Вомбат фекалии: Фекалии-кубики: ученые раскрыли загадку экскрементов австралийского вомбата

Вомбаты какают кубиками, а древние люди явно ели сыр с плесенью. Зачем ученые изучают фекалии? — Сноб

Фекалии человека и животных могут рассказать о мире больше, чем мы думаем. Вот одна из последних научных новостей — ученые узнали по экскрементам, что в Альпах 2700 лет назад люди ели сыр с плесенью и запивали его пивом. Про алкоголь исследователи были в курсе, но о сыроварении не подозревали. Зачем еще ученым изучать фекалии — в материале «Сноба»

Фото: Getty Images

Чтобы узнать, как исчезали древние цивилизации

Ученые анализируют фекальные остатки в слоях донных отложений и так получают информацию о популяциях цивилизаций. Например, население цивилизации майя менялось в зависимости от климатических изменений, выяснили канадские исследователи в 2021 году. Они сравнили данные, полученные после анализа фекалий жителей города Ицан, с исторической информацией о климате. Кроме того выяснилось, что Ицан возник на 650 лет раньше, чем считалось.

Таким же образом в 2019 году именно фекалии указали на упадок цивилизации Кахокии из-за наводнений и засухи. Город находился на берегу Миссиссипи и был крупнейшим поселением на территории современных США. В 1150 году после многолетней засухи там произошла череда наводнений, и численность населения начала сокращаться. К XIV веку место было заброшено.

Чтобы восстановить маршруты полководцев

О том, что карфагенский полководец Ганнибал мог пересекать Альпы по перевалу Коль де ла Траверсет во время войны с Римом, ученым помог узнать навоз. В 2015 и 2016 годах было опубликовано исследование (1,2) о том, что на потенциальном альпийском маршруте полководца, на большой высоте, где местные жители, скорее всего, не пасли скот, нашли остатки огромной кучи фекалий 2000-летней давности. Их могли оставить тысячи лошадей и боевые слоны, которых Ганнибал взял в поход. Гипотеза пока не подтверждена. Ученые отмечали, что если бы на перевале удалось найти признаки слоновьих фекалий, то это бы стало ключом к исторической загадке.

Чтобы понять, почему мы болеем

В последние годы с помощью фекалий стали активно изучать микроорганизмы, которые жили в кишечниках древних людей и живут в организмах современных. В 2019 году ученые даже придумали новое слово в науке — In fimo. То есть экспериментальное изучение экскрементов. Термин происходит от латинского fimus — «навоз».

В недавнем международном исследовании ученые сравнили микробную ДНК в человеческих фекалиях возрастом 1000–2000 лет и фекалиях современных людей. Было сделано два важных наблюдения:

• Микроорганизмы в кишечниках древних и современных людей отличаются.
• Микробиом кишечников людей, которые живут в развивающихся странах, ближе к микробиому древних — и это, скорее, хорошо. А в развитых странах ситуация может быть тревожной. Ученые обеспокоены тем, что европейцы уничтожают микроорганизмы внутри себя, потому что живут в стерильной среде, едят обработанную пищу и пьют антибиотики.

«Есть теория, что микробиом человека в последнее время исчезает, и это одна из причин, по которой мы наблюдаем рост хронических заболеваний», — объяснил соавтор исследования Александр Костич, микробиолог из Гарвардской медицинской школы в Бостоне. Вопрос дезинфекции пространства — палка о двух концах, уверен ученый.

Также удалось выяснить, что в образцах кала жителей Европы и Северной Америки есть вид бактерии, который продуцирует слизь в кишечнике. Это приводит к  воспалениям, ожирению, диабету. У жителей развивающихся стран этого вида почти не нашли, и совсем его не было — в древних образцах.

Чтобы предупредить исчезновение некоторых микрорганизмов и изготавливать лечебные препараты в будущем, ученые собирают образцы фекалий аборигенов и народностей по всему миру.

В палеогенетической лаборатории Фото: Zuma\TASS

Чтобы научиться по-новому создавать кубы

В 2018 году ученые в США выяснили, что австралийские вомбаты — единственные в мире животные, которые, несмотря на круглые анальные отверстия, производят экскременты в форме кубиков, и получили за это Шнобелевскую премию.

Оказалось, что животные формируют кубики в кишечнике, а выпущенный наружу материал используют в строительстве. «До недавнего времени было два способа изготовить кубик: залить материал в форму или вырезать. Теперь у нас есть вот этот третий способ», — говорила одна из участниц исследования Патрисия Янг.

Чтобы изучить экологию океана

В 2018 году команда ученых отправилась в экспедицию в Антарктику, чтобы провести самое детальное в истории исследование китовых фекалий. Экскременты собирались вылавливать с помощью дронов.

Считается, что фекалии китов сначала плавают на поверхности воды, а потом погружаются на дно и там работают как обогащенное железом удобрение, которое стимулирует рост фитопланктона — основу пищевой цепи в океане. Также экскременты действуют как самый мощный биологический источник для сохранения в воде углерода.

Еще немного о сыроварении в Альпах

Ученые нашли самые ранние свидетельства сыроварения в Европе, изучив фекалии шахтеров, которые добывали соль в старинных шахтах недалеко от поселка Гальштат в Австрии. Именно благодаря постоянной температуре около восьми градусов отходы жизнедеятельности древних людей в шахтах сохранились особенно хорошо.

В собранных образцах исследователи заметили два гриба: Penicillium roqueforti (Пенициллиум рокфорти) и Saccharomyces cerevisiae (пекарские дрожжи), которые сейчас используют в изготовлении сыров и другой пищи.

Также по фекалиям стало ясно, что шахтеры в Альпах употребляли злаки, некоторые фрукты, бобы и мясо. Причем 2700 тысячи лет назад злаки были цельнозерновыми, а в XVIII веке уже молотыми.

Подготовила Екатерина Тимофеева

Больше текстов о политике и обществе — в нашем телеграм-канале «Проект “Сноб” — Общество». Присоединяйтесь

Зачем вомбат в Австралии откладывает кубики? Как это у него получается

Вомбат — единственное животное, экскременты которого имеют довольно уникальную форму для животного мира. Фекалии напоминают форму куба. Такая кубическая форма испражнений не дает покоя как ученым, так и заядлым любителям природы. Так почему же экскременты вомбатов имеют форму куба?

Прежде чем погрузиться в удивительный мир экскрементов вомбатов, полезно уделить несколько минут и узнать немного больше о них. Это одно из известных животных Австралии, которое любят за его круглую и легко узнаваемую морду. Он напоминает маленького медвежонка или большого хомяка, обычно считается робким и неагрессивным. Однако есть несколько примеров вомбатов, проявляющих агрессию друг к другу в неволе.

Фото pixabay.com

Вомбаты — это небольшие животные, около одного метра в длину и весом от 20 до 35 килограммов. Их шерсть обычно песчано-коричневого цвета, но может также быть черного или серого оттенка. Зверьки легко адаптируются к различным условиям обитания и встречаются в горных лесах и пустынях Австралии. На территории Зеленого континента обитают три вида вомбатов. Наиболее распространенным из них — короткошерстный вомбат, за которым следуют длинношерстный вомбат и квинслендский вомбат.

У вомбатов зубы, как у грызунов, и мощные когти, хорошо приспособленные для перекапывания земли. Вомбаты живут в норах, которые представляют собой сложные системы тоннелей, достигающих 30 метров в длину и 3,5 метров в глубину. Несмотря на крошечный размер, эти млекопитающие способны выкапывать около одного метра в день, что позволяет им легко строить свои сложные норы. Гнездо располагается в одной из многочисленных камер, его выстилают корой и листьями. Сумка у самки вомбата, в отличие от других сумчатых, обращена назад, чтобы во время копания земля не попадала внутрь сумки.

Вомбаты — вегетарианцы. Основной пищей является трава. На еду они могут тратить от трех до восьми часов каждую ночь. Также любят поедать корни кустарников и деревьев, осоку и кору, ради которых иногда уходят на большие расстояния от своих нор.

Невероятно, но вомбаты получают почти всю воду из пищи, которую они едят. Животные могут годами обходиться без воды. Это удивительное эволюционное преимущество для существа, живущего в невероятно сухой среде.

Когда хорошо питаешься, то и хорошо испражняешься. Каждую ночь вомбаты производят от 80 до 100 кубиков отходов жизнедеятельности. Экскременты обычно находятся за пределами нор или на близлежащих возвышенностях, например, на бревнах.

Почему же испражнения вомбата имеют форму куба?

Фото flickr.com/Dey Alexander

Экскременты вомбатов уникальны. Это единственные животные в мире, которые, как известно, производят экскременты в форме кубиков. Они отмечают свою территорию своим испражнением, как и другие животные, но почему-то создают кубы, а не круглые шарики.

В течение многих лет ходили слухи о том, как и почему вомбаты производят такой вид экскрементов, но только недавно ученые нашли на него ответ.

В течение некоторого времени было распространено мнение, что вомбаты создают кубики, чтобы их можно было легче складывать и они не скатывались. Теоретически это помогло бы им более точно пометить свою территорию.

Но специалисты по вомбатам считают такое утверждение неверным, они уверены, что такая форма вызвана сухой средой обитания.

Вомбаты должны извлекать из пищи как можно больше влаги, а ее недостаток означает, что экскременты имеют более жесткую форму и менее округлые, чем экскременты всех других животных. Ученые отметили, что в неволе экскременты вомбатов часто теряют часть своей характерной кубической формы, когда гидратация становится более доступной.

В недавнем исследовании 2018 года, Патрисия Янг, специалист по биомеханике, а также некоторые ее коллеги, получили внутренности вомбата из Австралии. Они изучили движение пищи по кишечнику.

По их данным, фекалии вомбатов переходят из жидкого состояния в твердое в последних 25% кишечника. В последние 8% длины эластичность кишечной стенки меняется и принимает форму куба. Так что какашки начинают приобретать форму куба еще до того, как покинут тело.

Опорожненный кишечник вомбата надували, как воздушный шар. В результате было обнаружено, что он имеет неправильную форму, гораздо менее однородную, чем у других изучаемых образцов. Стенки кишечника растягиваются лучше в длину, чем в ширину. Надутый кишечник представлял гирлянду из широких и узких сегментов. Вдоль кишечника наблюдались борозды, которые, вероятно, являются причиной образования кубиков. Ученые уверены, что наблюдения являются важным шагом в раскрытии сложной желудочно-кишечной системы вомбата, хотя и не отвечают на все вопросы. Теперь ученые понимают, как образуются кубики, но еще многое предстоит узнать о поведении вомбатов, чтобы полностью понять причину такой эволюции.

Говоря об их исследовании, один из соавторов размышлял о возможностях, которые это открытие может иметь для производства геометрических изделий в будущем. Желобки кишечника могут оказаться полезными при создании новых методов изготовления объектов кубической формы. Это еще одним пример того, как люди ищут в мире природы способы адаптации и творчества.

Интересные факты о вомбатах:

Фото pixabay.com

Их экскременты квадратной формы полностью лишены влаги.

Вомбаты ходят вразвалочку из-за пропорций их тела и ног. Но они могут развивать скорость до 60 км/час.

У них медленный метаболизм и им требуется до 14 дней, чтобы переварить пищу.

Их зубы похожи на зубы грызунов и они никогда не перестают расти.

Вомбаты отмечают свою территорию, испражняясь, и производят около 90 кубиков экскрементов за ночь.

удивительные животные и их основные характеристики (110 фото)

Содержимое обзора:

• Описание вомбата
• Где обитают вомбаты?
• Предки вомбата
• Враги вомбатов
• Питание
• Размножение
• Характер вомбата
• Болезни
• Фото вомбатов

Травоядное животное — вомбат, живет в Австралии. Внешним обликом напоминает маленького медведя, он относится к сумчатым двурезцовым животным. Вомбат напоминает коалу, но они не родственники.

На уникальных животных ведется охота, они могут исчезнуть с нашей планеты, поэтому занесены в Красную книгу.

Описание вомбата

Интересные зверьки достигают 71-125 см, весят 21-44 кг. Крупная голова чуть сплющена по бокам с маленькими глазками и ушками.

Короткие лапки с 5 пальцами и длинными коготками. Они хорошо приспособлены рыть норы в почве. По скорости вырыть тоннель или норку животное вомбат легко обгонит крота.

Хвостик незаметный маленьких размеров.

В природных условиях вомбаты могут прожить 18-25 лет. В зоопарке вомбат жил до 34 лет.

Сейчас разделяют 2 вида этих удивительных сумчатых животных:

• Длинношерстный северный вомбат занимает большую территорию.
• Короткошерстный вомбат мельче по размеру.

Грызуны идеально приспособлены к жизни под землей. Короткие крепкие ноги очень мощные, чтобы легко и быстро рыть норы.

Где обитают вомбаты?

Уникальные вомбаты населяют восток и юг Австралии. Их часто можно встретить в Южном Уэльсе, а также в Южной Австралии, Квинсленде и на острове Тасмания.

Большую часть своей жизни зверьки проводят в норах. Поэтому, где бы они не жили, им нужна рыхлая земля для рытья тоннелей глубиной до 3 м. Сложные норы с многочисленными пещерками могут быть длиной до 2 м.

Грызуны любят одиночество, но их норы часто расположены недалеко друг от друга.

На закате солнца зверек покидает свою нору для питания. Лишь в зимнее время, когда тепла мало, вомбат может днем выйти из своего убежища. Зверек любит нежиться на солнышке, а холод переносит с трудом.

Грызун метит территорию, оставляя свои фекалии на камнях и стволах упавших деревьев. Метки зверька с запахом сладости отпугивает конкурентов.

Справка! Фекалии вомбатов служит в Австралии основой для производства всех видов бумаги.

Предки вомбата

Уникальный сумчатый вомбат – старейшее животное на всей планете, его прародители жили 18 млн. лет назад. Ближайшим родственником ученые считается дипродон – тоже сумчатое животное крупных размеров (длина 3 м, а в холке – 2 м).

Наиболее похожие животные с вомбатами – это коалы. У них аналогичное строение черепа, расположение и число зубов, даже сперматозоиды.

Когда 40-60 тыс. лет назад люди начали заселять Австралию, число этих чудных животных резко сократилось. Охота, вырубка леса и появление новых животных, которых привезли первые поселенцы, стали угрожать животным.

Враги вомбатов

У взрослых животных врагов нет, но привезенная собака динго – враг животного.

Задняя часть спины у грызуна, как щиток, именно им вомбат защищается. Когда собака пытается залезть в его норку, вомбат поджидает внутри, затем пытается загнать ее в угол или прижимает к стенке. Потом задним щитком будет задушить собаку.

Были случаи, когда вомбат раздавил лапы собаки о стенки своей норы.

Грызун бодается мощной головой, как баран (козел). Иногда самцы дерутся, могут вести себя агрессивно, мычит и качает головой. Могут быть драки между соперниками с ранениями.

Зверек лазает отлично по деревьям, недолго могут бегать со скоростью до 62 км/час. Быстро зарывается в почву, днем отдыхает.

Под колесами машин часто погибают грызуны. Вомбаты не боятся людей.

Питание

У сумчатых зверьков замедленный обмен веществ, любая пища может переваривается до 2 недель.

Среди млекопитающих вомбат самый экономный по расходу воды. На 1 кг веса – всего 22 мл. Уникальная способность животного позволяет выживать в период засухи и при отсутствии пищи.

Зверек имеет хорошее обоняние, ночью он ищет пищу, подрезая растение (корнеплод) под корешок острыми зубами.

Рацион взрослых грызунов весьма обширный:

• молодые побеги растений;
• корнеплоды;
• грибы;
• некоторые мхи;
• ягоды.

Размножение

Плодовитостью животные не отличаются, но могут размножаться в любое благоприятное время. Лишь в засушливых территориях – сезонно.

Половой зрелости самцы достигнут в 2 г., а самочки – в 3 года.

Беременность зверьков длится 20-21 день. После появления на свет, малыш вомбата будет в сумке матери 6-8 месяцев. У самочки 2 соска, но она не сможет прокормить двойню.

Очень слабый детеныш вомбата цепляется за шерсть и сразу перемещается в материнскую сумку. Затем найдя сосок, он практически не отрывается от него, чтобы получать пищу.

Сумка расположена у животного на спине, похожа на рюкзачок. Так при копании нор в сумку не попадет почва.

После 8 месяцев малыш начинает иногда покидать сумку, разрабатывает мышцы. Около года подросший малыш будет всегда рядом с мамой, пока всему не научится.

Характер вомбата

Вомбат – добродушное животное, но держать дома проблематично, ведь он любит постоянно рыть землю. В зоопарках животные даже размножаются.

В дикой природе грызуны живут в местах, что любят посещать туристы. Милые зверьки привлекают внимание людей, их с удовольствием подкармливают. Вомбаты легко идут на контакт, могут близко подходить к туристам.

Сейчас запрещено вывозить вомбатов из страны, можно крупным зоопаркам за солидную сумму 500-1000 долларов.

Болезни

Животные страдают больше всех от клещей, они провоцируют чесотку. Болезнь ведет к трещинам на коже, куда попадает инфекция. Поэтому после укуса клеща грызун может даже погибнуть.

Сейчас австралийцы стараются сохранять в природе и в зоопарках этих уникальных животных.

«Маленькие мишки» — вомбаты на фото.

Фото вомбатов

• Орангутан
• Белка
• Фенек
• Лев
• Тигр
• Лиса
• Жираф
• Волк
• Черепаха
• Лемур
• Антилопа
• Кенгуру
• Верблюд
• Медведь
• Рысь
• Дикая лошадь
• Капибары
• Дикая шиншилла
• Панда
• Улитка
• Кит
• Тойгер
• Барсук
• Слон
• Бегемот
• Лось
• Домашний скот
• Леопард
• Сурок
• Заяц
• Баран
• Олень
• Хорек
• Обезьяна
• Ленивец
• Коала
• Дельфин
• Крокодил
• Зебра
• Ежик
• Дикобраз
• Суслик
• Сайгак

Почему вомбаты какают кубиками? У ученых наконец-то может быть ответ

Обыкновенный вомбат (Vombatus ursinus), также известный как вомбат с грубыми волосами или с открытым носом, испражняется кубовидными фекалиями.

Шаттерсток

Си-Эн-Эн —

В течение многих лет ученые задавались вопросом, почему экскременты вомбатов имеют форму куба (да, действительно). Теперь они говорят, что докопались до сути тайны.

Вомбатов с открытым носом, или обыкновенных вомбатов, можно встретить в лесных массивах холмистых ландшафтов на юге и юго-востоке Австралии и на Тасмании.

Пушистые сумчатые известны тем, что выделяют характерные кубовидные экскременты, которые, по мнению исследователей, они затем тактически рассеивают, чтобы общаться друг с другом.

Теперь ученые из Университета Тасмании узнали больше об этом любопытном явлении.

Считается, что вомбаты размещают свои кубические экскременты в тактических зонах, чтобы общаться друг с другом.

Шаттерсток

Используя лабораторные испытания и математические модели, группа исследователей обнаружила две жесткие и две гибкие области по окружности кишечника вомбата. Кишечник длиной 33 фута примерно в 10 раз длиннее тела вомбата.

«Эта способность образовывать относительно однородные, чистые фекалии уникальна для животного мира», — заявил Скотт Карвер, эколог дикой природы из Университета Тасмании.

«Они размещают эти фекалии на видном месте в своем домашнем ареале, например, вокруг скалы или бревна, чтобы общаться друг с другом. Наше исследование показало, что эти кубы формируются в пределах последних 17 процентов толстой кишки», — сказал он.

Исследователи говорят, что отличительная кубическая форма экскрементов вомбатов вызвана высыханием фекалий в толстой кишке и мышечными сокращениями, которые формируют однородный размер и углы экскрементов.

Ученые обнаружили существо, похожее на вомбата, размером с черного медведя и весом 150 кг, когда-то бродившее по земле около 25 миллионов лет назад. Ученые из Солфордского университета открыли новое семейство сумчатых после изучения части черепа и большей части скелета, собранных в озере Пинпа на северо-востоке Южной Австралии в ходе экспедиции в 1970-х годах. Предоставлено музеем естественной истории

Предоставлено музеем естественной истории

Гигантские существа, похожие на вомбатов, размером с черных медведей, когда-то ходили по земле.

«Голоносые вомбаты известны тем, что производят характерные кубовидные какашки. Эта способность образовывать относительно однородные, чистые фекалии уникальна для животного мира», — добавил Карвер.

У людей пища проходит через кишечник за один или два дня, но процесс пищеварения вомбата может занять в четыре раза больше времени, поэтому животное может извлечь из пищи все возможные питательные вещества. Существа также производят экскременты, которые намного суше, чем человеческие фекалии, потому что они лучше извлекают воду из кишечника.

Карвер сказал, что открытие того, что кубики создаются внутри мягкой трубки, раскрывает «совершенно новый способ производства кубиков», который может иметь значение для производства, клинической патологии и здоровья пищеварительной системы.

Исследование, опубликованное в удачно названном журнале Soft Matter, расширяет предыдущие исследования команды.

Кишечник неравномерной жесткости формирует углы экскрементов вомбата

У вас не включен JavaScript. Пожалуйста, включите JavaScript чтобы получить доступ ко всем функциям сайта или получить доступ к нашему страница без JavaScript.

Выпуск 3, 2021 г.

Из журнала:

Мягкая материя

Кишечник неравномерной жесткости формирует углы экскрементов вомбата†

Патрисия Дж. Ян,‡ ^и Александр Б. Ли,‡ ^б Мили Чан, ^и Майкл Ковальски, ^с Келли Цю, ^с Кристофер Вайд, ^с Габриэль Сервантес, ^и Бенджамин Магонду, ^с Морган Бьяджони, ^и Ларри Фогельнест, ^д Элинн Мартин, ^и Эшли Эдвардс, ^и Скотт Резчик* ^и а также Дэвид Л. Ху * ^аб

Принадлежности автора

* Соответствующие авторы

^и Школа машиностроения, Технологический институт Джорджии, 801 Ferst Drive, MRDC 1308, Atlanta, GA 30332, USA
Электронная почта: [email protected]
Тел.: +1 404 894-0573

^б Школа биологических наук, Технологический институт Джорджии, 801 Ferst Drive, MRDC 1308, Atlanta, GA 30332, USA

^в Школа биомедицинской инженерии, Технологический институт Джорджии, 801 Ferst Drive, MRDC 1308, Atlanta, GA 30332, США

^д Общество охраны природы Таронга, Мосман, Новый Южный Уэльс, 2088, Австралия

^и Факультет биологических наук, Университет Тасмании, Хобарт, Тасмания 7005, Австралия
Электронная почта: scott. [email protected]
Тел.: +61 3 6226 2794

Аннотация

Вомбат с открытым носом ( Vombatus ursinus ) — это ископаемое травоядное австралийское сумчатое животное, известное своими кубическими фекалиями. Однако способность мягкого кишечника вомбата формировать плоские лица и острые углы в фекалиях плохо изучена. В этом комбинированном экспериментальном и численном исследовании мы показываем один механизм образования углов в среде с сильным демпфированием. Вскрытие вомбата показывает, что кубы формируются в пределах последних 17 процентов кишечника. Используя гистологию и испытания на растяжение, мы обнаруживаем, что в поперечном сечении кишечника обнаруживаются области с двукратным увеличением толщины и четырехкратным увеличением жесткости, что, как мы предполагаем, способствует образованию углов за счет сокращений кишечника. Используя математическую модель, мы моделируем серию азимутальных сокращений демпфированного упругого кольца, состоящего из чередующихся жестких и мягких областей. Повышенный коэффициент жесткости и более высокое число Рейнольдса дают более квадратные формы. Углы возникают из-за более быстрого сокращения в жестких областях и относительно более медленного движения в центре мягких областей. Эти результаты могут найти применение в производстве, клинической патологии и здоровье пищеварительной системы.

• Эта статья входит в тематические подборки: Выбор главного редактора журнала Soft Matter и самый популярный журнал Soft Matter 2021 года

Варианты загрузки Пожалуйста, подождите…

Дополнительные файлы

• Дополнительный фильм MP4 (349К)
• Дополнительный фильм МОВ (14242K)
• Дополнительный фильм MP4 (9882K)
• Дополнительный фильм MP4 (6262К)
• Дополнительный фильм MP4 (4782К)
• Дополнительная информация PDF (2321K)

Информация о товаре

ДОИ

https://doi. org/10.1039/D0SM01230K

Тип изделия

Бумага

Отправлено

05 июл 2020

Принято

23 ноя 2020

Впервые опубликовано

08 дек. 2020

Скачать цитату

Мягкая материя , 2021, 17 , 475-488

BibTexEndNoteMEDLINEProCiteReferenceManagerRefWorksRIS

Разрешения

Запросить разрешения

Социальная деятельность

Получение данных из CrossRef.
Загрузка может занять некоторое время.

Прожектор

Объявления

90 000 ученых узнали еще больше о вомбатах и ​​их красивых кубических экскрементах

By

Георгий Дворский

Комментарии (27)

Мать вомбата со своим детенышем. Изображение: P. Yang et al., 2021

Сегодня мир стал более осмысленным благодаря новым исследованиям, подробно описывающим пищеварительные процессы, ответственные за невероятные кубические экскременты голоносых вомбатов.

Природа может быть такой волшебной.

По не совсем понятным причинам вомбат с открытым носом ( Vombatus ursinus ), травоядное австралийское сумчатое животное, производит экскременты примерно такой же формы и размера, как игральные кости. Новое исследование, опубликованное в журнале Soft Matter (отличное название), предполагает, что эта странность природы не случайна, и что вомбаты развили высокоспециализированные пищеварительные способности, чтобы это произошло.

Вомбаты с открытым носом имеют то, что можно описать только как интенсивные и интимные отношения со своими экскрементами. Твари производят от четырех до восьми кусков навоза за один раз, каждый размером около 2 сантиметров в поперечнике. Эти сеансы необычайно часты, так как вомбаты могут давать от 80 до 100 кубов какашек за один вечер.

Экскременты вомбата кубической формы. Изображение: П. Ян, Д. Ху, Технологический институт Джорджии

Но это еще не все. Вомбаты собирают свои какашки, очень аккуратно раскладывая их по своему домашнему участку. Ученые подозревают, что это способствует внутривидовому общению либо для обозначения территории, либо, гм, для привлечения партнеров (о чем следует подумать, когда клубы вновь откроются). Преимущество экскрементов в форме куба заключается в том, что их нелегко скатить, что является популярной, но недоказанной теорией, объясняющей уникальное явление.

Есть еще, потому что, конечно, есть. Мы, люди, потому что мы нормальные, откладываем переваренные остатки пищи примерно через день или два после еды. Вомбаты, будучи чудаками, имеют пищеварительные циклы, которые в четыре раза длиннее, чем у нас. Это дополнительное время означает, что они очень эффективно извлекают питательные вещества и воду из еды.

Математика не лжет: компьютерные модели продемонстрировали процесс образования какашек в действии. Gif: P. Yang et al., 2021/Gizmodo

Патрисия Янг, научный сотрудник в области машиностроения в Технологическом институте Джорджии и соавтор нового исследования, уже несколько лет изучает экскременты вомбатов. Еще в 2018 году ее команда впервые показала, что фекалии вомбатов приобретают кубическую форму в конце толстой кишки, а не в самом начале (как считалось ранее) или в самом конце процесса (нет, вомбаты не у меня квадратные ягодицы). Команда обнаружила упругие свойства стенки кишечника вомбата, но остались некоторые вопросы.

«Способность мягкого кишечника вомбата формировать плоские лица и острые углы в фекалиях плохо изучена», — объяснил Ян в электронном письме. «В 2018 году мы обнаружили дифференциальную [контрастную] жесткость в кишечнике, но не поняли, как два жестких участка образуют четыре угла. Оказывается, разная жесткость и сжатие делают это возможным».

Чтобы прийти к такому выводу, группа объединила экспериментальные исследования с обработкой чисел, разработав математическую модель, которая демонстрирует, как круглая резиновая лента с двумя жесткими областями может сжиматься до четырех углов, находясь в «сильно затухающей среде», как писали авторы в изучение.

Исследователи недавно обнаружили два жестких и два гибких участка, обернутых по окружности кишечника вомбата. Имея обновленную анатомию, команда, в которую входит Дэвид Ху, профессор гидромеханики в Технологическом институте Джорджии, создала двухмерные компьютерные модели, имитирующие расширение и сжатие этих областей, демонстрируя, как формируется экскременты в этой части тела. кишечник животного, который находится в пределах последних 17% толстой кишки.

«Мышцы похожи на резинку», — объяснил Ху в электронном письме. «Чем жестче резина, тем быстрее и сильнее она сжимается. Теперь представьте большую резиновую ленту, состоящую из двух жестких и двух мягких секций в чередующемся порядке ABAB. Когда эта композитная полоса сжимается, жесткие секции сжимаются первыми. Центр жестких секций образует первую пару углов квадрата, так как они расположены по диагонали».

Таким образом, когда жесткие части «резиновой ленты» сжимаются, мягкие участки остаются позади, а эти отстающие точки становятся оставшейся парой углов квадрата, сказал он.

«Какашки трудно двигать, потому что они такие плотные и жесткие», — сказал Ху. «Сокращения очень тонкие, и эти углы становятся все более и более выраженными в течение 40 000 сокращений, которые испытывают фекалии по мере продвижения по кишечнику».

Нужно много сокращений, чтобы получить один кусок экскрементов кубической формы. Для вомбата это должно стоить всех хлопот.

Это исследование может показаться излишним, но достижения в этой области могут быть применены в других областях, включая раннее выявление рака толстой кишки у людей.