Wombats sind die einzigen Tiere, die Würfel kacken, und wir wissen jetzt, wie

Patricia Yang hat viel Kacke gesehen. In ihrer Zeit, in der sie sich mit der Dynamik von Körperflüssigkeiten beschäftigte, hat die preisgekrönte Wissenschaftlerin zahlreiche Kühe beobachtet, die wässrige Pasteten weggeworfen haben, Nagetiere, die kleine Kügelchen fallen ließen, und Elefanten, die große Mistkügelchen weiterreichten.

Nichts davon würde sie letztendlich auf das vorbereiten, was sie gleich sehen würde.

Es war 2015 und Yang hatte gerade einen Vortrag gehalten mathematisches Modell für den Stuhlgang. Eine Wissenschaftlerin auf der Konferenz fragte, ob ihre Theorie auch für Wombats funktioniere. Yang hatte noch nie Wombat-Kot gesehen, und als sie nach Bildern googelte, sah sie einige davon der seltsamste Kot, den sie je gesehen hatte .

Der Kot des australischen Säugetiers hat die Form kleiner dunkler Würfel, der einzigen bekannten prismatischen Kot auf der Welt. Tatsächlich sind Wombats die einzigen Tiere, die Wissenschaftler gefunden haben und die auf natürliche Weise Würfel produzieren können, und wir hatten lange Zeit keine Ahnung, wie sie das machten.

Yang war sofort begeistert. Das Rätsel war alt, aber niemand hatte ernsthafte Nachforschungen angestellt, um herauszufinden, was wirklich vor sich ging.

Ein Wombat auf Maria Island, Australien. (Posnov/Getty Images)

Sie und ihr Laborleiter am Georgia Tech, der Biomechanik-Ingenieur David Hu, beschlossen, das zu ändern. Im Jahr 2018 endlich haben ihre Hände bekommen am Darm von a nacktnasiger Wombat ( Der Wombat-Bär ).

Die Eingeweide, das von einem Wissenschaftler in Tasmanien sorgfältig seziert und in die Vereinigten Staaten verschifft wurde , zeigte einen klaren Übergang von schlammiger Materie zu einer harten sechsseitigen Struktur mit scharfen Ecken, fast wie ein „schauriger Weihnachtsschmuck“.

Es sah so aus, als würden sich diese Würfel bilden, noch bevor der Wombat sie herausgekotzt hatte. Weitere CT-Scans an einem lebenden erwachsenen Wombat bestätigten, dass dieses Tier keinen quadratischen Anus hat; Es ist genauso rund wie die anderer Tiere, daher blieb die Frage: Wie scheiden Wombats Würfel aus?

Wie sich herausstellt, befindet sich alles im Darm. Mithilfe zweier neuer Wombat-Sektionen und mathematischer Modelle haben Yang und ihre Kollegen nun herausgefunden, wie Wombats tatsächlich Prismen kacken.

Das erste, was Sie wissen müssen, ist, dass der Darm des Wombat ungewöhnlich lang ist und bis zu neun Meter lang ist. Im Vergleich zum Menschen brauchen diese meterlangen Tiere um ein Vielfaches länger, um die gesamte Nahrung und das Wasser aus ihrer Nahrung zu saugen, teilweise bis zu fünf Tage.

Infolgedessen ist der Kot des Wombat fast doppelt so trocken wie der Kot des Menschen, und das könnte dem Beuteltier helfen, Dürren im australischen Busch zu überleben. Dieser langwierige Prozess hilft ihrem Kot wahrscheinlich auch dabei, konkretere Formen zu bilden.

Schon beim Betrachten des Wombat-Darms kann man deutlich den allmählichen Übergang von einer „gelbgrünen Digesta-Aufschlämmung“, wie die Autoren es so unverblümt ausdrückten, zu einem trockenen Würfel mit „abgeschrägten Kanten und flachen Flächen“ erkennen.

Wombat-Därme, gefüllt mit Kot, hängen von oben bis unten. (David Hu und Scott Carver)

Mithilfe eines Ballons, um bestimmte Teile des Darms aufzublasen, stellten die Forscher fest, dass einige Gewebe und Muskeln unterschiedliche Dicken und Steifigkeiten aufweisen.

Praktisch bedeutete dies, dass Teile des Darmumfangs unterschiedlich kontrahierten, teilweise aufgrund der unterschiedlichen Muskeldicke. Die engen Teile zogen sich schnell zusammen und drückten den Kot stärker, während sich die weicheren Teile langsamer zusammenzogen. Ecken formen .

Bei der Erstellung eines einfachen Darmmodells stellten die Autoren fest, dass sich Ecken in weniger als zehn Kontraktionszyklen bildeten.

„Da über einen Zeitraum von fünf Tagen alle paar Sekunden Wehen auftreten, kommt es im Stuhl tatsächlich zu etwa 100.000 Kontraktionen“, schreibt das Team.

Eine ausreichende Anzahl dieser Kontraktionen könnte plausibel eine Reihe von Würfeln im hinteren Ende des Darms des Wombats bilden, wenn der Kot am stärksten ausgetrocknet ist. Sektionen zeigen, dass Würfel nur in den letzten 17 Prozent des Darms gebildet werden. (Im Jahr 2018 hat das Team Ich dachte, es wären die letzten 8 Prozent ).

Es ist fast so, als würde man einen Kuchen backen, Hu erklärt . Der Teig ist anfangs nass und schlammig und trocknet mit der Zeit aus, wenn er im Ofen erhitzt wird. Wenn es am Rand der Kuchenform anliegt, beginnt es, Ecken und ebene Flächen zu bilden. Der größte Teil der Verfestigung geschieht erst am Ende.

Wombats pressen übrigens jeden Tag fast 100 dieser sechseckigen Brownies aus.

Warum sie das genau tun, ist ein ganz anderes Rätsel. Wombats haben kein gutes Sehvermögen und nutzen deshalb ihren Kot, um miteinander zu kommunizieren. Deshalb kacken sie gerne auf Felsen, Baumstämmen oder anderen erhöhten Stellen, um ihre Botschaft besser sichtbar zu machen.

Die Würfelform könnte daher das Stapeln von Kot erleichtern. Runder Kot neigt schließlich dazu, wegzurollen.

Wombat-Kot auf dem Feld, auf Steinen gestapelt. (David Hu und Scott Carver)

Aber das ist nur eine Idee. Ein weiterer Grund besteht darin, dass die sechsseitige Struktur des Wombat-Kots eine größere Oberfläche ermöglicht, um die Verbreitung des Geruchs des Tieres zu verbessern, der soziale Botschaften oder den Fortpflanzungsstatus vermitteln kann.

Andere Wissenschaftler glauben, dass wir zu viel hineininterpretieren. Der würfelförmige Kot ist wahrscheinlich nur eine Folge der Dehydrierung im Darm. Sie streiten . In Zoos und Wildparks zum Beispiel, wo Wombats gut hydriert sind, ist der Wombat-Kot viel weniger ausgeprägt.

Offensichtlich müssen wir noch viel über Wombat-Kot wissen, aber Randy Ewoldt, der Maschinenbauingenieur, der Yang und Hu vor fünf Jahren zum ersten Mal auf das Rätsel aufmerksam machte, sagte gegenüber Energyeffic, er sei von ihren Fortschritten beeindruckt.

„Die Autoren demonstrieren heldenhafte Bemühungen und eine Zusammenarbeit, die entgegengesetzte Seiten der Welt abdeckt“, sagte Ewoldt in einer E-Mail. „Man fragt sich: Wer sonst könnte solch interdisziplinäre Arbeit in diesen vielschichtigen Beitrag packen?“

Wer in der Tat.

Die Studie wurde veröffentlicht in Weiche Materie .