Pingwiny potrafią strzelać odchodami na odległość ponad czterech stóp

Przyroda jest brutalnym miejscem, dlatego podczas wysiadywania jaj pingwiny maskowe i Adeli niechętnie pozostawiają jaja bez opieki w gnieździe – nawet po to, by się załatwić. Nie chcą jednak brudzić gniazda odchodami. Dlatego wysiadujący pingwin kuca, odwraca tylną część ciała od gniazda, unosi ogon i wypuszcza kulę odchodów – zapewniając w ten sposób zarówno bezpieczeństwo jaj, jak i czystość gniazda.

W 2003 roku dwóch nieustraszonych fizyków zafascynowało się tym zjawiskiem i zainspirowało do  znalezienia odpowiedzi na palące pytanie: jakie ciśnienie mogą wytworzyć te pingwiny, aby odepchnąć swoje odchody od krawędzi gniazd? Odpowiedź: około trzy razy większe niż wytworzyłby człowiek. Ta praca przyniosła im w 2005 roku Nagrodę Ig Nobla i trwałą sławę wśród miłośników odchodów pingwinów. Teraz para japońskich naukowców zajęła się tą kwestią, obliczając trajektorię lotu wydalanego kału i przeliczając ciśnienie w odbycie. Naukowcy ci przedstawili swoje odkrycia w  projekcie artykułu, który opublikowali w serwisie arXiv poświęconym fizyce.

Według Victora Benno Meyera-Rochowa z Instytutu Badań Organizmów Świetlnych w Japonii, współautora oryginalnego artykułu z 2003 roku, wszystkie te odkrycia dotyczące kału rozpoczęły się od wyprawy, którą poprowadził na Antarktydę. Chociaż zbierał próbki lokalnych robaków morskich i drobnych owadów lądowych zwanych sprężynowcami do dalszych badań, wykonał również liczne zdjęcia licznych pingwinów w tym regionie, które wykorzystywał w swoich wykładach. Podczas seminarium na Uniwersytecie Kitasato w Japonii młoda kobieta zapytała o slajd przedstawiający pingwina wysiadującego jaja w gnieździe, zastanawiając się nad białymi i różowymi liniami rozchodzącymi się promieniście na zewnątrz. Zinterpretowała je jako „ozdobę” i zapytała, jak pingwiny je robią.

„Wyjaśniłam, że pingwin wstaje, podchodzi do krawędzi gniazda, odwraca się, unosi ogon, a następnie strzela z tyłu, pozostawiając po sobie smugę półpłynnej, białawej substancji o długości 30-40 cm” – napisała Meyer-Rochow w poście na blogu w 2019 roku . „Wszyscy się roześmiali – z wyjątkiem osoby zadającej pytanie. Zaczerwieniła się i cicho usiadła”. (Kolor odchodów zależy od diety pingwina: jeśli żywi się głównie rybami, kupa jest biała. Jeśli pingwin żerował na krylu, kupa nabiera różowawego odcienia).

Meyer-Rochow twierdzi, że nie było to głupie pytanie, zwłaszcza że skłoniło go do bliższego przyjrzenia się swoim slajdom, wśród których znalazł kilka zdjęć przedstawiających pingwiny w trakcie oddawania kału. Zmierzenie długości smug rozchodzących się wachlarzowato od gniazda było dość prostą sprawą. Oszacowanie wysokości nad ziemią i otworu kloaki – otworu, przez który pingwiny oddają kał – było równie proste. Określił również „lepkość” powierzchni odchodów pingwinów. Dzięki tym informacjom Meyer-Rochow i jego współautor, Jozsef Gal z Uniwersytetu Loránda Eötvösa na Węgrzech, byli w stanie obliczyć siłę potrzebną do wypchnięcia odchodów na odległość 30-40 centymetrów. Następnie wykorzystali tę wartość do oszacowania, jaką siłę muszą wywierać pingwiny, aby wystrzelić swoje odchody z gniazda.

Odpowiedź: ciśnienie wewnętrzne pingwinów może sięgać od 10 do 60 kilopaskali (od 0,1 do 0,6 atmosfery, czyli 600 gramów na centymetr kwadratowy), znacznie przekraczając ciśnienie, jakie przeciętny człowiek może wywierać podczas defekacji. Meyer-Rochow stwierdziła, że ​​ciśnienie jest porównywalne do „co najmniej połowy ciśnienia w oponach naszych samochodów”, dodając: „Nieźle jak na małego osobnika o wielkości jednej trzeciej człowieka”. Jednak badanie nie wyjaśniło, dlaczego smugi rozchodzą się z gniazda we wszystkich kierunkach bez wyraźnej preferencji. Czy zależy to od kierunku wiatru, czy też pingwin w jakiś sposób „wybiera”, gdzie oddawać odchody? To pozostaje nierozstrzygnięte pytanie.

Nowe gówno wyszło na jaw

W swoim najnowszym artykule Hiroyuki Tajima z Uniwersytetu w Kochi i Fumiya Fujisawa z Akwarium Katsurahama w Kochi w Japonii zauważają, że pierwotna praca z 2003 roku nie uwzględniała trajektorii lotu odchodów pingwinów. Zamiast tego skupiła się na odległości poziomej. Tajima i Fujisawa argumentują, że kąt wyrzutu nie zawsze jest poziomy, zwłaszcza jeśli środowisko lęgowe znajduje się wyżej – lub na przykład gdy pingwin stoi na skale podczas defekacji.

Korzystając z równań Newtona, obliczyli, że maksymalna odległość lotu odchodów pingwinów wynosi 1,34 metra, czyli 4,39 stopy. Tajima i Fujisawa ponownie przeanalizowali również kwestię ciśnienia w odbycie niezbędnego do osiągnięcia takiej trajektorii i stwierdzili, że jest ono nieco wyższe niż pierwotne szacunki. Zauważyli jednak, że ich uproszczone równania nie uwzględniają hydrodynamiki kału w powietrzu i w żołądku, „którą pozostawiono do dalszych badań”.

Odnosząc się do powodów, dla których postanowili ponownie zbadać fizykę odchodów pingwinów, autorzy napisali: „Te bombardowania czasami wprawiają opiekunów w zakłopotanie w warunkach lęgowych, takich jak akwarium”. Zatem „praktycznie ważne jest, aby wiedzieć, jak daleko ich odchody [ sic ] docierają od źródła. Taka informacja uchroniłaby opiekunów przed kryzysem. Przydałaby się również jako wskazówka dla nowych opiekunów, jak uniknąć takiego incydentu”.

https://arstechnica.com/science/2020/07/poopy-projectiles-penguins-can-fling-their-feces-over-four-feet-study-finds/