Praktizovali starí Číňania kopromanciadiagnostika zdravia založená na tvare, veľkosti a štruktúre výkalov. Rovnako tak Egypťania, Gréci a takmer každá staroveká kultúra. Dokonca aj dnes sa môže váš lekár spýtať, kedy ste naposledy mali stolicu, a opísať vám to do detailov.
Iste, je nepríjemné o tom hovoriť. Ale tu prichádza na scénu veda, pretože to, o čom neradi diskutujeme, môže stále ublížiť. Syndróm dráždivého čreva, zápalové ochorenie čriev, gastrointestinálne infekcie a ďalšie neduhy súvisiace s kakaním stoja Američanov miliardy dolárov ročne.
Ale snaha zastaviť tieto problémy nebola našou hlavnou motiváciou, aby sme sa pokúsili prísť na to niektoré z fyziky defekácie. Bolo to niečo iné, oveľa zlovestnejšie.
Tento článok bol pôvodne publikovaný dňa Konverzácia. Čítať pôvodný článok podľa Dr David Hu, docent strojárstva a biológie, mimoriadny docent fyziky, Georgia Institute of Technology a Patrícia Yangová, Ph. D. Študent strojárstva, Georgia Institute of Technology
Od osobného pozorovania do laboratória
Keď rodičovstvo zasiahne, zasiahne tvrdo. Jeden z nás je pracujúci otec, ktorý prežil vďaka tomu, že sa naučil nový súbor zručností, z ktorých jednou bola analýza výkalov. Roky prebaľovania a následného nácviku na nočník ma zmenili z nováčika v oblasti analýzy hovienok na chúlostivého znalca. Môj život sa míňa v sérii obrazov: tvrdé výkaly pelety ako hrášok po dlhé výkaly ako hladký had až po mláku hnedej vody.
Na rozdiel od staroveku sme neverili, že dokážeme predpovedať budúcnosť z detskej stoličky. Ale mysleli sme si, že stojí za to pokúsiť sa pochopiť, odkiaľ všetky tieto tvary pochádzajú. Mať laboratórium odpovedať na otázky o každodennom svete je jedným z najvýraznejších pôžitkov byť vedcom.
Ako dynamiky tekutín, spojili sme svoje sily s kolorektálnym chirurgom Daniel Chua dvaja oddaní vysokoškoláci, Candice Kaminski a Morgan LaMarca, ktorí natočili defekáciu a ručne vyberali výkaly z 34 druhov cicavcov v Zoologická záhrada v Atlante na meranie ich hustoty a viskozity.
Dozvedeli sme sa, že väčšina slonov a iných bylinožravcov vytvára „plaváky“, zatiaľ čo väčšina tigrov a iných mäsožravcov vytvára "potápači." Neúmyselne sme tiež zoradili výkaly od najviac páchnuceho po najmenej páchnuce, počnúc tigrom a nosorožcom až po celú cestu k pande. Rozmanitosť zvierat v zoo nám poskytla celý rad veľkostí a tvarov výkalov, ktoré slúžili ako nezávislé dôkazy na potvrdenie nášho matematického modelu trvania defekácie.
Tiež sme umiestnili výkaly do zariadenia nazývaného „reometer“, presného mixéra, ktorý dokáže merať vlastnosti tekutých a pevných materiálov, ako je čokoláda a šampón. Naše laboratórium zdieľa dva reometre s fyzikom Georgia Tech Alberto Fernandez-Nieves. Odvtedy sme reometre kategorizovali ako „čistý reometer“ a „reometer David Hu“ – ktorý zaznamenal svoj spravodlivý podiel na žabie sliny, hlien a výkaly.
Tajomstvo rýchlosti
Čo sme sa ešte naučili? Väčšie zvieratá majú dlhšie výkaly. A väčšie zvieratá sa tiež vyprázdňujú vyššou rýchlosťou. Napríklad slon sa defekuje rýchlosťou šesť centimetrov za sekundu, čo je takmer šesťkrát rýchlejšie ako pes. Rýchlosť defekácie u ľudí je medzi dvoma centimetrami za sekundu.
