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南极那么干净,企鹅的屎拉在哪里?

干净只是你的错觉……

企式颜艺:

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企式喷画:

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企式沐浴:

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企式水彩:

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企式公路:

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企式泼墨:

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有企鹅的地方就有屎,乃至于科学家直接用企鹅屎画,来寻找它们的栖息地。

甚至在卫星上都能看到企鹅的便便:

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企鹅和其它绝大多数鸟类一样,都是一种随吃随拉的动物。

因为它们的尿道和肛门不分,共享同一个开口——泄殖腔。

屎尿不分,含水量大,难以长期储存,自然只能写意排放。

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企鹅消化道和血液循环

它们是群居的大家族,但个体又有一定的卫生要求,那应该怎么办呢?

那当然是演化出非凡的肛动力系统。

只管自己干净 ,哪管他人多彩。

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这不,几位生物学家对企鹅的肛动力学产生了兴趣,并进行了研究。

2003 年,一位年轻女子在日本北里大学的一场研讨会,向芬兰奥卢大学生物系教授 Meyer-Rochow 问了一个关于企鹅的问题:

企鹅巢周边的白色和粉红色线条装饰是什么?

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看看我的涂鸦好不好看?

企鹅粪便。

Meyer-Rochow 的回答让这位女士羞红了脸。

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Meyer-Rochow

这一次的一问一答,也令 Meyer-Rochow 本人也对企鹅的肛动力学产生了兴趣。

他和其他两位同道对企鹅肛动力学进行了研究。

通过数据分析[1],他们发现阿德利企鹅肛门产生的压力,超出了人类以前的想象,相当的惊人。

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Meyer-Rochow 等人一开始假设企鹅粪便含水高,为理想的非粘性流体。

压强为:

当粪便从零加速到 2m/s 时,计算得到的压强为 4.6KPa,这个结果太低,与观察明显不符。

因此,他们不得不考虑企鹅粪便是粘性为

的粘性液体。

所以还需要考虑动态粘度:

那么肛门压强则为:

Meyer-Rochow 等人分析企鹅粪便在不同情况下,具有不同的粘度。

最终计算出:

当排出低粘度的高含水粪便,从零加速到 2m/s 时,压强为 10KPa,这倒是和人类的肛动力学相当[2]

而当排出的粪便是类似于橄榄油这样的高粘稠液体时,压强则达到 45KPa,相当于人类的 3~5 倍。

也就是说企鹅排便的压力,与便便粘度正相关。

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企鹅喷射粪便时,还不会产生湍流,流体效率非常的高。

Meyer-Rochow 等人凭借这项研究,获得了 2005 年的搞笑诺贝尔奖流体动力学奖。

多年以后,企鹅肛动力学吸引了日本的两位年轻研究者。

他们在 2020 年,对阿德利企鹅的肛门动力学进行了再次研究,并优雅地水了一篇论文[3]

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虽然对于企鹅的肛门压力,他们得出的结果并没有大多少。

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但通过对模型进行改进,却发现企鹅粪便的喷射距离可以达到 1.34m,是原来研究中的 0.4m 距离的 3 倍还多。

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可以发现,这一次的研究,不仅考虑了企鹅排便时优化喷射角,可以喷出更远距离。同时也考虑了,企鹅常常借助高低落差优势,压对方一筹的老六行为。

不得不说,这两个日本小伙对喷射模型的优化,还是挺到位的:

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企鹅粪便,不仅起到“问迹寻企”的效果。

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还具有其它的一些重要作用。

喜爱抱团取暖的企鹅,它们的粪便也起到吸收更多阳光热量的作用,更有利于企鹅过冬。

随着四季更替,冰雪融化,这些粪便还会对南极生态带来非常积极的影响。

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2014 年环南极帝企鹅栖息地数据可视化图

无论企鹅粪便还是企鹅自身,都是南极海岸,碳、氮、磷以及其它生物必需微量元素循环的重要一环[4],是南极海岸生态繁荣的保障。

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研究者不仅可以通过分析企鹅粪便,研究企鹅的生理、饮食,以及生存环境。

还可以通过永冻层中的粪便,研究整个南极的古气候和生态变迁。从某种意义上来说,永冻层中的企鹅粪便,起到了时间胶囊的作用。

企鹅粪便的颜色多种多样:

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Youngflesh 正在南极科考船上分析企鹅粪便的光谱和化学性质

这些颜色主要分成白色和粉红色。

你甚至可以说,今天拉白色粪便,还是红色粪便主要看企鹅的心情。

因为它们干饭心情为鱼的时候,喷出白色便便;

干饭心情为磷虾的时候,喷出红色便便。

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磷虾心情的鲸,也会排出红色便便

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