October 24, 2013

by Bob Yirka , Phys.org

weblog

Credit: puppy-training-solutions

(Phys.org)—Georgia Institute of Technologyn tutkijat ovat havainneet, että tietyn kokoiset Nisäkkäät näyttävät noudattavan sitä, mitä ne ovat kutsuneet ”virtsaamisen laiksi” – toisin sanoen kaikenkokoiset Nisäkkäät, he raportoivat, kestävät noin 21 sekuntia rakon mitätöimiseen. Koska tutkimusryhmä ei tyytynyt käyttämään olemassa olevia tietoja, se ryhtyi kenttätyöhön—vierailemaan eläintarhoissa ja muissa paikoissa, joissa eläimet oleskelevat—missä he kuvasivat eläimiä virtsaamassa (tai lääketieteellisesti puhuen—virtsaamassa). He ovat kirjoittaneet tutkielman seikkailuistaan ja tuloksistaan ja julkaisseet sen preprint-palvelimelle, arxiville, niille, jotka haluavat tarkastella työtään.

professori David hun johtama tutkimus alkoi virtausmekaniikkapalaverina: kuinka kauan erikokoisten eläinten pissaamiseen pitäisi mennä?- ilmeisesti Pätevä kysymys ottaen huomioon kokoerot ei vain eläimiä, mutta ruumiinosia he käyttävät, kun lievittää niiden virtsarakon. Työryhmä toteaa, että mukana on kaksi pääosaa: virtsarakko ja virtsaputki—olkimainen putki, joka kuljettaa virtsaa virtsarakosta ulkomaailmaan. He panevat merkille, että painovoima on virtsaamismekaniikan ongelma—suuret eläimet, kuten norsut (jotka voivat valua jopa 42 litraa yhdellä vapautuksella), antavat painovoiman tehdä kaiken työn. Pienemmät eläimet,kuten koirat tai vuohet, käyttävät lihaksia prosessin apuna.

hu jätti ryhmänsä (alaluokkalaisten) tehtäväksi kerätä kenttätietoja ja tallentaa eläimiä eri paikkoihin, kun ne helpottivat itseään, toivottavasti herättämättä muiden huolestuneiden huomiota, että niillä saattaa olla vähemmän kuin tieteelliset käsitykset mielessä, saadakseen lisätietoja. Tutkiessaan videoita yhdessä muiden YouTubesta löytyvien kanssa tiimi havaitsi, että koosta riippumatta kaikki heidän kohteensa näyttivät vievän suunnilleen saman verran aikaa työn loppuun saattamiseen. Lisäksi he havaitsivat, että eläinten virtsaamiseen käyttämillä ruumiinosilla oli yleensä samat mittasuhteet, koon mukaan.

hu tiimeineen ei spekuloi, miksi lepakoita ja rottia isommat Eläimet (virtsaaminen kestää vain sekunnin) vievät suunnilleen saman verran aikaa pissaamiseen, mutta huomaa, että luonto näyttää varmistaneen, ettei siihen menisi liian kauan. Esimerkiksi norsuilla virtsaputki on niin pitkä, että virtsa kiihtyy pudotessaan purskahtaen eläimestä ulos kuin paloletku. He myös toteavat, että he eivät testanneet ihmisiä, vaikka he ehdottavat, että todennäköisesti ihmiset noudattavat myös virtsaamislakia, niin kauan kuin he menevät, kun heidän rakkonsa ovat täynnä, eikä silloin, kun se on yksinkertaisesti kätevää.

lisätietoja: Virtsaamislaki: kaikki nisäkkäät tyhjentävät rakkonsa saman ajan, arXiv:1310.3737 arxiv.org/abs/1310.3737

Abstrakti
virtsajärjestelmä kehittyi poistamaan nesteitä kehosta nopeasti ja tehokkaasti. Vaikka ihmisillä ja eläimillä on tehty pitkään menestyksekkäitä urologisia hoitoja, virtsaamisen fysiikkaan on kiinnitetty verrattain vähän huomiota. Tässä kokeellisessa ja teoreettisessa tutkimuksessa selvitämme virtsaamisen hydrodynamiikkaa viiden suuruusluokan eläinmassassa hiiristä norsuihin. Käyttämällä nopeita nestedynamiikan videoita ja virtausnopeuden mittaus Zoo Atlanta, löydämme ”laki virtsaaminen”, jossa todetaan eläinten tyhjentää niiden rakkoja yli lähes vakio kesto keskimäärin 21 sekuntia (keskihajonta 13 sekuntia), vaikka ero virtsarakon tilavuus 100 mL 100 L. Tämä feat on mahdollista kasvava virtsaputken pituus suurten eläinten joka vahvistaa painovoima ja virtausnopeus. Esittelemme myös jyrsijöiden ja muiden pikkunisäkkäiden virtsajärjestelmän haasteita, joiden virtsavirta rajoittuu yksittäisiin pisaroihin. Löydöksemme paljastavat virtsaputken kehittyneen virtausta lisäävänä laitteena, jonka avulla virtsajärjestelmää voidaan skaalata sen toimintaa vaarantamatta. Tämä tutkimus voi auttaa diagnosoimaan virtsavaivoja eläimillä ja inspiroimaan suunnittelussa skaalautuvia hydrodynaamisia järjestelmiä perustuu luonnossa.

lehtitieto: arXiv

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.