Większość ssaków potrzebuje 21 sekund, aby się wysikać

Pęcherz słonia może pomieścić prawie 5 galonów (18 litrów) płynu, a mimo to może on sikać równie szybko jak kot.

Nowe badanie ujawnia, że większość ssaków większych od szczurów oddaje mocz przez mniej więcej ten sam czas: 21 sekund. To dlatego, że ich cewki moczowe są odpowiednio skalowane, aby być „urządzeniem zwiększającym przepływ”, jak powiedzieli badacze.

Zespół ma nadzieję, że efektywny projekt natury dla systemu szybkiego opróżniania pęcherza zainspiruje mądrzejszą inżynierię dla zbiorników i rezerwuarów wody, a także węży pożarniczych i plecaków wypełnionych wodą.

Od maluchów do zwierząt w zoo

„Mam w domu malucha, zmieniałem jej pieluchę i zacząłem się zastanawiać, ile moczu miałby słoń”, powiedział David Hu, asystent profesora inżynierii mechanicznej w Georgia Institute of Technology w Atlancie, który zainspirował się badaniami.

Aby porównać tempo sikania w całym królestwie zwierząt, Hu i jego koledzy zwrócili się do dwóch miejsc, w których łatwo znaleźć faunę: zoo i Internet. Zespół przyjrzał się 28 filmom ze zwierzętami oddającymi mocz na YouTube i odwiedził Zoo Atlanta, aby zebrać własny materiał filmowy 16 zwierząt sikających i zebrać mocz w kawałkach pustych butelek po napojach gazowanych.

Badacze odkryli, że zwierzęta lżejsze niż 6,6 funta. (3 kilogramy), takie jak małe gryzonie i nietoperze, nie mogły sikać w strumieniach; raczej oddawały mocz w serii szybkich kropli. Tymczasem większe zwierzęta – od kóz, przez goryle, po Wielkiego Duńczyka – wypuszczały strumienie i strugi moczu, kiedy musiały iść, a większość z nich potrzebowała około 21 sekund, aby się wysikać. Hu powiedział, że był zaskoczony tym, że zwierzę tak duże jak słoń ulżyło sobie tak szybko jak kot, którego pęcherz jest maksymalnie wypełniony łyżeczką (5 mililitrów) płynu.

„To jak opróżnianie basenu i wanny w tym samym czasie”, powiedział Hu w e-mailu do Live Science.

Jak to wszystko wychodzi

Kluczowym czynnikiem stojącym za tym zjawiskiem jest długość cewki moczowej, stwierdzili badacze. W miarę jak ciało zwierzęcia staje się większe, jego cewka moczowa wydłuża się w przewidywalnym stosunku.

„Wszystkie zwierzęta mają cewki moczowe o takim samym stosunku długości do szerokości: stosunek długości do szerokości wynosi 18”, powiedział Hu. „Jest to rzadkość wśród zwierząt. Zazwyczaj części ciała zmieniają się we względnej wielkości, takie jak oczy i mózg.”

Z dłuższą cewką moczową, efekty grawitacji wzrastają, co tworzy większe ciśnienie w pęcherzu i wypycha mocz szybciej, naukowcy said.

The odkrycia, które zostały szczegółowo opisane online w zeszłym tygodniu w Proceedings of the National Academy of Sciences, sugerują, że cewka moczowa nie jest tylko przewodem między pęcherzem a światem zewnętrznym. Hu i jego koledzy uważają, że ten wydajny system biologiczny może być przydatny w świecie inżynierii, a nawet może być skalowany.

„Zdaliśmy sobie sprawę, że to zjawisko nie ma limitu wielkości,” powiedział Hu. „Zwierzęta używają go do pęcherzy 5 ml lub 18 l, ale nie ma powodu, dla którego nie można by go rozszerzyć na większe systemy, takie jak baseny.”

Follow Megan Gannon on Twitter and Google+. Śledź nas @livescience, Facebook & Google+. Oryginalny artykuł na Live Science.

.