亚城人物|佐治亚理工的这位华裔妹子出名了!平生独爱研究“屎”和“尿”

佐治亚理工大学的这个华裔妹子全世界闻名了!为什么?说来原因也是有些诡异的…不是别的,竟然是因为这个华裔妹子喜爱研究“屎”和“尿”。而且绝对是真爱!她的研究结果被各大著名科学杂志频频刊登!

佐治亚理工华裔妹子出名了!平生独爱研究“屎”和“尿”

一坨硬屎,很生气的样子,看来是主人便秘了

屎与健康的关系很好理解。但屎与机械工程学的关系,或者说,屎与流体动力学的关系,就没那么好理解了。

嘻嘻,来自佐治亚理工学院的机械工程学博士生Patricia Yang表示,有,真的有,我连论文都写好了。当然你看不懂的话可不能怪我。

Patricia Yang,非常可爱的一个学霸。

台湾长大的她本科毕业于鼎鼎有名的台大,并获得双学位:工程科学和海洋工程物理!

 

小杨的这项新研究,发表在了一本名叫《软物质》(Soft Matter)的期刊上。论文题目非常简单粗暴:就叫《排便的流体动力学》(Hydrodynamics of defecation)。内容呢给大家简明扼要概括下重点:

  1. 不分体型大小,哺乳动物们的平均排便时间都一样:大约12秒
  2. 虽然你们这些愚蠢的人类每天都拉屎,但拉屎这个过程并不像你们想象的那么简单:屎从结肠里滑出来时,中间是隔着一层粘液的。
  3. 拉屎时间虽然都一样,但屎是有区别的:有些屎能浮在水上,有些屎不能

随手放一张论文里的图片出来,让大家感受一下小杨科研道路走得有多么艰辛和坎坷。

 

在敬佩小杨卓越的研究成果之余,你肯定还是对背后的成因更为好奇——为啥?为啥都是十二秒?粘液是干啥的?润滑的吗?

小杨表示,导致这一现象的原因其实很简单也很无奈——大家都是要拉屎的,但没办法,屎太臭了,会吸引捕食者。如果拉屎时间太长就会很危险。

因为有这种粘液的存在,拉屎并不是像挤牙膏一样挤出来,

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而是像游乐园里的水滑梯一样,屎可以随着那层粘液顺利地滑出来….

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(为什么水滑梯滑得快,就因为有那层水润滑啊,能理解了吧)

这样就能把拉屎时间降到最低,争取活命时间。

在当地的动物园里,小杨和她的小伙伴们拍摄了大象、熊猫、疣猪拉屎的不雅画面。认真观察了很多YouTube视频:很多动物园游客喜欢拍动物拉屎的视频再传上YouTube(不知道为什么去动物园要拍这个,更不知道为什么要发去网上)。除此之外,他们连团队成员家的狗都没放过。“妈呀在公园里拉屎了!快去看到底拉了多久!”

科学家真的是很不容易了……

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大象:???

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熊猫:???

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狗:?????????

拉出来的屎,也超神奇!

他们研究的哺乳动物体重波动范围从4千克到4000千克,但依然有很多的共同点。比如,屎条的长度一般情况下都是直肠直径的5倍。再比如,能拉出圆柱形屎条的哺乳动物们,都不是像挤牙膏那样拉屎的,更像是“一个塞子从滑梯里滑出去”( “It’s more like a plug that just goes through a chute”),动物越大,黏液越厚,拉屎时间嘛就会更快一点,能跟上大家的脚步。

不仅如此,小杨的团队还把屎分成了两种:飘屎和沉屎(Floaters and sinkers)。顾名思义,所谓飘屎就是能浮在水面上的屎,一般来自食草动物。因为食物里营养很少,纤维素含量很高,所以拉屎轻飘飘……(喂。沉屎的话就会沉到水底,来自熊啊狮子啊老虎啊这样很凶猛的肉食动物。它们吃的东西更重更难消化,还老是有皮毛和骨头,肯定就会沉下去了。

此外,小杨他们还动用了一种非常高端大气上档次的仪器——流变仪——来研究一坨坨屎。流变仪能够测量在一定的作用力下,液体流动的方式。他们发现握草原来屎具有剪切变稀特性(shear-thinning)!怼它的速度越快,它越经不起怼( which means they have lower resistance the faster they’re deformed.)。所以你踩在狗屎上的时候才会觉得脚感黏腻……而不是“咦好像踩上了小球”。也就是说,狗屎为什么是“一坨”而不是“一条”、“一颗”、“一粒”的奥秘,今天终于真相大白……

看到这里,是不是忍不住开始钦佩小杨的脑洞和毅力了?

呵呵,你们真的太年轻。

比我更奇葩的人……还是我。

目光转向三年前!有一项研究拿了当年的搞笑诺贝尔奖。研究成果和之前介绍的这篇文章有着异曲同工之妙:动物不论体型大小,或是采用何种姿势,排尿的时长都是一样的——约为21秒马桶圈上的“诺贝尔”:你和大象,尿尿的时间一样长!)。尿道像一根虹吸管一样,越长的尿道排水就越快。在动物的进化过程中,大型动物的尿道变长,帮助他们快点尿完,从而避免在排尿过程中被其他动物攻击。获奖人戴着马桶圈上台领了奖。

是不是不管从各个方面来看,这两项研究都非常极其特别地如出一辙

让我们看一下当年的获奖画面:

Stage!

 

没错!两篇论文的一作都是小杨!三年前研究尿,三年后研究屎!小杨真的骨骼清奇!

在自己的网站首页上,小杨写道:

“我的梦想是以一个职业科学家的身份,继续和动物们一起工作。”(My dream is to continue working with animals as a professional scientist.)

不管从任何一个角度来看,这都是一个非常朴实可爱而真挚的梦想。而她的优秀和努力,也足以支撑她实现这一切。

 

等一下,好像还有哪里不对。

这个戴着马桶圈的获奖者……

这特么不是大名鼎鼎的胡立德吗?!

嘛,既然导师是胡立德,那这一切就都可以说得通了……

胡立德(David Hu),佐治亚理工学院生物运动实验室的副教授,得过菠萝科学奖,搞笑诺贝尔奖,还曾经两度登上《自然》杂志封面。果壳科学人在采访之后认为他“大概是世界上最逗比的科学家”。
图片来源:mit.edu

鉴于他的奇葩研究实在是太过罄竹难书(??),我们在这里把研究内容简要整理一下:

关于“这都是什么鬼研究啊到底有什么卵用?!”这样的质疑,胡立德本人的回应是……“反正老子已经有终身教职了我才不管!”

但其实,生物力学这个领域还是很有实际意义的。美国军方就资助了他的很多研究,希望能从蚂蚁群的原理中建造出一套装甲,让子弹穿过去之后立刻修复伤口,这叫自愈合材料。这个领域上军方已经投资了数百万美元。类似的,还有许多经费来自所谓“生命系统的物理”,美国国家科学基金会给钱,希望能够对生命现象有一个更加数学和物理的视角。在胡立德的实验室里,几乎每个研究生都在Nature、Science或PNAS这三个顶级期刊上发表过文章。

不过,胡立德并不是想着发论文、拿经费、有应用前景什么的才来做研究的。在果壳当年采访他的时候,他说:

“我只是觉得,一个东西只要足够酷,总是会有什么应用的吧……事实也的确如此。”

——你可能觉得这很难以置信,但至少,包括小杨的屎尿屁大发现在内,他的实验室里那些古灵精怪实验,确实都印证了他这句话。不论是基础的还是应用的,哪怕看起来“不正经”,但只要能有所发现,我们迟早会知道它的价值的。

何况……是真的很好玩啊!

参考资料:

  • Yang, Patricia J., et al. “Duration of urination does not change with body size.” Proceedings of the National Academy of Sciences 111.33 (2014): 11932-11937.
  • Yang, Patricia, et al. “The hydrodynamics of defecation.” Soft Matter. 2017.
  • http://pyang.gatech.edu/
  • http://www.news.gatech.edu/2015/10/15/david-hu-takes-home-ig-nobel-prize-improbable-research
  • www.guokr.com/article/440375/
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