У млекопитающих действует единый "закон мочеиспускания"

Изучая видеозаписи мочеиспускания, учёные пришли к выводу: все млекопитающие тратят примерно одно и то же время, чтобы полностью опустошить свой мочевой пузырь
(фото Flavio/Flickr).

Читайте нас в Telegram

Не успели отзвучать фанфары последней Шнобелевской премии, как появились новые претенденты на Антинобеля. Исследователи из США установили, что для млекопитающих действует единый "закон мочеиспускания": пол, размер и объём мочевого пузыря может быть разный, но время его опорожнения едино для всех.

Слоны, собаки, коровы и козы тратят примерно 21 секунду, чтобы освободить свой мочевой пузырь. Патрисия Ян (Patricia Yang) и её коллеги их технологического института Джорджии (Georgia Institute of Technology) изучили высокоскоростные видеозаписи, чтобы вывести единый "закон мочеиспускания".
Во время съёмок в местном зоопарке они обнаружили, что животные разных размеров, будь то самка или самец, опорожняют свой мочевой пузырь примерно за одинаковое время.

Команда собрала кадры с YouTube, зафиксировавшие писающих крыс, собак, коз, коров и слонов. Соединив эти данные со сведениями о массе, давлении внутри мочевого пузыря и размерах уретры (мочеиспускательный канал), исследователи создали математическую модель мочевыделительной системы, показывающую, почему млекопитающие тратят на туалет одно и то же время, несмотря на разницу в размерах. Предыдущие модели рассматривали только эффект давления внутри мочевого пузыря, длина уретры же не учитывалась.

"Большинство подобных исследований сосредоточено на людях или животных, уступающих человеку в размерах, – комментирует Ян. – Для этих видов сила тяжести не имеет значения. Но у слонов уретра по размерам сопоставима с бытовой трубой: диаметром около 10 сантиметров и длиной в 1 метр. В этом случае в нижней части уретры слона моча подвергается сильному воздействию гравитационного притяжения".

Это означает, что когда моча проходит вниз по мочеиспускательному каналу, её давление усиливается, что ускоряет расход. Соответственно, большой пузырь способен высвободить гораздо больше мочи, чем пузырь мелких животных, однако происходит это примерно за то же время.

Животные средних размеров, такие как собаки или козы, имеют уретру меньших размеров, так что на них воздействует меньшее гравитационное притяжение — их поток медленнее. Кроме того, и сам мочевой пузырь у них в разы меньше. В сумме все эти факторы приводят к тому, что и большие, и маленькие животные освобождают свои мочевые пузыри в течение примерно одного и того же времени (погрешность, как правило, незначительна и составляет не более 13 секунд).

Подобная модель распространяется, впрочем, не на всех млекопитающих. Гравитация совсем незначительно влияет на мочеиспускание очень мелких млекопитающих (таких как крысы или летучие мыши). В этом случае доминирует влияние вязкости и поверхностного натяжения — это объясняет тот факт, что их моча выходит в виде потока отдельных капель, а не непрерывной струёй, как у более крупных млекопитающих.

Команда исследователей надеется, что этот закон сможет помочь диагностике проблем с мочеиспусканием у слонов и других крупных животных. Он также может вдохновить инженеров на новые конструкции для водонапорных башен, которые также перекачивают воду с помощью силы тяжести, и создание гидродинамических систем.
Краткое содержание научной статьи в виде PDF-материала доступно на сайте arXiv.org.

Также по теме:
Бабочки из лесов Амазонки пьют слёзы и мочу плотоядных животных
Учёные придумали, как зарядить смартфон мочой
Учёные Поднебесной научились получать клетки мозга из мочи 
Учёные научились выращивать зубы из мочи
Собака, потушившая зажигательную бомбу мочой, была признана героем

Сегодня