大象這麼大，排便會不會很辛苦

拉得多的問題，靠拉得快來解決。

為了滿足能量的消耗，體形越大的動物往往進食量也越大。一隻成年大象每天可以吃掉 30-60kg 的食物，其中有 60%左右會成為糞便被排出體外。大象每天產生的糞便約有 20 升，是狗的上千倍。作為地球上最大的食草動物，大象每天要花廢十幾個小時進食，除了吃和睡，留給大象拉屎的時間並不多。

部分哺乳動物的進食量與排便量的關係

表現大象的糞便將人淹沒的惡搞圖

為了研究哺乳動物的排便機制，一個由流體動力學家和結直腸外科醫生組成的團隊從流體力學的角度研究了動物的排便。

美國喬治亞理工學院的機械工程和生物學副教授 David Hu、機械工程博士 Patricia Yang、結直腸外科醫生 Daniel Chu 以及兩本科生 Candice Kaminski 和 Morgan LaMarca，為亞特蘭大動物園的 34 種哺乳動物建立了排便數學模型。

研究表明，這些小至老鼠、大至大象的哺乳動物，排便時間相差無幾——12 秒（±7 秒），約三分之二的動物排便時間在 5~19 秒之間。與懸殊的體型和糞便體積相比，排便時間的差異小得奇怪。

一些哺乳動物的體型與排便時間的關係。實線代表理論預測值，虛線代表實際值的回歸曲線。

即使考慮到更大的動物擁有更大的直腸，但在相差更懸殊的糞便量面前，直腸直徑仍不足以解釋近似的時間內大型動物為何能排出如此可觀的糞便量。

要趕上「小動物」的排便時間，大型動物還得拉得更快。笨重的大象在排便時非常敏捷：人類的排便速度大約是 2cm/s，而大象的排便速度則達到了 6cm/s。

左圖縱軸表示糞便尖端與肛門的距離，橫軸表示糞便尖端露出肛門後的時間；右圖縱軸表示排便速度，橫軸表示動物體型。大型動物的排便速度高於「小動物」。

為什麼大型動物的排便速度能夠遙遙領先？

糞便在排出前需要先後通過結腸和直腸，直腸的直徑決定了糞便的直徑。對於不同體型的動物，結腸和直腸直徑不會像糞便體積一樣動輒相差上千倍。動物的體型越大、糞便越多，待排出的糞便往往也越長，甚至在直腸之外還能塞滿一半的結腸。

直腸決定了糞便的直徑

能快速地排出如此長的糞便，歸功於大腸壁上一層很薄的黏液。這層黏液大約只有人類頭髮絲的厚度，研究者只能通過稱量黏液蒸發前後糞便的重量來測量。這層黏液非常滑，比糞便的黏度小了上百倍，讓糞便能在腸道內快速地通過。

隨著體型的增大，黏液也更厚。有了黏液的加持，大型動物能在同樣的壓力下高速地排便。這層黏液對人類排便同樣意義重大，如果分泌出現異常，容易導致慢性便秘和腸道細菌感染。一款根據腸道黏液特性設計的宇航員尿布，成功進入了美國宇航局太空糞便挑戰賽的半決賽。

左圖為帶黏液的老鼠糞便，右圖為三十秒後的同一粒糞便，黏液已經基本蒸發

腸道內的粘液避免了大象便秘而死，對人類而言卻效果堪憂：面對拿著手機動輒在馬桶上坐半個小時的人類，大象的排便速度相當於 IE 面前的 Chrome。反過來說，人類通過自由意志掌控了自己的排便時間，也避免了隨走隨拉的尷尬。

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