為什麼澳洲袋熊可以排出方形大便?

作者 | 發布日期 2018 年 11 月 25 日 12:00 | 分類 生物科技 , 自然科學 follow us in feedly

身為澳洲的有袋類動物,袋熊矮矮胖胖的可愛模樣絕對會讓你印象深刻,不過牠們還有一個你大概不知道的「祕技」:會產製立方體大便。



自然界中的唯一

自然界中,澳洲袋熊(Wombat)為目前已知、唯一一種會排出立方體大便的動物,總是讓許多科學家為之著迷。

對於這個現象也有各式各樣的說法,目前最主流的猜測是立方體的大便方便牠們標記自己的領土(因為大便不會滾走);有人則認為這和濕度有關,指出一般袋熊所處的環境比較乾燥,大便就會比較有稜有角,但當袋熊待在水源較多的動物園時,大便就會比較圓滑;也有人相信袋熊的消化系統是造成這種現象的一大原因。

大家都愛猜  研究的不多

雖然人們對袋熊大便的關注從來沒有少,但是一直沒什麼科學家對此進行更深入的研究──直到專攻生物體體液的派翠西亞(Patricia Yang)聽聞這件事。

▲ 今年 5 月,英國「國立便便博物館」宣布他們蒐集到袋熊的大便。看到這些大便的稜角嗎?

▲ 在這張照片,更明顯看出袋熊「特產」的方形大便。

不相信 Google 的答案

幾個月前,喬治亞理工學院機械工程系的博士後學者派翠西亞聽聞「袋熊方大便之謎」,但一直不太相信這是真的,她說:「我還去 Google,然後看到一大堆方形的袋熊大便,但我就是很懷疑。」所以她決定和同僚大衛(David Hu)一探究竟。

從澳洲來的研究對象

由於北美沒有任何一座動物園有飼養袋熊,兩人必須從澳洲運來兩隻被路殺的袋熊來研究,所以他們好不容易等到袋熊後,大衛打趣地形容,他們就像「打開聖誕禮物一樣」興奮地把袋熊的內臟拿出來。

方形肛門?不是

派翠西亞則說:「一開始時,我還猜牠們搞不好有個方形的肛門,或肚子哪裡有可以形成立方體的地方。」但這些假設都沒有成立,而他們很快就注意到這其實跟袋熊腸子的彈性有關。

▲ 2005 年,攝影師捕捉一隻誤闖網球場的袋熊畫面。(Source:達志影像)

腸子為塑形工具

一般來說,從消化系統排出的大便形狀,會根據腸道蠕動時「捏出」的狀況而定。派翠西亞的研究中,同時將豬和袋熊的腸子充氣比較後,發現豬的腸子整體來說充滿彈性,所以排出來的東西會比較圓,相較來說,袋熊的腸子則有些地方有彈性、有些地方較硬。

很乾  排出後不解體

因此研究人員推測,就是這樣的狀況,才會讓袋熊的大便經過這些比較缺乏彈性的地方時產生明顯的邊線。除此之外,袋熊為草食性動物,糞便都常較乾硬,自然「有助於」維持立方體大便的稜角。

▲ 雖然這只是初步研究,還是提起了袋熊專家的興趣。(Source:Flickr/Mike Davison CC BY 2.0

結合生物和物理的研究

這份研究是在第 71 屆美國物理學會流體力學年會發表的初步研究,也還沒有經過同儕審查,不過許多學者都對這份跨領域的研究倍感興趣。澳洲阿德雷得大學的袋熊專家斯溫伯恩(Mike Swinbourne)就說:「這是我第一次看到有人可以從物理、生物學的角度提供一個不錯的解釋。」

南澳袋熊組織 Wombats SA 負責人克萊門茨(Peter Clements)也覺得這份研究很有幫助,但是他認為研究中「如果對可能的機制解釋更多點會更有幫助」。

▲ 由於生物界中立方體並不常見,因此派翠西亞相信了解袋熊格外有研究價值。(Source:Unsplash

可能對製造業有幫助

對此,派翠西亞也承認的確還有許多懸而未決的問題,相關研究也仍在進行,不過無論如何,她相信這些研究可能對製造產業帶來幫助。

製作立方體的第三種方法:袋熊

一如網路媒體 ScienceAlert 提到,生物界的立方體會這麼罕見,是因為在製造平面和稜角等過程都需要更費力。派翠西亞也指出,現在人類如果想製作方形物品也只能靠塑形、裁切兩種方法,但是「袋熊卻有第三種方法」。

派翠西亞提到,製造業未來也許能不靠鑄模,而是像袋熊一樣,利用管道的彈性差來製作立方體,她說:「如果這種方法適用,那一定很酷。」