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據科普中國訊息，美國佐治亞理工學院有一位Patricia J。Yang博士（以下稱楊博士，非本文作者楊博士），專門研究各種動物拉屎，並在學術期刊上發表了好多關於拉屎的研究論文。看完徹底顛覆你對拉屎這件小事的想象。
重要提醒：此文非常重口，可以吃飯，但別太飽！！！
哺乳動物平均排便時間
都是大約12秒？
為了觀察動物拉屎，楊博士帶隊去了亞特蘭大動物園，在動物園苦苦守候，終於拍到了大象、熊貓、疣豬這三個動物的拉屎過程，又在公園拍攝了小狗的拉屎過程，但她感覺“意猶未盡”，於是對Youtube上的19個動物的拉屎影片進行研究。
楊博士拍攝的大象、熊貓、疣豬、狗拉屎，來源：Yang P J， LaMarca M， Kaminski C， et al。 Hydrodynamics of defecation［J］。 Soft Matter， 2017， 13（29）： 4960-4970。
屎在拉出來之前都要經過直腸的，不同動物直腸長度不同，貓的直腸只有4釐米，而大象的直腸卻有40釐米長，雖然不同種的動物直腸長度可以相差10倍，但這些動物拉屎持續的時間卻相差無幾。
楊博士從糞便尖端出現開始計時，這種拉屎初始的狀態一般能持續1秒鐘左右，然後動物會用大概10秒鐘的時間一股腦地把屎拉完，總計拉屎時間一般平均在12秒左右。當明天你屎意來臨的時候，你也可以測一下你拉屎的時間是不是也在12秒左右。
不同動物的拉屎時間，來源：Yang P J， LaMarcaM， Kaminski C， et al。 Hydrodynamics of defecation［J］。 Soft Matter， 2017， 13（29）： 4960-4970。
不同動物是如何把拉屎時間精準控制在12秒左右的？當然帶手機拉屎的人類除外。
為了解答這個問題，重口的楊博士又對動物拉出來的屎進行了更細緻的研究。
拉一次屎的總長度
一般是直腸長度的2倍？
楊博士拜託亞特蘭大動物園的飼養員們收集動物拉的屎，並對87塊屎的各種引數進行測量，從屎的塊數到長度和直徑，然後將這些測量到的資料與動物直腸的長度和內徑進行統計分析。
得到了以下四條“重要”結論：
1。哺乳動物一次拉屎1-4條，平均會拉2條（拉球屎的動物除外）；
2。屎條的總長度一般為直腸長度的2倍；
3。單個屎條的長度一般為直腸直徑的5倍；
4。體型越大的動物拉屎速度越快。
直腸和糞便的尺寸示意圖，來源：Yang P J， LaMarcaM， Kaminski C， et al。 Hydrodynamics of defecation［J］。 Soft Matter， 2017， 13（29）： 4960-4970。
許多研究表明直腸是屎的唯一儲存“倉庫”， 但是如果說屎條的總長度是直腸的2倍，那就說明有一部分屎還存在於結腸當中。
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既然不同動物拉屎時間都差不多，那體型大的動物有啥拉屎“優勢”嗎？拉的速度快啊！體型大的動物拉屎速度要比體型小的要快很多，並與動物的體長成線性關係，大部分動物正常情況下會以1-10釐米/秒的速度進行拉屎。
屎是被“擠”出來的
還是被“推”出來的？
屎被拉出來的過程屬於“滑動”過程，是被“推”出來的，而不是像擠牙膏一樣，從一個很小的牙膏管口被擠出來，因此屎的直徑一般和直腸的直徑是一樣大的。
為了減少屎與直腸的摩擦，拉屎的更為順暢，屎與直腸之間就需要有一層起到潤滑的作用的粘液，一般在腸道內粘液層的厚度為30-100微米。
體型較大的動物不僅會拉更多的屎，而且還有更厚的粘液層，這有利於將屎的排出。
儘管糞便量與體型成正比，但由於粘液覆蓋在大腸壁上，所有哺乳動物都會在恆定時間內排便。
為什麼有些屎能浮在水上，
有些不能？
為了探究不同動物的屎會不會浮在水面上，楊博士又測量了不同種類動物屎的密度，發現不同種類動物屎的密度在0。2-1。5克/立方厘米之間。
把這些動物的糞便根據其相對於水的密度可以分為兩大類，沉在水底的屎和浮在水上的屎。
狸貓屎和大象屎，來源：Yang P J， LaMarcaM， Kaminski C， et al。 Hydrodynamics of defecation［J］。 Soft Matter， 2017， 13（29）： 4960-4970。
亞特蘭大動物園的大多數都是大型食肉動物，如獅子、老虎、熊和馬島長尾狸貓，它們拉屎的平均密度為 1。4克/立方厘米，屬於可以沉在水底的型別，這是因為這些食肉動物吃的是難以消化的食物，如毛皮和骨頭等。
相反，大熊貓和一些草食動物，如有蹄類動物、大象和袋鼠，這些動物吃低營養食物並以未消化的形式拉出來，它們拉的屎密度低，平均密度為0。83克/立方厘米，因此可以浮在水面上。
拉屎與流體動力學有什麼關係？
除非是拉稀，否則嚴格來說拉屎不能算是普通的流體力學。因為一般屎上都會存在裂縫，而一般流體不應該有這種有肉眼可見的裂縫。
楊博士使用一種流變儀測量動物屎的流變學引數，但是收集到的大多數便便是無法測試的，要麼太乾，要麼含有太多的岩石和植物根莖，不適合使用流變儀進行測試。
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最終楊博士使用了兔子、貓、狗的糞便進行了測試，獲得了屎的流變學測試結果，並得出了一個屎的粘度與施加的剪下速率之間的關係，其特徵是糞便在剪下力作用下會變稀，當更快變形發生時，剪下強度會降低。
利用屎的剪下變稀的特性就可以解釋了為什麼踩到狗屎時會感覺很絲滑。
為什麼會有立方體形狀的屎？
屎不僅僅有長條形和球形兩種狀態，袋熊就能拉出來立方體形狀的屎，這一切都源於袋熊的消化過程和獨特的腸壁形狀。
袋熊便便，來源：Yang P J， LaMarcaM， Kaminski C， et al。 Hydrodynamics of defecation［J］。 Soft Matter， 2017， 13（29）： 4960-4970。
袋熊的糞便在腸道的最後四分之一處會從液態變為固態。與此同時，最後十分之一的腸道是袋熊的便便產生尖角並變成立方體的地方。
產生這種形狀變化是由於袋熊腸壁組織的彈性特性不同，以及便便中的含水量有關。
以上對各種動物的便便進行深入的研究，有沒有解決你對屎的各種困惑呢？
