October 24, 2013

by Bob Yirka , Phys.org

weblog

Credit: puppy-training-solutions

(Phys.org) – a Georgia Institute of Technology kutatói felfedezték, hogy egy bizonyos méret feletti Emlősök úgy tűnik, hogy megfelelnek az általuk szinkronizált “vizelési törvénynek”—vagyis minden méretű emlősnek körülbelül 21 másodpercbe telik a hólyag ürítése. Nem elégszik meg a meglévő adatok felhasználásával, a kutatócsoport terepmunkát végzett-állatkerteket és más állatok tartózkodási helyeit látogatva—, ahol az állatokat vizeléssel (vagy orvosi szempontból-vizeléssel) filmezték. Írtak egy tanulmányt, amely leírja kalandjaikat és eredményeiket, és közzétették az arXiv preprint szerveren azok számára, akik szeretnék áttekinteni munkájukat.

A David Hu professzor által vezetett tanulmány folyadékmechanikai rejtvényként kezdődött: mennyi ideig kell a különböző méretű állatoknak pisilni?- nyilvánvalóan érvényes kérdés, figyelembe véve nemcsak az állatok, hanem a húgyhólyag enyhítésekor használt testrészek méretbeli különbségeit is. A csapat megjegyzi, hogy két fő részből áll: a húgyhólyag és a húgycső-a szalmaszerű cső, amely a vizeletet a húgyhólyagból a külvilágba szállítja. Megjegyzik, hogy a gravitáció a vizelési mechanika problémája—a nagy állatok, például az elefántok (amelyek egy kiadásban akár 42 gallont is le tudnak üríteni) hajlamosak arra, hogy a gravitáció elvégezze az összes munkát. A kisebb állatok, például kutyák vagy kecskék az izmokat használják a folyamat elősegítésére.

Hu hagyta, hogy a csapat (undergrads), hogy gyűjtsön helyszíni adatok, felvétel állatok különböző helyszíneken, ahogy megkönnyebbült magukat, remélhetőleg, anélkül, hogy vonzza a figyelmet a többiek aggódnak, hogy esetleg kevesebb, mint a tudományos elképzelések szem előtt, hogy többet. A videók tanulmányozása során, a YouTube-on található másokkal együtt, a csapat felfedezte, hogy mérettől függetlenül, úgy tűnt, hogy minden alanyuk megközelítőleg ugyanannyi időt vesz igénybe a munka befejezéséhez. Sőt, felfedezték, hogy az állatok által vizelésre használt testrészek általában azonos méretűek voltak.

Hu és csapata nem spekulálnak arról, hogy a denevéreknél és patkányoknál nagyobb állatok (csak egy másodperc alatt vizelnek) körülbelül ugyanannyi időt vesznek igénybe a pisiléshez, de megjegyzik, hogy a természet úgy tűnik, hogy gondoskodott róla, hogy ne tartson túl sokáig. Például az elefántoknál a húgycső olyan hosszú, hogy a vizelet felgyorsul, ahogy esik, kitört az állatból, mint egy tűzoltó tömlő. Azt is megjegyzik, hogy nem tesztelték az embereket, bár azt sugallják, hogy valószínűleg az emberek is megfelelnek a vizelet törvényének, mindaddig, amíg a hólyagjuk tele van, nem pedig akkor, amikor egyszerűen kényelmes.

további információk: vizelési törvény: minden emlős üríti a hólyagját azonos időtartam alatt, arXiv:1310.3737 arxiv.org/abs/1310.3737

absztrakt
a húgyúti rendszer úgy fejlődött ki, hogy gyorsan és hatékonyan kiürítse a folyadékot a testből. Annak ellenére, hogy hosszú története van a sikeres urológiai kezeléseknek embereken és állatokon, a vizelés fizikája viszonylag kevés figyelmet kapott. Ebben a kombinált kísérleti és elméleti vizsgálatban a vizelet hidrodinamikáját öt nagyságrendben tisztázzuk az állatok tömegében, az egerektől az elefántokig. A Zoo Atlanta nagy sebességű folyadékdinamikai videóinak és áramlási sebességének mérésével felfedezzük a” vizelés törvényét”, amely szerint az állatok csaknem állandó, átlagosan 21 másodperces időtartam alatt ürítik ki hólyagjukat (szórás 13 másodperc), annak ellenére, hogy a hólyag térfogata 100 mL-től 100 L-ig terjed.ezt a teljesítményt a nagy állatok növekvő húgycső hossza teszi lehetővé, amely felerősíti a gravitációs erőt és az áramlási sebességet. Bemutatjuk azokat a kihívásokat is, amelyekkel a rágcsálók és más kisemlősök húgyúti rendszere szembesül, amelyek vizeletáramlása egyetlen cseppre korlátozódik. Eredményeink azt mutatják, hogy a húgycső áramlásnövelő eszközként fejlődött ki, lehetővé téve a húgyúti rendszer méretezését anélkül, hogy veszélyeztetné annak működését. Ez a tanulmány segíthet az állatok vizelési problémáinak diagnosztizálásában, valamint a természetben lévők alapján skálázható Hidrodinamikai Rendszerek tervezésének ösztönzésében.

folyóirat információ: arXiv

Vélemény, hozzászólás?

Az e-mail-címet nem tesszük közzé.