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科学家提出哺乳动物21秒“排尿定律”

近日,来自佐治亚理工学院的研究者称,所有的哺乳动物,无论膀胱体积大小,其排尿时间都大致为21秒。罗恩·迪克(Ron Dicker)及其同事在佐治亚州的亚特兰大动物园对许多动物进行了观察,并拍摄了许多视频材料作为证据。他们提出了一个“排尿定律”,声称所有体重在1公斤以上的哺乳动物,其排尿时间都大约在21秒(正负13秒),而物种、膀胱体积甚至是性别等的差异都对排尿时间影响不大。

乍看之下,这一研究或许让人忍俊不禁,但研究者称该研究有着十分严肃的科学理由。“泌尿系统的进化使动物可以将身体里的液体快速有效地排出。尽管动物和人类的泌尿疾病治疗有着很长的成功历史,但对于排尿的物理机制却很少关注,”罗恩·迪克说,“在这项实验与理论相结合的研究中,我们阐明了5个质量数量级的动物——从老鼠到大象——排尿时的水动力学。”他们发现,尽管这些动物的膀胱容量从100毫升到100升不等,但它们却都具有“几乎恒定的”排尿时间。较大的动物具有较长的尿道,因此“增大了引力效应和流速”。

研究者还分析了这一现象背后独特的生物学机制。例如,啮齿类和其他小型哺乳动物在排尿时是一滴一滴的,这与它们具有流量加强机制的尿道结构有关,即它们的排尿量即使增加也不会对泌尿系统的功能造成损伤。与之相对的是,研究者发现大象具有更宽、更长的尿道,以应对巨大的排尿量。

对流体动力学研究颇感兴趣的生物学助理教授大卫·胡(David L. Hu)说:“这项研究或许可以帮助诊断动物的泌尿问题,并启发可扩展水动力系统的设计。”以往的研究中较多关注的是膀胱的压力。大卫·胡希望该研究的成果可以用于人造水动力系统——如水塔——的研制中。他还指出,人类平均的排尿时间也是21秒,而且人类膀胱的特征“与相同重量的其他哺乳动物基本一致”。(任天)