自然界無奇不有》這個小可愛會大出正方形的便便!美國科學家解開袋熊「方塊酥」之謎

2018-11-20 10:10

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袋熊(Wombat)是澳洲特有的有袋類動物,與袋鼠一樣擁有保護幼獸的育幼袋,和無尾熊的親緣關係相近。袋熊的外型可愛、性格溫馴,在澳洲是相當受歡迎的小動物,不過,雖然袋熊有圓滾滾的身材,牠們排出的「黃金」卻是正方形的!袋熊形狀有如方塊酥的立方體糞便在自然界獨樹一格,更引發科學家的研究興趣,探究袋熊的身體構造如何製造出方形的糞便。

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袋熊知多少

袋熊科(Vombatidae)現存的3個物種分別為塔斯馬尼亞袋熊(Vombatus ursinus)、毛鼻袋熊(Lasiorhinus latifrons)以及澳洲毛鼻袋熊(Lasiorhinus krefftii),生活在澳洲東南部和外海的塔斯馬尼亞州(Tasmania)。袋熊以草、樹皮及樹根為主食,毛皮顏色從褐色、灰色到黑色都有,3種袋熊的身長都只有約1公尺,重約20-35公斤。為了在乾燥環境生活,袋熊的新陳代謝和行動速度都很慢,不過一旦遇到緊急狀況,牠們逃逸的速度也可以飆到時速40公里!野生袋熊遭遇攻擊時會強烈抵抗,能夠撞倒一般體型的成人,強壯的牙齒一咬就能咬破塑膠雨靴並留下傷口。

袋熊為何排出方形便便?

一般認為,如同狗狗撒尿佔地盤的行為,袋熊方形的糞便具有劃分勢力範圍、標示邊界的用途,而方方正正的塊狀糞便,不管堆放在何種地形,都比較不易滾動。事實上,袋熊每晚可以排出一百顆立方體便便,「生產力」可說是相當驚人。但袋熊到底是如何製造出這些方形便便的?即使對科學家來說,長久以來也是個未解之謎。

袋熊形狀有如方塊酥的立方體糞便在自然界獨樹一格。(Bjørn Christian Tørrissen@Wikipedia/CC BY-SA 3.0)
袋熊形狀有如方塊酥的立方體糞便在自然界獨樹一格。(Bjørn Christian Tørrissen@Wikipedia/CC BY-SA 3.0)

大小便專家解開方形便便之謎

喬治亞理工學院(Georgia Institute of Technology)的博士後研究員派翠西亞楊(Patricia Yang)可以說是動物界的「大小便專家」。她曾在2014年發表一篇主題為「哺乳類動物小便時間」的論文,研究結果發現,雖然大象的膀胱容量是貓的3600倍。但兩者排尿所花費的時間居然相差無幾。這項研究讓她獲得2015年搞笑諾貝爾獎(Ig Nobel Prizes)的肯定,如今,她的研究興趣轉移到袋熊的糞便上。

在塔斯馬尼亞州,常有袋熊在道路上被車輛撞傷,面臨安樂死的命運,楊的研究團隊便以這些袋熊作為研究對象。在仔細檢視牠們的消化道後,研究團隊發現,在袋熊漫長的消化過程中,排泄物要到腸道剩下最後8%長度時才會凝固成形,而這段腸壁的延展性並不均勻,而是呈現「堅硬、柔軟、堅硬、柔軟」的分佈;硬的部分形塑糞便平坦的面,柔軟的部分則形成角,糞便最後便沿著腸道成為四四方方的立方體形狀。

袋熊糞便帶來的啟示

這項研究發表於美國物理學會流體力學部(APS  Division  of  Fluid Dynamics)18至20日在喬治亞州舉行的研討會上,楊認為,袋熊便便可以為人類社會帶來啟發——目前只有兩種製造立方體的方法,也就是使用模型或是切割而成,但袋熊的腸道指出第三條路的可能:「我們可以向袋熊學習,並把這種新奇的方法應用到製造過程中。」

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