Ученые объяснили, почему вомбаты какают кубиками
Вомбаты — единственные животные, фекалии которых имеют форму кубиков. Ученые продолжают исследовать этот процесс. В 2019 году первое исследование этой темы было отмечено Шнобелевской премией, теперь биологи перешли к деталям.
Исследование опубликовано в журнале Soft Matter, коротко о нем рассказывает Science Alert.
Помёт австралийских млекопитающих имеют форму маленьких темных кубиков — это единственные известные призматические фекалии в мире. Однако анальное отверстие у вомбатов такое же круглое, как и у других животных.
Ученые из Технологического института Джорджии (США) исследовали кишечник голоносого вомбата (Vombatus ursinus) и разобрались, как происходит переход к твердой шестигранной структуре с острыми углами.
Кишечник вомбата необычайно длинный, до девяти метров в длину. Этим млекопитающим требуется в десять раз больше времени, чем человеку, чтобы все питательные вещества всосались через стенки кишечника, иногда этот процесс занимает до двух недель.
Поэтому фекалии вомбатов почти в два раза суше, чем человеческие. Длительный процесс переваривания также помогает помёту обретать более конкретные формы.
Кишечник вомбата имеет разные уровни толщины и жесткости некоторых тканей и мышц. Это означает, что части окружности кишечника сокращаются по-разному: узкие быстро проталкивают проходящую пищу, а более мягкие сокращаются медленнее, формируя углы. Такие сокращения происходят каждые несколько секунд; за пять дней получается около 100 тысяч сокращений, благодаря которым на последних 17% длины кишечника образуются кубики.
У вомбатов плохое зрение, поэтому они используют свой помёт для общения друг с другом. Они оставляют фекалии на камнях, бревнах или других возвышенностях, чтобы их «сообщение» было более заметным сородичам.
Шестигранная структура позволяет увеличить площадь поверхности для увеличения распространения запаха животного, который может передавать социальные сообщения или «объявлять» о репродуктивном статусе.
Фото: Shutterstock, David Hu and Scott Carver
Ультрафиолет сделал вомбатов неоновыми
Падающий медведь: самый смертоносный и самый фейковый хищник Австралии
Фекалии-кубики: ученые раскрыли загадку экскрементов австралийского вомбата
Автор фото, EPA
Подпись к фото,Австралийские сумчатые могут производить до 100 экскрементов-кубиков за ночь
Ученые в США заявляют, что выяснили, как и почему вомбаты производят экскременты в форме кубиков. Это единственный известный вид животных, обладающих такой способностью.
Это австралийское сумчатое млекопитающее может производить до 100 отложений кала за ночь, этими кучками они метят свою территорию. Кубическая форма помогает предотвратить скатывание по склонам.
Несмотря на то, что у них такие же круглые анальные отверстия, как у других млекопитающих, вомбаты не производят круглые гранулы, трубчатые катышки или беспорядочные кучки.
Ученые обнародовали результаты исследования, заявив, что «лепить» кубики из кала вомбатам удается благодаря эластичности кишечника.
«Первое, что побудило меня изучить этот феномен, — это то, что я никогда не видела ничего настолько странного в биологии. Это крайне необычно», — сказала Патрисия Янг, сотрудница Технологического института Джорджии.
Изучив пищеварительные тракты вомбатов, которых пришлось усыпить после дорожных происшествий в Тасмании, команда, возглавляемая Патрисией Янг, представила результаты исследования на ежегодной встрече Американского физического общества Fluid Dynamics в Атланте.
«Когда мы произвели вскрытие и увидели их кишечники, мы пришли в полнейший восторг», — сказал соавтор отчета Дэвид Ху.
Автор фото, National Poo Museum
Подпись к фото,Экскременты вомбата уникальны благодаря своей форме
Ученые сравнили кишечник вомбата с кишечником свиней, вставив воздушный шар в желудочно-кишечный тракт животных, чтобы увидеть, как он растягивается, чтобы вместить шар.
В организме вомбатов фекалии переходят из жидкого состояния в твердое в последней четверти кишечника, но затем на самой последней стадии, в финальных 8% длины кишечника, благодаря разной степени эластичности стенок экскременты принимают форму отдельных кубиков.
Таким образом, объясняют ученые, вомбаты производят кубики с гранями размером примерно в 2 см, и они единственные в природе, обладающие такой способностью.
Но это еще не все. Затем эти сумчатые делают постройки из своих кубиков — чем выше, тем лучше, чтобы общаться с другими вомбатами и привлекать их внимание.
«До недавнего времени существовали только две технологии изготовления кубиков: мы заливали исходный материал в кубические формы или вырезали. А теперь у нас есть вот этот третий способ», — сказала Патрисия Янг.
«Было бы здорово применить этот метод в производственном процессе, — предположила она. — Вместо обычного формования можно было бы производить кубики из мягких материалов».
Ученые выяснили почему вомбаты какают кубиками
Вомбаты – австралийские сумчатые млекопитающие, похожие на хомяков-переростков, считающиеся очаровательными, милыми и симпатичными, ко всему прочему являются единственными животными планеты, которые испражняются калом в виде кубиков. Как пишет National Geographic, исследователь из Технологического института Джорджии (США) Патрисия Янг, которая специализируется на биологических жидкостях, как-то услышала этот факт на конференции и решила изучить вопрос подробно.
Я действительно не верила в это, – говорит Янг. – Но после подтверждения, что это – факт, я начала пытаться выяснить, почему и как вомбаты какают кубиками. Сначала я подумала, что у них может быть квадратный анус, или может быть кубики образуются прямо внутри живота.
Проверить свои теории девушка смогла не сразу. В зоопарках Северной Америки этих экскрементальных оригиналов не нашлось, живых особей заполучить также не удалось, однако из Австралии прислали кишечники двух мертвых особей вомбатов.
Одна из самых популярных теорий, которыми ученые пытались объяснить особенности вомбатских экскрементов, это то, что они метят своим калом территорию, причем не просто сбрасывая кубики куда попало, а выстраивая из них некие конструкции.
После изучения кишечников вомбатов Патрисия Янг пришла к выводу, что, конечно, да, эти животные, как и многие другие, используют свои испражнения, чтобы метить территорию, однако о постройке пирамид или пограничных столбов речь не идет:
Девушка и участники ее научной группы изучили и сравнили кишечники вомбата и свиньи. Выяснилось, что если кишечник свиньи обладает относительно однородной эластичностью, то у вомбата в кишках отмечаются две отчетливые бороздки, похожие на овраг. Кроме того, кишечники вомбатов более эластичны.
По мнению Янг, особенности строения пищеварительной системы вомбатов позволяют им создавать свои кубические творения. Причиной же такого творчества называется жизнь в сухом климате. Вомбаты, якобы, выжимают съеденное досуха, попутно формируя кишечником те самые кубики.
Это действительно первый раз, когда я увидел, что кто-то придумал хорошее биологическое, физиологическое объяснение феномену, – считает рецензент научной работы, эксперт по вомбатам из Университета Аделаиды (Австралия) Майк Суинберн. Со своей стороны, Патрисия Янг считает, что исследования следует продолжать. Она собирается выяснить, почему кубики образуются только лишь благодаря двум канавкам в кишечнике, когда логичней было бы, чтобы их было четыре, а также найти ответы на другие, заданные вомбатами любопытные загадки.Ученые выяснили, как у вомбата получается какать кубиками
За день эти звери оставляют около 100 кубиков.
Исследовательница из Технологического института Джорджии Патрисия Янг в 2015 году представила математическую модель дефекации животных.
На конференции, где она презентовала свое исследование, ее спросили про вомбатов. На тот момент Патрисия не знала об уникальной особенности этих зверей какать кубиками. Ее заинтересовал этот вопрос, и она вместе со своим руководителем Дэвидом Ху начала изучать особенности дефекации вомбатов, пишет Science Alert.
В 2018 году у Янг появился образец кишечника короткошерстного вомбата. Ученые проследили, как употребленная пища из мутной кашицы превращается в шестигранный кубик, чем-то напоминающий уголек, который непослушные дети получают в подарок от Санта-Клауса.
Исследования выявили, что кубики образуются внутри вомбата, в его кишечнике, а не на выходе: анус вомбата оказался обычной круглой формы. Кишечник у вомбатов невероятно длинный — может достигать 9 м. Им требуется гораздо больше времени на переваривание пищи, нежели людям. Иногда этот процесс занимает около двух недель. Фекалии вомбатов в два раза суше человеческих. Вероятно, за две недели кишечник вомбата по максимуму «обезвоживает» фекалии и помогает формировать правильную форму.
Ученые также заметили, что разные участки кишечника у вомбата сокращаются с разной силой и интенсивностью. Это может способствовать образованию квадратной формы фекалий. Сами кубики формируются в последних 17% кишечника. Образование какашек в виде кубиков исследователи сравнивают с выпеканием торта. Сначала у нас есть жидкое тесто. Со временем от нагрева в духовке оно высыхает и упирается в края формы. Затвердевание происходит в конце выпекания.
В среднем вомбаты производят за день около 100 кубиков. Для них помет является также способом общения, потому что вомбаты очень плохо видят. Эти звери предпочитают оставлять свои «сообщения» на возвышенностях (чтобы их было видно). Кроме того, такая форма фекалий позволяет увеличить площадь поверхности, на которую попадает запах — важная часть общения зверей. Это еще и своеобразный способ пометить территорию.
Еще немного о помете вомбатов
Чего нельзя делать в Австралии?
Почему вомбат какает кубиками? — Телеканал «Моя Планета»
Отвечает телеканал «Живая Планета» и Евгения Тимонова
автор и ведущая проекта «Все как у зверей»
Вомбат — крепкий хозяйственник и умеет извлечь пользу даже из собственных какашек.
Вомбаты обитают в южной и восточной части Австралии, в штатах Южная Австралия, Виктория, Новый Южный Уэльс, Квинсленд и Тасмания © animal-photos.ru
Свои фекалии вомбаты используют для разметки территории © bjornfree.com
А квадратные они для того, чтобы не укатывались, а лежали как положено.
Местность-то холмистая.
Многие звери маркируют территорию, но до вомбата им далеко. Опытный вомбат может положить свои кубики куда угодно и старается найти для них место повыше. Чем выше «передатчик», тем больше радиус охвата. Радио и мобильную связь вомбат пока не изобрел, но основной принцип распространения сигнала понял.
За кубическую форму продукта ответственна эволюция. Процесс прохода пищи по кишечнику вомбата занимает две недели, за это время помет почти освобождается от влаги. Немного мышечных усилий — и точка поставлена.
Смотрите австралийские приключения Евгении Тимоновой в апреле на телеканале «Живая Планета»!
Ученые выяснили, как у вомбата получается какать кубиками
Исследовательница из Технологического института Джорджии Патрисия Янг в 2015 году представила математическую модель дефекации животных. На конференции, где она презентовала свое исследование, ее спросили про вомбатов. На тот момент Патрисия не знала об уникальной особенности этих зверей какать кубиками. Ее заинтересовал этот вопрос, и она вместе со своим руководителем Дэвидом Ху начала изучать особенности дефекации вомбатов, пишет Science Alert.
В 2018 году у Янг появился образец кишечника короткошерстного вомбата. Ученые проследили, как употребленная пища из мутной кашицы превращается в шестигранный кубик, чем-то напоминающий уголек, который непослушные дети получают в подарок от Санта-Клауса.
Исследования выявили, что кубики образуются внутри вомбата, в его кишечнике, а не на выходе: анус вомбата оказался обычной круглой формы. Кишечник у вомбатов невероятно длинный — может достигать 9 м. Им требуется гораздо больше времени на переваривание пищи, нежели людям. Иногда этот процесс занимает около двух недель. Фекалии вомбатов в два раза суше человеческих. Вероятно, за две недели кишечник вомбата по максимуму “обезвоживает” фекалии и помогает формировать правильную форму.
Ученые также заметили, что разные участки кишечника у вомбата сокращаются с разной силой и интенсивностью.
Это может способствовать образованию квадратной формы фекалий. Сами кубики формируются в последних 17% кишечника. Образование какашек в виде кубиков исследователи сравнивают с выпеканием торта. Сначала у нас есть жидкое тесто. Со временем от нагрева в духовке оно высыхает и упирается в края формы. Затвердевание происходит в конце выпекания.
В среднем вомбаты производят за день около 100 кубиков. Для них помет является также способом общения, потому что вомбаты очень плохо видят. Эти звери предпочитают оставлять свои “сообщения” на возвышенностях (чтобы их было видно). Кроме того, такая форма фекалий позволяет увеличить площадь поверхности, на которую попадает запах — важная часть общения зверей. Это еще и своеобразный способ пометить территорию.
Оставить комментарий Читать комментарии (16)красота мира в каждом кадре
Ученые давно искали ответ на эту эволюционную загадку. Было установлено, что обмен веществ у вомбатов очень медленный: на переваривание пищи им необходимо до 14 дней. За один раз вомбат производит примерно 4-8 кубиков с размером грани в пару сантиметров.Бытует мнение, что вомбаты опустошают кишечник в «стратегически важных», заметных местах, обозначая тем самым границы своих владений или привлекая партнеров, но с этим согласны не все специалисты. «Не то чтобы они строили пирамидки из помета», – комментирует австралийский эксперт Майк Суинбоурн.
На самом деле форма обусловлена работой пищеварительного тракта. Процесс формирования кубических фекалий стал понятен лишь недавно – после того, как специалисты из Технологического института Джорджии во главе с Патрисией Янг изучили строение и содержимое кишечника двух вомбатов (зверей, погибших в ДТП, доставили из Австралии). Вскрытие показало, что помет переходит в твердое состояние на самом последнем участке тонкой кишки, в ее последних восьми процентах.
Там из переваренной пищи удаляется вся лишняя влага, а эластичные стенки спрессовывают массу в кубическую форму. Ученые определили это, поместив надутые воздушные шарики в кишку вомбатов – и проделали такой же эксперимент на ЖКТ свиньи. Ученые смогли измерить степень местной деформации: от 20% на углах куба до 75% на его гранях.
Кубические структуры для мира природы являются исключением. Предметы такой формы люди либо вырезают, либо выплавляют в формах. «Теперь у нас есть третий способ»,– говорит ведущий автор исследования Патрисия Янг (Patricia Yang). По ее мнению, эти данные открывают новые возможности как для совершенствования производственных процессов в машиностроении, так и для медиков, изучающих ЖКТ и мягкие ткани.
Узнайте про Патрика, одинокого вомбата.
Как вомбаты какают кубиками? Ученые раскрывают тайну | Наука
Единственный кубический вомбат, сброшенный исследователями на вершину скалы
Ян и др. . 2021 г.Тесс Джоосе
Люди могут быть очарованы кубиками, но их наслаждает только одно животное: вомбат с непокрытым носом. Это пушистое австралийское сумчатое животное каждый день выдавливает около 100 шестигранных какашек — способность, которая долгое время вводила в заблуждение ученых. Теперь исследователи говорят, что они открыли, как кишечник вомбата создает эти исключительные экскременты.
«Это действительно хорошее исследование», — говорит Сунгван Юнг, биофизик из Корнельского университета, изучающий механику движений животных и не принимавший участия в исследовании.По его словам, это показывает, что кишечник этих животных «особенный».
Вомбат с голым носом ( Vombatus ursinus ), который весит до 35 килограммов, обитает на травянистых равнинах и в эвкалиптовых лесах Австралии, где он проводит ночи, пасясь на растениях, а дни в подземных туннелях. Это территориальное животное, которое оставляет свой необычный помет как визитную карточку. Но как получается такой остроконечный помет из круглого ануса?
Вомбат женского пола со своим Джоуи
Ян и др. .2021 г.Чтобы разгадать загадку, ученые вскрыли вомбата, который умер после того, как его сбила машина. Они исследовали кишечник и обнаружили, что в нем есть две бороздки, в которых кишки более эластичны, о чем команда впервые сообщила в 2018 году.
В новом исследовании исследователи вскрыли еще двух вомбатов и протестировали слои мышц и тканей кишечника, обнаружив области различной толщины и жесткости. Затем они создали двухмерную математическую модель, чтобы смоделировать, как области расширяются и сжимаются в соответствии с ритмами пищеварения.Отделы кишечника сокращаются в течение нескольких дней, выжимая фекалии, поскольку кишечник извлекает питательные вещества и воду из фекалий, сообщает сегодня команда в журнале Королевского химического общества с метко названным журналом Soft Matter .
Более жесткие части «похожи на жесткую резиновую ленту — [они] будут сокращаться быстрее, чем мягкие области», — говорит Дэвид Ху, исследователь биомеханики из Технологического института Джорджии и автор исследования. Команда обнаружила, что более мягкие области кишечника медленно сжимаются и формируют последние углы куба.У других млекопитающих волнообразная перистальтика кишечных мышц одинакова во всех направлениях. Но у вомбата рифленая ткань и неравномерные сокращения в течение многих циклов формируют твердые кубики с плоскими сторонами.
Остается только одна загадка: почему вомбаты вообще создали кубический фекалий. Ху предполагает, что, поскольку животные карабкаются по камням и бревнам, чтобы пометить свою территорию, фекалии с плоскими стенками вряд ли скатятся с этих высоких насестов.
Что касается того, что мир должен делать с этой новой информацией, Ху признает, что она «не заменит того, как мы производим пластик.«Но стратегия вомбата может помочь инженерам разработать более эффективные способы обработки ценных или чувствительных материалов», — говорит он.
Между тем Ху также считает, что это знание может помочь исследователям выращивать вомбатов в неволе. «Иногда их фекалии не такие кубические, как у [диких]», — говорит он. Чем квадратнее корма, тем здоровее вомбат.
Почему какашки вомбата имеют форму куба?
Вомбаты — роющие животные, обитающие в Австралии, возможно, наиболее известные своими пухлыми и довольно симпатичными.Но есть кое-что, чего вы могли не знать об этих очаровательных сумчатых: вомбаты — единственные животные в мире, которые производят фекалии кубической формы.
В то время как эта особенность вызвала большой интерес и споры, фактических исследований тонкостей вомбатского ската было мало. Это оставляло ученых в основном в неведении относительно этого явления — до недавнего времени.
Ранее в этом году Патрисия Янг, исследователь из Технологического института Джорджии, специализирующаяся на биологических жидкостях, начала более внимательно изучать эту тему, услышав об этом на конференции.
«Я действительно не верил в это», — говорит Ян. Но после подтверждения того, что это действительно факт, она начала пытаться выяснить, почему и как вомбаты какают кубиками.
«У людей были самые разные теории», — говорит Майк Суинборн, эксперт по вомбатам из Университета Аделаиды в Австралии. Один из популярных постулатов состоит в том, что вомбаты делают кубики, чтобы можно было складывать их, отмечая свою территорию, не скатывая кубики. Но Суинборн считает, что это заблуждение.
Хотя вомбаты используют скат для обозначения территории, «это не похоже на то, что они пытаются построить маленькие пирамиды из кирпича», — говорит он.«Они просто какают там, где какают».
Вместо этого, Суинборн говорит, что кубическая форма, скорее всего, связана с сухой средой, в которой живет большинство вомбатов. «Они должны действительно выжать каждую каплю влаги [из своей пищи]», — сказал он. А иногда в зоопарках, где животные имеют более свободный доступ к гидратации, Суинборн говорит, что их помет менее кубический. Сухость помогает пометам образовывать более жесткие формы с более острыми углами.
Влага играет роль, но «она также является фактором первичного пищеварительного тракта», — добавляет Билл Зейглер, старший вице-президент по программам для животных в зоопарке Брукфилд в Чикаго, где вомбаты живут с 1969 года.Питер Клементс, президент организации Wombats SA в Южной Австралии, соглашается, предполагая, что это комбинация этих двух факторов.
Однако найти более конкретный ответ было нелегко. Ян и ее коллеги потратили несколько месяцев на то, чтобы заполучить внутренности вомбата для своего исследования. Никаких зоопарков в Северной Америке не было, поэтому Яну были доставлены кишки двух вомбатов-смертников из Австралии. Она не знала, чего ожидать, когда они приедут.
«Сначала я подумала, что у них может быть квадратный анус или, может быть, [куб] образует форму прямо вокруг живота», — сказала она.Но ни одна из этих гипотез не оправдалась. Что оказалось более важным, так это то, как растягивается кишечник вомбата.
Когда пища переваривается, она движется по кишечнику, и давление кишечника помогает формировать фекалии — это означает, что форма кишечника будет влиять на форму капли. Итак, Ян и команда расширили кишечник вомбата и свиньи с помощью воздушного шара, чтобы измерить и сравнить их эластичность (или растяжимость).
Кишечник свиньи обладал относительно однородной эластичностью, что объясняет более округлый помет животного.Однако кишечник вомбата имел гораздо более неправильную форму. Ян заметила две отчетливые бороздки, похожие на овраг, в которых кишечник более растянут, что, по ее мнению, помогает формировать фекалии вомбата в кубический помет.
«Это действительно первый раз, когда я когда-либо видел, как кто-то придумал хорошее биологическое, физиологическое объяснение», — сказал Суинборн, который рецензировал черновик. Клементс, который также читал раннее исследование, добавил: «Я думаю, что это полезный вклад, но было бы полезно подробнее объяснить возможный механизм.
Ян соглашается, что есть еще множество вопросов, на которые нужно ответить, и говорит, что ее исследование продолжается. Ее следующая задача — выяснить, почему только две канавки создают куб, а не четыре. Но даже первоначальные результаты предполагают более широкие последствия для таких секторов, как производство.
Кубики, по словам Ян, очень редки в природе. «В настоящее время у нас есть только два метода изготовления кубов», — сказала она, объяснив, что люди либо лепят кубики из мягких материалов, либо вырезают их из более твердых предметов.
«У вомбатов есть третий путь».
Почему вомбаты какают кубиками? Ученые, наконец, могут найти ответ.
Вомбаты с голым носом, или обыкновенные вомбаты, можно найти в лесных массивах холмистых ландшафтов на юге и юго-востоке Австралии и в Тасмании.
Пушистые сумчатые известны тем, что производят характерные кубовидные фекалии, которые, по мнению исследователей, они затем рассредоточиваются тактически, чтобы общаться друг с другом.
Теперь ученые из Университета Тасмании узнали больше об этом любопытном явлении.
Используя лабораторные испытания и математические модели, группа исследователей обнаружила, что по окружности кишечника вомбата есть две жесткие и две гибкие области. Кишечник длиной 33 фута примерно в 10 раз длиннее тела вомбата.
«Эта способность образовывать относительно однородные, чисто срезанные фекалии уникальна для животного мира», — сказал Скотт Карвер, эколог по дикой природе из Университета Тасмании.
«Они размещают эти фекалии на видных местах в пределах своего дома, например, вокруг камня или бревна, чтобы общаться друг с другом.
«Наше исследование показало, что эти кубики образуются в последних 17 процентах кишечника толстой кишки», — сказал он. мышечные сокращения, которые формируют одинаковый размер и углы фекалий.
«Голые вомбаты известны тем, что производят характерные кубические фекалии. Эта способность образовывать относительно однородные, чисто срезанные фекалии уникальна для животного мира », — добавил Карвер.
У людей пища проходит через кишечник за один или два дня, но пищеварительный процесс вомбата может длиться в четыре раза дольше, поэтому животное может извлекать из пищи все возможные питательные вещества. Эти существа также производят фекалии, которые намного суше, чем человеческие фекалии, потому что они лучше извлекают воду из кишечника.
Карвер сказал, что открытие, что кубики создаются внутри мягкой трубки, открывает «совершенно новый способ изготовления кубиков», который может иметь последствия для производства, клинической патологии и здоровья пищеварительной системы.
Исследование, опубликованное в журнале с метким названием Soft Matter, расширяет предыдущие исследования команды.Вомбаты — единственные животные, которые какают кубики, и теперь мы знаем, как
Патрисия Янг видела много какашек. В свое время, изучая динамику жидкостей организма, удостоенный наград ученый был свидетелем того, как коровы сбрасывают водянистые пироги, грызуны сбрасывают маленькие гранулы и слоны проходят мимо больших комков навоза.
Ничто из этого в конечном итоге не подготовит ее к тому, что она вот-вот увидит.
Это был 2015 год, и Ян только что представил математическую модель дефекации. Ученый на конференции спросил, работает ли ее теория и на вомбатах. Ян никогда не видела помет вомбатов, и когда она поискала фотографии в Google, она обнаружила, что смотрит на одни из самых странных фекалий, которые она когда-либо видела.
Фекалии австралийских млекопитающих имеют форму маленьких темных кубиков, единственных известных призматических фекалий в мире.
Фактически, вомбаты — единственные животные, обнаруженные учеными, которые могут производить кубики естественным путем, и долгое время мы понятия не имели, как они это делают.
Янга сразу зацепило. Тайна была давней, но никто не проводил серьезных исследований, чтобы выяснить, что же происходит на самом деле.
Вомбат на острове Мария, Австралия. (Posnov / Getty Images)
Она и ее руководитель лаборатории Технологического института Джорджии, инженер-биомеханик Дэвид Ху, решили изменить это. В 2018 году им наконец удалось заполучить кишечник голого вомбата ( Vombatus ursinus ).
Кишечник, который был тщательно рассечен ученым в Тасмании и отправлен в Соединенные Штаты, показал явный переход от мутной материи к твердой шестигранной структуре с острыми углами, почти как «ужасное рождественское украшение».
Похоже, эти кубики формировались еще до того, как вомбат их выкармливал. Дальнейшее компьютерное сканирование живого взрослого вомбата подтвердило, что у этого животного нет квадратного заднего прохода; он такой же круглый, как и у других животных, поэтому оставался вопрос: как вомбаты выделяют кубики?
Оказывается, все дело в кишечнике. Используя два новых вскрытия вомбатов и математические модели, Янг и ее коллеги выяснили, как вомбаты на самом деле путают призмы.
Первое, что вам нужно знать, это то, что кишечник вомбата необычно длинный, до девяти метров в длину. По сравнению с людьми, этим метровым существам требуется в несколько раз больше времени, чтобы высосать все питательные вещества и воду из своей пищи, иногда до пяти дней.
В результате фекалии вомбатов почти в два раза суше, чем человеческие фекалии, и это может быть тем, что помогает сумчатым выжить в засуху в австралийских зарослях. Этот длительный процесс, вероятно, также помогает их фекалиям формировать более конкретные формы.
Просто взглянув на кишечник вомбата, можно ясно увидеть постепенный переход от «желто-зеленой кашицы дигеста», как прямо выразились авторы, к сухому кубу со «скошенными краями и плоскими гранями».
Кишки вомбата наполнены фекалиями, свисающими сверху вниз. (Дэвид Ху и Скотт Карвер)
Используя воздушный шар для надувания определенных частей кишечника, исследователи заметили различные уровни толщины и жесткости некоторых тканей и мышц.
Фактически это означало, что части окружности кишечника сокращались по-разному, отчасти из-за разной толщины мышц.Узкие части быстро сокращались, отталкивая фекалии сильнее, в то время как более мягкие части сокращались медленнее, формируя углы.
Создавая простую модель кишечника, авторы обнаружили, что углы сформировались менее чем за 10 циклов сокращения.
«С сокращениями, происходящими каждые пару секунд в течение пяти дней, в фекалиях на самом деле наблюдается порядка 100 000 сокращений», — пишет команда.
Достаточное количество этих сокращений может, вероятно, сформировать серию кубиков на последнем конце кишечника вомбата, когда фекалии наиболее высыхают.В разрезе показано, что кубики образуются только в последних 17 процентах кишечника. (В 2018 году команда думала, что это последние 8 процентов).
Это почти как печь торт, объясняет Ху. Тесто сначала получается влажным и неряшливым, со временем высыхает по мере нагрева в духовке. Когда он упирается в край формы для торта, он начинает образовывать углы и плоские поверхности. Большая часть затвердевания происходит в самом конце.
Вомбаты, кстати, выжимают почти 100 таких шестигранных пирожных каждый день.
Почему именно они это делают — совсем другая загадка. У вомбатов плохое зрение, поэтому они используют свой помет для общения друг с другом. Таким образом, они любят какать на камнях, бревнах или других возвышенностях, чтобы их сообщение было более заметным.
Форма куба может способствовать складыванию пуков. В конце концов, более грубые фекалии имеют свойство откатываться.
Фекалии вомбата в поле сложены на скалах. (Дэвид Ху и Скотт Карвер)
Но это всего лишь одна идея. Другая причина заключается в том, что шестигранная структура вомбатов позволяет использовать большую площадь поверхности для увеличения распространения запаха животного, который может передавать социальные сообщения или репродуктивный статус.
Другие ученые думают, что мы слишком много придаем этому значение. Они утверждают, что фекалии кубической формы, вероятно, являются результатом обезвоживания кишечника. Например, в зоопарках и парках дикой природы, где вомбаты хорошо гидратированы, фекалии вомбатов менее выражены.
Очевидно, что нам еще многое нужно знать о вомбатском пу, но Рэнди Эволдт, инженер-механик, который впервые привлек внимание Янга и Ху пять лет назад, сказал ScienceAlert, что он впечатлен их прогрессом.
«Авторы демонстрируют героические усилия и сотрудничество, охватывающее разные стороны земного шара», — сказал Эволдт в электронном письме. «Возникает вопрос: кто еще мог втиснуть такую междисциплинарную работу в этот многогранный вклад?»
Кто действительно.
Исследование было опубликовано в Soft Matter .
Ученые наконец-то выяснили, почему вомбаты какают кубиками. Слава Богу.
Наш долгий международный кошмар закончился: мы наконец знаем, почему вомбаты какают кубиками.Это сделали ученые. Они действительно это сделали. Слава богу.
Странные какашки вомбатов давно стали любопытным и забавным фактом о животных. И ответ на этот вопрос не так прост, как «квадратная дырочка». Ладно, в любом случае, не , а так просто. В основном: помет Рубика образуется в кишечнике вомбата посредством мышечных сокращений, а не в точке выхода.
Исследователи из Технологического института Джорджии и Университета Тасмании опубликовали свои выводы на этой неделе в журнале — я не хрен вам — под названием Soft Matter. По иронии судьбы, фекалии вомбата на самом деле сушат в толстой кишке, что помогает при сокращении формировать аккуратные маленькие кубики.
«Голые вомбаты известны тем, что производят характерные фекалии кубической формы. Эта способность образовывать относительно однородные, чисто срезанные фекалии уникальна в царстве животных», — сказал в своем заявлении исследователь доктор Скотт Карвер. «Они размещают эти фекалии на видных местах в своем доме, например, вокруг камня или бревна, чтобы общаться друг с другом.Наше исследование показало, что эти кубики образуются в последних отделах кишечника — и, наконец, доказывает, что квадратный штифт действительно можно вставить в круглое отверстие ».
Другая исследовательница, Патриция Янг, описала этот процесс Слэйту следующим образом: «Поперечное сечение кишечника вомбата похоже на резиновую ленту с двумя слегка натянутыми концами и опущенной центральной частью. Жесткие и эластичные части сокращаются с разной скоростью , который создает форму куба и углы «.
Хорошо, но почему вомбаты какают кубиками? Джек Эшби, помощник директора Зоологического музея Университета Камбрдиге, отметил в Твиттере, что вомбаты могли использовать кубический навоз, чтобы более эффективно отмечать свою территорию.
Итак, теперь мы знаем, * как * # вомбаты какают кубики, но большой вопрос в том * почему *. # Какаши вомбаты хорошо видны там, где они живут, но главное не видимость: это запах👃🏻.
Вомбаты часто хлопают какашками на видных местах, приподнятыми над землей. Это помогает распространению аромата. Кубики не катятся. pic.twitter.com/3vRcC71IEY— Джек Эшби (@JackDAshby) 29 января 2021 г.
Исследователи действительно думают, что их выводы могут в конечном итоге иметь последствия, не связанные с вомбатом.Ян сказал Slate, что они думают, что это может помочь диагностировать ранние признаки рака толстой кишки у людей и что это может помочь создать новый способ производства кубиков.
СМОТРЕТЬ: Недавно обнаруженные мыши живут в воде, их ноги напоминают кенгуру
Мы наконец знаем, как вомбаты собирают кубики какашек
С защитным щитом из костей и толстой подушечкой из жира и мышц, предназначенной для отражения хищников, вторгающихся в норы, вомбаты имеют много странных вещей, происходящих с их анатомией ягодиц.
Новый доклад, представленный в эти выходные на конференции Американского физического общества, раскрывает самую непреходящую загадку странного лосося сумчатого: форму его кормы.
Фекалии вомбата имеют кубическую форму — факт, о котором следует помнить на случай, если он появится в барах. Это не новость — люди давно интересуются кубическими фекалиями. Предыдущие мыслители вомбатов предполагали, что, возможно, у трех существующих видов вомбатов есть квадратный анус, который превращает сухие фекалии в плотные маленькие кубики на пути в мир, или, возможно, желудок вомбата каким-то образом переваривает пищу в необычной форме.Патрисия Янг, инженер-механик из Технологического института Джорджии, нашла настоящий ответ. Она надеется, что ее открытие поможет людям придумать новый способ производства кубиков.
Без лишних слов, кубическая какашка! Кредит: П. Ян и Д. Ху / Технологический институт ДжорджииЯн отправился на поиски истины, узнав о необычной форме кормы вомбата на конференции в начале этого года. Она и трое ее соавторов получили свежие кишки от вомбатов, которые были усыплены после того, как их сбили машины в Тасмании.(Вомбатам угрожает посягательство человека, как и многим животным, а также саркоптоз или чесотка, заразное кожное заболевание.) Для Янга, который изначально не верил, что фекалии вомбатов могут иметь кубических размеров, учитывая, насколько необычна эта форма в природе, видеть их во всей их угловатой красоте было «удивительно», — говорит она.
Команда обнаружила, что фекалии в верхних частях кишечника были жидкими и мягкими, в то время как фекалии в последних 8 процентах их кишечного тракта имели характерную форму куба — и очень, очень сухие.Эта последняя часть внутренностей вомбата имеет стенки, которые различаются по степени эластичности. Давление фекалий на стенки превращает их в кубики диаметром чуть меньше дюйма.
«Эта работа является результатом сотрудничества инженеров и биологов», — говорит Ян.
Ее соавтор Скотт Карвер — эколог из Университета Тасмании. Ян надеется, что это открытие поможет осветить странный и дурацкий мир вомбатов и поднять их авторитет. Она также надеется, что это открытие принесет пользу промышленности.«В настоящее время я думаю о производстве продуктов питания», — сказала она сегодня на пресс-конференции. Кубики шоколада — не единственное, о чем она думает: она также думает о животной пище, например о тюках сена для лошадей.
Хотя теперь ученые знают, как фекалии вомбатов становятся квадратными, у нас есть только гипотезы о том, почему. Ян считает, что штабелируемая форма помогает вомбатам четко обозначать свою территорию с помощью ската, но другие в этом не уверены. «Я не уверен на 100% в идее наращивания, — говорит Санни Юнг, инженер из Корнелла, изучающий механику жидкостей в природе.Майк Суинборн из Университета Аделаиды, изучающий вомбатов, сказал National Geographic , что его тоже не убедили, и выдвинул гипотезу, что придание какашкам необычной формы было, скорее всего, способом выжать из них все до последней капли столь необходимой влаги. Это. Как всегда, необходимы дополнительные исследования, но по крайней мере одна непреходящая загадка раскрыта.
Почему у вомбатов фекалии кубической формы?
Когда зовет природа, вомбатов какают шедевр — груда кубовидных БМ, единственное известное животное, которое это делает.И теперь ученые, возможно, наконец-то узнают, как вомбаты совершают этот подвиг, согласно новому исследованию, опубликованному в четверг (28 января) в Интернете в журнале с метким названием Soft Matter .
У вомбата, маленького туннельного сумчатого животного, обитающего в Нижнем Подземье, из-за формы кишечника, как выяснила международная группа исследователей, какашки похожи на блоки.
Ранее некоторые исследователи ошибочно предположили, что форма анального сфинктера вомбата привела к характерному помету животного, во многом подобно тому, как пластилин Play-Doh может появляться в разных формах, когда его проталкивают через разные экструдеры.
Даже неопубликованных исследований , представленных той же командой на конференции Американского физического общества по гидродинамике в 2018 году , не совсем точно указали на точные области кишечника, ответственные за коробчатый навоз, хотя оно и выиграло Ig. Нобелевская премия за 2019 год.
Связано: Сумчатая галерея: Мешочек симпатичных
Но теперь, после изучения кишечных тканей вомбата, исследования КТ (компьютерной томографии) живого голого вомбата ( Vombatus ursinus ) и используя математические модели, команда выяснила, что кубическая геометрия фекалий, вероятно, происходит в последних 17% кишечного тракта вомбата.Кишечник вомбата длинный, около 10 метров, что примерно в 10 раз превышает длину его тела. Но четыре места — два более жесткие и два более гибкие, чем остальная часть кишечника из-за изменений в толщине мускулов — являются ключевыми для образования кубических экскрементов, как выяснили исследователи.
Вполне вероятно, что эти области различной толщины мышц помогают формировать острые углы кубиков, поскольку кишечник подвергается ритмическим сокращениям, говорят исследователи. «Углы возникают из-за более быстрого сокращения жестких областей и относительно более медленного движения в центре мягких областей», — пишут исследователи в своем исследовании.
World of Animals Годовой: 22,99 долл. США в Magazines Direct
Царство животных — увлекательный, красивый и сложный мир, но его ждет неопределенное будущее. В последние несколько лет мы видели, как Япония возобновляет китобойный промысел, и ученые предупреждают, что следующее десятилетие может оказаться решающим для окружающей среды Земли и ее жителей. Этот ежегодник исследует некоторые из угроз, с которыми сталкиваются 25 наиболее угрожаемых существ в мире, и знакомится с животными, которые обязаны своим существованием жизненно важному Закону о исчезающих видах 1973 года.
Посмотреть сделку
Влага или ее отсутствие также играет роль. В отличие от людей, пищеварительный процесс которых занимает от одного до двух дней, у вомбата он занимает в четыре раза больше времени, что позволяет сумчатым получать максимальное количество питательных веществ. Кишечник вомбата также отлично извлекает воду, что объясняет, почему их фекалии на треть суше, чем у людей. Этот процесс сушки, который в основном происходит в последней части толстой кишки, известной как дистальная часть толстой кишки, вероятно, помогает вомбату сохранять свои фекалии в форме кубика.
Идея исследования возникла, когда соавтор исследования Скотт Карвер, эколог по дикой природе из Университета Тасмании, вскрыл труп вомбата во время исследовательского проекта по лечению чесотки, кожного заболевания, вызываемого паразитическими клещами. Было известно, что «они помещают эти фекалии на видных местах в своем доме, например, вокруг камня или бревна, чтобы общаться друг с другом», — говорится в заявлении Карвера. Но было непонятно, как они сделали этот кубический помет.
Эта тайна, теперь раскрытая, может помочь ученым оценить состояние здоровья вомбата.«Иногда фекалии [пленного вомбата] не такие кубические, как фекалии [диких]», — сказал научному журналу соавтор исследования Дэвид Ху, исследователь биомеханики из Технологического института Джорджии, . Другими словами, у вомбатов с более квадратными фекалиями кишечник может быть более здоровым.
Кроме того, «Эти результаты могут найти применение в производстве, клинической патологии и здоровье пищеварительной системы», — написали исследователи в своем исследовании.
Первоначально опубликовано на Live Science.
.