（来源：科普中国）

转自：科普中国

这种有棱有角的方块屎不是谁随手捏的，而是某种动物一本正经地拉！出！来！的！

它是谁？为什么要这么干？

谁在违背“圆屎定律”？

放眼动物界，虽然每种动物拉出来的屎在形态、气味、内容物上都各不相同，但在这片“花花屎界”中，大部分成形的屎都有一个共同点——长得很圆润。

这是因为动物们的肠道大多是圆筒状的，肛门括约肌也是一圈环形的肌肉，所以，一般情况下，很难挤出一块方形的屎。

那究竟是谁，拉下这独特又清奇的方形屎？答案是：袋熊（Vombatidae）。

袋熊是一类澳洲特有的有袋类动物，普通袋熊（Vombatus ursinus）是袋熊科的代表物种，体长可达约 115 厘米，体重约 40 千克，是现生穴居哺乳类中体型最大的。

它们有厚实的前爪，专门用来挖掘地洞，还有向后开的育儿袋——这样的设计，是为了在袋熊妈妈挖洞时，防止泥土被扒拉进育儿袋，把幼崽弄得灰头土脸，甚至受伤。

袋熊是夜行性动物，通常在夜间出来觅食，以草、植物根茎、树皮等为食。和其他草食动物一样，袋熊屎量惊人，一晚上能“产”约 100 个屎块。

方块屎怎么加工出来的？

袋熊如何用圆滚滚的身材拉出方形的屎，这一点一直困扰着科学家。

起初，科学家很自然地想到：就像我们能用模具做出不同形状的面团那样，袋熊的肛门是不是有特殊的形状，能把屎“挤方”？

然而，当研究者抓起一只袋熊，用 CT 扫描它的屁股时，却发现它的肛门明明就很圆啊！和其他拉圆屎的动物没什么两样！而且影像中能看到：袋熊的骨盆骨骼距离大肠很远，没可能帮助挤压粪便。

既然出口不给力，那就只剩一种可能：方屎只能在肠道内形成。

袋熊的肠道长约 10 米，是它们体长的 10 倍。食物在我们人类体内一般一两天就能“穿肠而过”，而袋熊则需要 8～14 天才能完全消化完食物，这有助于它们在干燥环境中更好地吸收水分。

通过解剖不幸在车祸中死亡的袋熊，研究人员发现：方屎大多在肠道的末端 1.5 米形成，且越靠近出口，屎就越干、越硬、也越方。

最后3米的袋熊肠子，屎从更湿、更软的黄绿果昔状变成了又干又硬的小方块，这些粪便尺寸差不多2.5 x 2.5 x 3.8厘米。图源：参考文献[3]

看起来平平无奇的大肠，为什么能把屎加工得有棱有角？

在显微镜下研究袋熊的肠道切片，并测量其不同位置的厚度和延展性后，研究者发现了关键点：在肠道的最后一段，肠子的延展性并不均匀，而是存在两个更硬、更难以被拉伸的区域。

大多动物的肠壁柔韧且比较均匀，当食物残渣从“延展性均匀”的肠道中通过时，会被各个方向均匀地收缩、搓揉成圆润的屎。而袋熊肠子“不均匀”的延展性，会导致肠壁的扩张和收缩也不均匀，对屎造成的挤压方式也就有所不同，挤压不均匀，就会在屎表面逐渐“刻出”棱角。

为了进一步验证、也为了真正搞懂这门“搓屎工艺”，研究团队建立了一个数学计算模型，来重现袋熊肠道如何收缩和放松，以及这些运动如何形成立方体形状的屎（为了方便计算，使用的是横截面二维模型而非三维肠道模型）。

有趣的是，原本袋熊肠道只含有 2 个延展性更高的区域，当研究团队在模型中将它设定为3 或 4 个高延展性区域，再进行模拟时，结果显示：理论上肠子的收缩模式还能制造出六角形或八角形的屎！（数学模型太牛了！）

尽管我们目前还没发现哪种动物能拉出这种“进阶几何屎”，但科学家已从中获得不少启发，比如在处理一些特殊的、脆弱的材料时，或者在设计新的成型方法、制造不同形状的立方体时，都可以参考这种“肠道几何学”。

这也是为什么这份研究最终发表在英国皇家化学学会《软物质》杂志上，并且让该团队拿下了搞笑诺贝尔奖。

为什么是方块屎？

袋熊的屎为什么不是圆的，也不是长条形，偏偏是方块？科学家至今尚未完全破解这个谜，不过一个目前较被认可的猜测是：为了——不！滚！下！来！

袋熊会爬上岩石和树墩，用屎来标记自己的领地。而方形的屎不容易从高处滚落，能稳稳待在原地，成为更耐久的“地盘招牌”。

这些知识也帮助研究人员在圈养环境中更好地照顾袋熊。圈养的袋熊，有时拉出来的便便不那么“方”，而屎越方正，通常表示它们越健康。

顺便一提，袋熊的屁股不止在拉屎时天赋异禀，还有另一个很厉害的技能：堵洞！

它们的“铁屁股”由四块骨板融合而成，上面覆盖着软骨、脂肪、皮肤和毛发，形成一块坚硬的“盾牌”。当遇到不受欢迎的访客想进入它们的洞穴时，袋熊会屁股朝外，把洞口堵住。又大、又圆、又硬的屁股会让捕食者难以下口，只好识趣离开。

下图是一张非常罕见的照片：袋熊屁股边上躺着一只死去的狐狸。结合袋熊洞穴附近多次发现的狐狸和澳洲野犬头骨，研究者猜测：袋熊可能真的能用屁股把捕食者压死。

常说“屁股决定脑袋”，袋熊的屁股，真能决定别人的“生死去留”。图源：australiangeographic.com.au

参考文献

[1]It Can't Be True! Poo. Dorling Kindersley, ISBN: 9780241381458

[2]https://www.wildlife.vic.gov.au/ - common wombat

[3]Yang, Patricia J., et al. "Intestines of non-uniform stiffness mold the corners of wombat feces." Soft Matter 17.3 (2021): 475-488.

[4]Australian Geographic - Wombat bums: there’s more than meets the eye https://www.australiangeographic.com.au/topics/wildlife/2020/11/wombat-bums-theres-more-than-meets-the-eye/

来源丨上海自然博物馆（id:snhm01）

作者丨万三 曾为检疫犬训导员 一个想开飞机的古典音乐博主

审核丨黄乘明 中国科学院动物研究所研究员、海南大学特聘教授、中国动物学会监事、中国野生动物保护协会理事