圆形的屁屁为何排出方形的便便？袋熊的粪便，刷新了科学家的三观

杨佩良（Patricia Yang）是一名来自于中国台湾的斯坦福大学土木与环境工程博士后，其学术主攻方向就是鸟群、血液和排泄物的流体力学原理。在她此前的学术生涯中，杨佩良对许多动物的排泄行为都进行过研究，比如大象数自己粪球的数量等。

2015年的时候，她在一场学术报告会上介绍自己最新建立的关于动物排便的一个数学模型时，在座的一位科学家向她提出了问题：“你的这个模型，是否适用于袋熊？”

杨佩良当时还是有点懵的，因为她并不是一位生物学家，确实不了解袋熊的粪便。报告会结束后，她马上就搜索了袋熊粪便的图片。

这是她见过最奇怪的动物粪便。

在我们的《动物调查“菊”，动物界千奇百怪的“菊”部，令科学家大开眼界》一文中，我们介绍过自然界各种各样的动物在排便这方面搞出的新鲜事，其中也有介绍袋熊的粪便。我们还说，如果不提示的话，很多人乍看之下还以为这些都是人类加工过的红糖块或者巧克力。

迄今为止，这仍然是人类已知唯一可以排泄出方形粪便的动物。从这个角度说，只有袋熊上厕所才能叫“方便”……

可是，袋熊的肠道内显然并没有机器，也没有图纸，它的菊部也是圆形的，为何能够排泄出方形的便便呢？

杨佩良一下子就被激发了好奇心，她决定，一定要好好研究研究这种动物和它的粪便。

2018年的时候，杨佩良终于获得了一只光鼻袋熊的肠道。这只袋熊在澳洲遭遇了车祸，后来被实施了安乐死。来自塔斯马尼亚大学的生物学家将它进行了解剖，然后将肠子送给了杨佩良。杨佩良十分兴奋，马上和她的同事、佐治亚理工学院的实验室主管胡立德（David Hu）共同对这根袋熊肠道进行了研究。

澳大利亚玛利亚岛的一只袋熊

这根肠道向他们完整地展示了消化后的食物残渣是如何一点点转变为方形便便的过程，他们发现，这些残渣绝大部分时间都是液态的，直到进入肠道最后17%（这是最新数据，上一篇文章还是老数据，当时是8%）的位置才被加工成棱角分明方块。也就是说，袋熊的粪便在排出之前就已经是方形的了。

随后，他们对活体的袋熊进行了CT扫描，结果发现，袋熊的菊部和其他动物一样都是圆形的，并非是方形。这两项工作都证明了方块粪便的加工过程只有肠道的参与，并不涉及袋熊的菊部。

这的确有点难为它的屁屁了，圆形的出口如何排泄方形的便便呢？

首先要注意一点，那就是袋熊的肠道非常长，可以达到9米，而我们人类大肠只有1.5米。这么长的肠道，可以让袋熊从粪便中吸收更多的水分和营养。当然，这也使得从袋熊体内从食物转化到粪便的过程比人类长得多，甚至可以达到5天的时长。

这是非常有必要的，毕竟袋熊在野外生活时经常会面临食物、水源短缺的问题，这样高效吸收过程对它们的生存来说至关重要。研究表明，袋熊粪便的干燥程度至少是人类的2倍。在这种情况下，它的粪便也就更容易有一个明显的形状。

的

在长达9米的袋熊肠道中，我们可以看到不同阶段的便便——

研究人员发现，袋熊肠道的组织和肌肉的厚度及僵硬程度并不是处处相同的，有些部分表现出了和平均水平的差异性。在肌肉厚度不同的地方，肠道收缩的程度也就不同。在肌肉比较密实的部分，肠道收缩更快，可以推动粪便前进；其他区域收缩比较慢，粪便在这里会被塑造出棱角。

通过创建模型研究人员发现，在不到10个收缩周期里，粪便就会形成棱角。

他们在论文中介绍：“这种收缩每隔几秒钟就会进行一次，在五天的周期内，粪便会经历100000次收缩。”就是在这10万次收缩的过程中，粪便会变得越来越干燥，并且在最后阶段形成方块。

胡立德向我们解释说：“这就像烤蛋糕一样，一开始面糊是很湿润的，也很拉垮，随着它在烤箱中不断地被加热，于是就变得越来越干。这些面糊最初摊在蛋糕模具的边缘，然后会出现棱角和光滑的平面，而主要的凝固过程会在最后阶段进行。”

在袋熊的肠道内，食物残渣大概就是经历了这样的过程，最终形成了方块状的粪便，尽管这个过程要5天的时间，但袋熊的排泄量一点也不少，平均每天可以排泄大约100颗这样的“布朗尼方块蛋糕”。

这是人类首次系统地描述了袋熊粪便的产生过程，也算是解开了长时间来萦绕在科学家们心头的一个困惑。

接下来还有一个问题需要讨论：为何袋熊要大费周章地排泄出方块粪便呢？自然界有没有花式拉屎大赛，它为何要独树一帜呢？

目前来说，这仍然是个谜，但研究人员们也提出了他们自己的猜测。他们指出：袋熊的视力不是很好，所以平时可能会选择利用粪便来进行信息的传达。它们在岩石、树木或者其他比较高的位置上排泄粪便，以此来加强信号。

在这种情况下，方块便便就比球形的要更有优势了，球形的便便更容易滚走，而方形的便便可以相对稳定地留在它该在的位置上。而且，方块的便便也更容易堆砌，这或许也可以帮助袋熊标记自己的领地，这大概就是所谓的发“粪”图“墙”吧。

除此之外，也有人认为方块的便便比球形的有更大的相对表面积，这也更有助于气味的挥发，从而使得这些气味更好地传达袋熊的信息和生殖状态。

还有人认为，袋熊的方形便便可能没有本质上的生存意义，不过是在肠道中脱水的自然结果而已。他们的根据也很有力，那就是动物园中不缺水的袋熊，拉出来的便便就没有这么方。

总之，袋熊与众不同的便便中到底有何秘密，还有待于科学家的进一步研究。敢于对这些我们平时敬而远之的物体进行研究，可见研究人员也付出了很多。连2015年向杨佩良提问的那位机械工程师Randy Ewoldt也表示：很少有人能像他们这样展示出这种史无前例的研究和全球范围内的合作，这也是一种开创性的工作。