搞笑諾獎續集：可愛的企鵝如何把「便便」噴到1米之外？

2020-07-20 鈦媒體APP
搞笑諾獎續集：可愛的企鵝如何把「便便」噴到1米之外？

文 | 學術頭條

有「海洋之舟」美稱的企鵝是一種最古老的遊禽，它們很可能在地球穿上冰甲之前，就已經在南極安家落戶。企鵝雖然是鳥，但不會飛，行走時腳掌著地，身體直立，依靠尾巴和翅膀維持平衡，一搖一擺的，十分可愛。

不過，可愛的企鵝也有非常讓人無語的一面。

在育雛的過程中，帽帶企鵝（Chinstrap Penguin）和阿德利企鵝（Adélie penguin）不願將卵不加保護地留在巢中，即使是在排便的時候，也不會走開，但是它們同時也不想讓糞便汙染巢穴。

因此為了同時確保了卵的安全性和巢穴的清潔度，它們只好選擇將糞便噴射出去。

看到這裡，大家一定會想知道這種鳥能將屎噴多遠呢？它們需要產生多大的壓力才能把屎噴出來呢？

2003 年的時候日本發光生物研究所（Research Institute of Luminous Organisms）的 Victor Benno Meyer-Rochow 教授帶領團隊前往南極探險，想收集當地的海洋蠕蟲和被一種稱為春蟲的微小陸生昆蟲的樣本，以作進一步研究。

但在收集樣本的過程中，他們還拍攝了大量的企鵝照片，用來演講。在隨後的一次演講過程中，一名年輕女子對 Meyer-Rochow 一張企鵝在巢中孵卵的幻燈片提出了問題，她想知道照片中放射狀的白色和粉紅色線條是什麼，以及企鵝是如何製造他們的。

搞笑諾獎續集：可愛的企鵝如何把「便便」噴到1米之外？

這一問題激發了 Meyer-Rochow 教授的興趣。他通過測量，得出企鵝便便噴射的長度大概在 30-40cm，隨後與匈牙利洛蘭德·埃特沃斯大學（Loránd Eötvös University）的 Jozsef Gal 教授一起計算將糞便噴出所需的直腸壓力。

結果發現，企鵝將便便噴射出來時所需的壓力大概在 10-60kPa。而正常人的直腸肌承受壓力在 2.67kPa 左右，一旦壓力超過 7.33 外括約肌和內括約肌都會鬆弛，直腸內容物就會不由自主的排出。顯然，企鵝直腸所能承受的壓力遠高於人類。

這一研究在 2005 年成功斬獲了當年的搞笑諾貝爾獎。對此 Meyer-Rochow 教授表示，「企鵝排便時的壓力至少是汽車輪胎壓力的一半，對於一個只有人類體積三分之一大小的小傢伙來說，這個數值非常驚人。

搞笑諾獎續集：可愛的企鵝如何把「便便」噴到1米之外？

而在最新的研究中，Kochi University 的 Hiroyuki Tajima 教授和高知縣桂浜水族館的 Fumiya Fujisawa 注意到，2003 年的論文只考慮了水平方向的噴射，但企鵝排洩時糞便射出的角度明顯不是水平的，特別是當巢穴位於較高的地方，或者企鵝可能站在巖石上的時候。

因此，研究者使用牛頓方程計算得出，企鵝糞便的最大飛行距離應該在 4.39 英尺也就是 1.34 米左右。他們也重新探討了實現這種軌跡所需的直腸壓力的問題，並發現它會比最初的估計值高一點。

搞笑諾獎續集：可愛的企鵝如何把「便便」噴到1米之外？

但是，他們指出，他們的簡化方程式並未考慮到糞便消化道和空氣中的流體動力學，「它們留待以後的工作」。

至於為什麼他們選擇重新審視企鵝噴射糞便時所涉及的物理學，作者這樣解釋：「這種（糞便噴射）爆發有時會使飼養員在水族館等飼養環境中感到尷尬。

因此，了解它們的糞便究竟可以噴射多遠，實際上很重要。這樣的信息能使飼養者免於危機，也對於為飼養者避免此類事件的發生，提供新的指導思路。」

資料來源：

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

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