अवैध शिकार का एक एकीकृत सिद्धांत

प्राचीन चीनी ने मैथुन का अभ्यास किया, मल के आकार, आकार और बनावट के आधार पर स्वास्थ्य का निदान। तो मिस्रवासियों, यूनानियों और लगभग हर प्राचीन संस्कृति ने किया। आज भी, आपका डॉक्टर पूछ सकता है कि आपने आखिरी बार कब मल त्याग किया था और इसका विस्तार से वर्णन किया था।

व्यक्तिगत अवलोकन से, प्रयोगशाला में

जब पेरेंटहुड हिट होता है, तो यह कठिन हिट करता है। हम में से एक एक कामकाजी पिता है जो कौशल का एक नया सेट सीखकर बच गया है, जिसमें से एक फेक विश्लेषण था। डायपर के वर्षों में परिवर्तन और फिर पॉटी प्रशिक्षण ने मुझे एक पू-विश्लेषण नौसिखिया से एक विह्वल पारखी के रूप में बदल दिया। मेरा जीवन छवियों की एक श्रृंखला में गुजरता है: हार्ड मल छर्रों की तरह मटर से लेकर लंबे समय तक चिकने साँप जैसे भूरे रंग के पानी के पोखर तक।

पूर्वजों के विपरीत, हमें विश्वास नहीं था कि हम बच्चों के मल से भविष्य की भविष्यवाणी कर सकते हैं। लेकिन हमने सोचा कि यह समझने की कोशिश करना लायक है कि ये सभी आकार कहां से आते हैं। रोजमर्रा की दुनिया के बारे में सवालों के जवाब देने के लिए प्रयोगशाला होना एक वैज्ञानिक होने के अलग-अलग सुखों में से एक है।

द्रव डायनामिस्ट के रूप में, हम कोलोरेक्टल सर्जन डैनियल चू के साथ बलों में शामिल हो गए, और दो स्टालवार्ट अंडरग्रेजुएट्स, कैंडिस कमिंसकी और मॉर्गन लामार्का, जिन्होंने अपने घनत्व और चिपचिपाहट को मापने के लिए चिड़ियाघर अटलांटा में 34 स्तनधारी प्रजातियों से शौच और हाथ से बने मल को फिल्माया।

हमने सीखा कि अधिकांश हाथी और अन्य शाकाहारी, "फ्लोटर्स" बनाते हैं जबकि अधिकांश बाघ और अन्य मांसाहारी "सिंकर्स" बनाते हैं। अनजाने में, हम भी बाघ और राइनो से शुरू करते हुए और पांडा के लिए सभी तरह से कम से कम बदबूदार से मल को रैंक करते हैं। चिड़ियाघर के विभिन्न प्रकार के जानवरों ने हमें कई प्रकार के नकली आकार और आकार प्रदान किए जो कि हमारे गणितीय मॉडल को शौच की अवधि को मान्य करने के लिए सबूत के स्वतंत्र टुकड़ों के रूप में कार्य करते हैं।

हमने मल को एक डिवाइस में भी रखा, जिसे "रियोमीटर" कहा जाता है, एक सटीक ब्लेंडर है जो तरल जैसे और ठोस जैसे चॉकलेट और शैम्पू जैसे गुणों को माप सकता है। हमारी लैब जॉर्जिया टेक भौतिक विज्ञानी अल्बर्टो फर्नांडीज-नीस के साथ दो रियोमीटर साझा करती है। तब से हमने "स्वच्छ रियोमीटर" और "डेविड हू रियोमीटर" के रूप में राईमीटर को वर्गीकृत किया है - जिसमें मेंढक की लार, बलगम और मल का उचित हिस्सा देखा गया है।

गति का रहस्य

हमने और क्या सीखा? बड़े जानवरों में लंबे समय तक मल होता है। और बड़े जानवर भी उच्च गति से शौच करते हैं। उदाहरण के लिए, एक हाथी छह सेंटीमीटर प्रति सेकंड की गति से शौच करता है, एक कुत्ते की तुलना में लगभग छह गुना तेज। मनुष्यों के लिए शौच की गति बीच में है: दो सेंटीमीटर प्रति सेकंड।

शरीर द्रव्यमान एम और शौच समय के बीच संबंध। प्रतीकों प्रयोगात्मक माप का प्रतिनिधित्व करते हैं; धराशायी लाइन डेटा के लिए सबसे अच्छा फिट का प्रतिनिधित्व करता है; ठोस रेखा सैद्धांतिक भविष्यवाणी का प्रतिनिधित्व करती है। (यांग एट अल, डीओआई: 10.1039 / C6SM02795D, CC BY-ND)

साथ में, इसका मतलब था कि शौच की अवधि कई जानवरों की प्रजातियों में स्थिर है - लगभग 12 सेकंड (प्लस या माइनस 7 सेकंड) - भले ही यह मात्रा बहुत भिन्न होती है। एक घंटी वक्र वितरण को मानते हुए, 66 प्रतिशत जानवर शौच करने के लिए 5 से 19 सेकंड के बीच लेते हैं। यह आश्चर्यजनक रूप से छोटी रेंज है, यह देखते हुए कि हाथी के मल में 20 लीटर की मात्रा होती है, कुत्ते की तुलना में लगभग एक हजार गुना अधिक, 10 मिलीलीटर पर। इतने तेज गति से बड़े जानवर कैसे शौच कर सकते हैं?

चूहे के मल की सतह पर बलगम टी = 0 पर चमकता है और 30 सेकंड से भी कम समय में वाष्पित हो जाता है। (यांग एट अल, डीओआई: 10.1039 / C6SM02795D, CC BY-ND)

उत्तर, हमने पाया, बड़ी आंत की दीवारों के अस्तर की एक पतली पतली परत के गुणों में था। बलगम की परत मानव बाल जितनी पतली होती है, इतनी पतली होती है कि हम इसे मल को माप कर ही माप सकते हैं क्योंकि बलगम वाष्पित हो जाता है। पतला होने के बावजूद, बलगम बहुत फिसलन है, मल की तुलना में 100 गुना कम चिपचिपा है।

शौच के दौरान, मल एक ठोस प्लग की तरह चलता है। इसलिए, आदर्श परिस्थितियों में, मल की संयुक्त लंबाई और व्यास बस किसी के मलाशय और बड़ी आंत के आकार से निर्धारित होता है। हमारे अध्ययन के बड़े निष्कर्षों में से एक यह था कि मल मलाशय से बृहदान्त्र की लंबाई का आधा हिस्सा बढ़ाता है।

श्लेष्म की लंबाई को बलगम के गुणों के साथ मिलाकर, अब हमारे पास शौच कैसे होता है इसके लिए एक सुसंगत भौतिकी कहानी है। बड़े जानवरों में लंबे समय तक मल होता है, लेकिन यह भी अधिक बलगम होता है, जिससे वे एक ही दबाव के साथ उच्च गति प्राप्त कर सकते हैं। इस बलगम की परत के बिना, शौच संभव नहीं हो सकता है। बलगम में परिवर्तन जीर्ण कब्ज और यहां तक कि बैक्टीरिया द्वारा संक्रमण सहित कई बीमारियों में योगदान कर सकते हैं, जैसे कि सी। जठरांत्र संबंधी मार्ग में संक्रमण।

हमारी वैज्ञानिक जिज्ञासा के बाद, मल के हमारे माप में कुछ व्यावहारिक अनुप्रयोग भी हैं। हमारे शौच के डेटा ने हमें अंतरिक्ष यात्रियों के लिए एक वयस्क डायपर डिजाइन करने में मदद की। अंतरिक्ष यात्री सात दिनों के लिए अंतरिक्ष सूट में रहना चाहते हैं, लेकिन उनके डायपर द्वारा सीमित हैं। मल की चिपचिपाहट का लाभ उठाते हुए, हमने एक डायपर डिज़ाइन किया जो मल को त्वचा के सीधे संपर्क से दूर रखता है। यह इस वर्ष की शुरुआत में नासा के स्पेस पूप चैलेंज में एक सेमीफाइनलिस्ट था।

यह सिर्फ दिखाता है कि भौतिकी और गणित का उपयोग हर जगह किया जा सकता है, यहां तक कि आपके शौचालय के कटोरे में भी।

यह आलेख मूल रूप से वार्तालाप पर प्रकाशित हुआ था।

डेविड हू, मैकेनिकल इंजीनियरिंग और जीवविज्ञान के एसोसिएट प्रोफेसर, जॉर्जिया इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी के भौतिकी के सहायक एसोसिएट प्रोफेसर

पेट्रीसिया यांग, पीएच.डी. मैकेनिकल इंजीनियरिंग में छात्र, जॉर्जिया इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी