Три физика из Нидерландов и Франции — Мехди Хабиби, Нил Риб и Даниэль Бон — описали универсальную механику свертывания экскрементов у разных животных, опираясь на законы физики веревочного свертывания. Работа опубликована в журнале Nature Communications (NatCom).
Отправной точкой стали наблюдения самого Чарльза Дарвина. В последние годы жизни ученый был поглощен изучением дождевых червей: его восхищало, как их экскременты свертываются в спиральные башенки. В ноябре 1880 года он писал другу: «Всей душой я сейчас поглощен червями!» Именно эти записи и вдохновили современное исследование.
Физики сосредоточились на морском пескожиле (Arenicola marina) — черве, который, в отличие от большинства животных, испражняется против силы тяжести: живя в U-образных норах под песком, он выталкивает помет вверх через отверстие в поверхности. Исследователи сравнили свертывание экскрементов пескожила с поведением гороховой пасты, рисовой лапши и спагетти в разных условиях.
Выяснилось, что ширина спирали помета пескожила остается постоянной по всей длине — в отличие от конусообразного завитка, который мы видим на смайлике 💩. Это прямое следствие направления выталкивания (снизу вверх) и жесткости материала. Тем не менее форма подчиняется той же теории упругого веревочного свертывания, что описывает обычный «гравитационный» помет.
«Антигравитационный» помет отсутствует в нашем цифровом арсенале», — заключили авторы и объявили, что намерены официально предложить Консорциуму Unicode второй вариант смайлика.
Практическое значение работы выходит за рамки юмора: понимание того, как организмы используют физику в функциональной морфологии, важно для экологии и биомеханики. Экскременты дождевых червей сыграли ключевую роль в формировании плодородного слоя почвы, и именно их Дарвин назвал одной из важнейших сил природы в своей последней книге.
Ранее ученые обнаружили у насекомых необычное умение.