談起對尿尿的研究,你可能會覺得很搞笑,但這項研究卻有它的嚴肅性。雖然現在人們可以利用醫學方法很好的治療各種泌尿疾病,但對於這種機制物理方面的因素還不是關注很多,而通過對這種排尿機制的研究可以更好地幫助診療哺乳動物的泌尿疾病,並且它的研究延伸可以對流體動力系統和相關系統帶來依據。
經研究發現:體重三公斤以上的所有哺乳動物,無論體型如何、物種、體重、膀胱和性別,他們完成一次完整排尿過程的時間都是21秒,這被稱為「21秒法則」或者「小便定律」。
這項研究的起因是這樣的:
科學怪咖胡立德在抱著兒子時被兒子直接尿到了懷裡,妻子告訴他這個時候就要數數字,接著他數了21秒,後來他陷入了思考,為什麼兒子這麼小卻需要這麼長的排尿時間,於是他立馬去計時了自己的排尿時長,驚訝的發現竟然也是21秒,為什麼成年人血液和體積比嬰幼兒大這麼多,排尿時長卻是一樣的呢?
到了第二天他在他的課堂上將這個作為一項研究交給兩個自願調查的學生去做。他們用了兩周時間將亞特蘭大公園裡所有的哺乳動物排尿時間記錄了下來。分析了這些數據後,胡立德將哺乳動物的排尿時間分成兩類:
一類是三公斤以下的哺乳動物,他們的排尿時間僅需要一秒,另一類是三公斤以上的哺乳動物,他們完成一次排尿時間幾乎都是21秒。雖然比狗狗大100倍的大象的排尿時間是21秒以上浮動13秒之內,但是相差如此懸殊的兩個哺乳動物存有13秒的浮動差值可以說很小很小了。
胡立德憑藉這項研究還獲得了2015年的搞笑諾貝爾獎。
後來美國喬治亞理工學院研究負責人、動物學家帕翠莎·楊和其專家同事們對生活在亞特蘭大動物園的哺乳動物們排便過程進行了長時間的跟蹤拍攝,他們闡明了從老鼠到大象物種質量等級的哺乳動物的排尿流體力學,他們的膀胱體積最小100毫升,最大100升,卻都遵循21秒排尿法則。
小型哺乳動物的尿道進化成一種流體優化機制,而大型哺乳動物卻形成一種更寬更長的尿道來大量排洩尿液,在這種更長更寬的尿道裡可以使得尿液有充足的時間來增大壓力和加速。這種作用一定條件下還受到重力的影響,倒立過程中排尿可能會有不一樣的發現。
研究者也構建了模型,其中比如膀胱體積、尿道括約肌張力、輸尿管直徑等變量中,一個變量發生變化,其他的變量也會隨之適應而發生變化,因此各個要素相互作用最終形成了一致的排尿時間。
對於人類是否也遵循21秒排尿法則還不明確,很多年輕或者青年人遵循21秒法則,而年紀相對較大的人們卻用時更長一些。因此對於哺乳動物的研究還無法在人類身上下準確定論,因為人類具有意識和思維,動物的很多行為都是出於本能,而人類可以自控發出可以或者不可以的命令。
這也就是為什麼狗狗會在樹旁或者草地上隨時隨地小便,而很多忙碌中的人們卻可以憋尿,不過,感興趣的人們可以去計時自己是否也是21秒排尿。
(圖源網絡)