd.

Keďže im tento výskum priniesol udelenie Ig Nobelovej ceny, možno sa ho dočkajú opäť aj so štúdiom fyziky defekácie.

Vedci sa venujú aj viac „mainstreamovému“ výskumu – napríklad zistili, prečo je žabí jazyk taký lepkavý; že chĺpky na nohách včiel sú ideálne na zachytenie peľu, a teda na opeľovanie rastlín; alebo že hady hýbu svojimi šupinami na zvýšenie trenia počas pohybu.

Prečítajte si

Vedci zistili, prečo je žabí jazyk taký lepkavý

Dostupné z doi: 10.1039/C6SM02795D