為什麼人的便便是屎黃色的,鳥的便便是白色的?
作者 七君
大朋友小朋友們,不知道你有沒有被鳥糞襲擊過?不過俗話說沒吃過豬肉也見過豬跑,別人家的小朋友或者小車車被鳥糞砸到,你應該是見過的吧?
我們人類的便便有很多顏色,黑色、棕色、卡其色…不過一般都是以棕黃色為主。不光我們人類的便便是屎黃色的,其他許多動物,比如貓咪、狗狗、牛羊,甚至小魚的便便也都是不同色號的屎黃色。
那麼問題就來了,為什麼人類和許多動物的便便是便便色的,但鳥的便便是白色的呢?
先來解決第一個問題——便便色是怎麼來的。
在一份標準的人類便便套餐里,大約74%是固體,剩下的是水分。而在便便的固體中,大約30%是各種細菌;30%是人體不能消化的纖維素;剩下的是各類無機物、脂肪以及人體內被清理出來的細胞,比如死去的紅細胞。
讓便便變成棕色的,主要是三種物質:棕色的糞膽色素(Stercobilin)、棕黃色的膽紅素(urobilin),和黃綠色的膽汁。它們都是肝臟產生的,按照不同配方攪拌在一起就能產生便便色。
膽汁是一種消化液,在消化的時候被分泌到消化道里。那麼糞膽色素和膽紅素是什麼呢?
實際上,包括人類、貓咪在內的所有的脊椎動物身體里都會進行一種清理廢物的化學作用,那就是分解血紅素的異化作用。在這個過程中,衰老死亡的血紅細胞會被分解,血紅細胞內的血紅素被轉化成了膽紅素和糞膽色素。
▲ 經過肝臟處理後,一部分膽紅素去做了便便,一部分去做了尿尿,所以便便和尿尿都是黃色系的
所以,糞膽色素和膽紅素就是肝臟分解衰老或者死掉的血紅細胞後產生的色素。
剛剛生下來的小北鼻的胎便是黃綠色的,這是因為胎便里只含膽汁,還沒有糞膽色素和膽紅素的原因。
既然我們剛剛說所有脊椎動物都會分解血紅素產生糞膽色素和膽紅素,那麼鳥類的便便為什麼是白色的?
如果仔細觀察鳥類的便便你就會發現,在一坨白色的糊糊裡面一般有一塊棕黑色的東西,其實那才是鳥類便便的本體,綠色的部分來自於它們便便里的膽汁,而其他白色的東西是鳥類的尿尿。
▲ 鳥屎里,黑色的固體才是真正的便便,白色的是尿尿——尿酸
實際上,鳥類尿尿和便便的洞是一個,叫做泄殖腔。需要在飛行時減輕體重的鳥類不像我們一樣會儲存屎尿,它們有了感覺就會隨時排泄,而且排泄物都是從泄殖腔里出來的。
所以事情就變得更奇怪了,鳥類的尿尿怎麼是白色的呢?
鳥類和我們一樣也有腎臟。它們的腎臟也會把含氮的廢物從血液中濾走,然後製造出尿液。我們人類的腎臟會把這些含氮物質製造成尿素。尿素泡在水中就像果珍一樣會溶解,再加上一些膽紅素,就變成果珍色的尿尿了。
但是,鳥類的腎臟並不會把含氮物質變成尿素,而是變成尿酸(uric acid)排出去。尿酸是一種不溶於水的白色物質,因此鳥類的尿液其實就是一些以尿酸為主的白色糊糊。
▲ 人體內要是尿酸過高就會關節腫大
尿酸是一種酸性物質,砸到車子上會腐蝕車殼,砸到建築物上會腐蝕建築物。歐洲許多大佬的雕像就是被鳥糞里的尿酸腐蝕禿頂的。所以許多建築物和雕像上有防鳥的尖刺,就是怕鳥過來隨地大小便。
▲ 真的,都被尿成地中海了
不光鳥類,陸生爬行動物的尿尿也是主要是尿酸。比如,蜥蜴和蛇的尿尿里大部分是尿酸。
製造尿酸所花費的能量比製造尿素要多,所以鳥類和陸生爬行動物為什麼要花更多的能量製造尿酸,而不是尿素呢?
這是因為製造和排出尿酸所需的水更少。為了節省身體的中的水分,鳥類,還有陸生爬行動物才會尿尿酸。
既然缺水的鳥類和陸生爬行動物產生尿酸,不那麼缺水的人類產生尿素,那麼住在水裡的魚尿什麼呢?
魚類的一個特殊技能,就是通過魚鰓在水裡直接尿氨。
▲ 特意過來讓鏟屎官摸它鰓部,可能是一種把尿行為
其實,不管是尿素還是尿酸,所有脊椎動物的尿尿的本體都來自代謝產生的氨(氨是氨基酸代謝和嘌呤代謝的產物)。決定脊椎動物到底尿尿酸、尿素,還是直接尿氨的是環境中的水分含量。
氨溶於水後無色有味,毒性很高。如果尿氨的話需要用大量的水稀釋,所以脊椎動物中只有生活在水裡的那些,比如魚類和水生爬行動物(如海龜)才有這樣的技能。
魚類(鯊魚等少數魚類除外)體內大部分(80%-90%)的氨不會被轉化為尿素,而是直接以氨的形式通過魚鰓或屁股上的泌尿孔(urinary pore)排入水中。
▲ 雄性(左)和雌性(右)羅非魚的泌尿孔——菊花左邊的小點
生活在海里的魚類主要靠鰓尿尿,而淡水魚,比如金魚主要靠屁屁這裡的泌尿孔尿尿。當然了,魚尿里不是只有氨,還有少部分尿素(鯊魚除外,鯊魚的尿里主要是尿素)。如果是生活在海里的魚,它們的尿尿里還有許多鹽分。
尿酸幾乎沒有什麼毒性,而且基本不溶於水,排出體外時不需要用水來稀釋,所以鳥類和陸生爬行動物選擇尿尿酸。
從鰓這裡尿尿聽起來很奇怪,難道魚的尿尿還要轉一個大彎,從屁屁這裡繞回頭部么?
實際上,魚類只有一個長條狀的腎臟,這個腎臟最前面的地方靠近頭部,最後面的地方一直長到屁屁這裡。所以魚類既可以靠頭部的魚鰓尿尿,也可以靠屁屁尿尿。
▲ 硬骨魚的腎臟(黃色的那個長條狀物體)
小魚小烏龜會尿氨雖然很了不起,但和熊孩子比起來根本不算什麼。
脊椎動物中,技能點最強的應該是能憋屎、憋尿幾個月的熊。幾年前科學家們發現,熊在冬眠的那幾個月里,一粒屎也不拉,一滴尿也不流,屎和尿都被身體自動回收利用了呢。
所以...住在天上的拉天的顏色...住在地上的拉地的顏色...住在水裡的拉水的顏色...住在夢裡的乾脆什麼都不拉...大概熊孩子的夢想是不存在的...
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參考資料:
https://www.livescience.com/32498-why-is-fecal-matter-brown.html
http://news.softpedia.com/news/Why-Human-Feces-Are-Brown-56872.shtml
Gary Kent Ostrander. 2000. The Laboratory Fish.Academic Press
http://www.yorku.ca/spk/fishbiol09/FB09lecture11.pdf
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3059970/
http://vetsci.co.uk/2010/05/15/comparative-nitrogen-excretion/
Brian K. Mcnab. 2002. The Physiological Ecology of Vertebrates: A View from Energetics. Comstock Publishing Associates. Ithaca (New York): Cornell University Press.
http://w3.marietta.edu/~biol/aquatic/sextant/excrete.htm
https://www.rspb.org.uk/birds-and-wildlife/bird-and-wildlife-guides/ask-an-expert/previous/bird_poo.aspx
https://www.npr.org/2011/02/18/133849231/hibernating-bears-a-metabolic-marvel
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