排尿のもう一つの黄金律：哺乳動物が尿を放出する方法とその重要性

概要

本記事では、哺乳動物の排尿について興味深い世界を探求し、それを支配する「もう一つの黄金律」について説明します。私たちは、膀胱圧力と重力が排尿速度を決定する2つの主要な要因であり、尿道の長さと直径が流量にどのように影響するかを学びます。また、異なる哺乳動物の行動が「もう一つの黄金律」を妨げることがあること、そしてそれが3キログラム以上の非水生哺乳動物にのみ適用されることがわかります。

「もう一つの黄金律」とは何か

科学者たちは、異なる大きさの哺乳動物が同様の速度で尿を放出する方法について長年興味を持ってきました。答えは、彼らが「もう一つの黄金律」と呼ぶものにあります。これは、尿器官と力が体のサイズに応じて変化する方法を説明するものであり、黄色い液体で一部の排泄物を放出する哺乳動物に適用されますが、他のクラスの動物は異なるシステムを使用して排泄物を排出します。

膀胱圧力と重力

膀胱圧力は、哺乳動物が尿を体外に排出する力です。この圧力は、筋肉を収縮させるときに作られ、単位面積当たりの適用された筋肉力と等しくなります。しかし、これらの要因が比例的にスケールするため、膀胱圧力は実際には体のサイズによってあまり変化しません。一方、重力の影響は種によって異なります。哺乳動物には尿を高い場所から低い場所に運ぶパイプ状の器官である尿道があり、これによってトリチェリの法則の力を利用して、容器の高さが増すと流量が増加するという法則が働きます。

尿道の長さと直径の役割

動物の尿道の長さと直径も流量に影響します。尿道が長く、広いほど、尿の流れが速くなります。たとえば、雌の象は、直径35ミリメートルの1メートルの尿道を持っていますが、膣を持つ人は20倍以上短く、5倍細い尿道を持っています。象のより長く、広い尿道が、人間と同じ時間だけ尿を放出できるようにする要因です。

「もう一つの黄金律」の制限

「もう一つの黄金律」には制限があります。それは、3キログラム以上の非水生哺乳動物にのみ適用され、連続的な流れではなく滴で尿を放出する動物には適用されません。尿の速い放出は、捕食者への脆弱性を減らし、病原体を流し出す可能性があるため、保存されると考えられています。

妨害行動

異なる哺乳動物の行動は「もう一つの黄金律」を妨げることがあります。オスの犬は、膀胱を完全に空にするのではなく、短い噴出をして自分の領域をマーキングします。オスのパンダは時に手立てを使って尿を放出し、木の上の樹皮にマークをつけ、潜在的なメイトに自分の匂いを伝えます。手立てでの尿は重力に逆らう必要があるため、時間がかかります。水中での排尿も同様で、外部の水圧が高さの差から生じる内部の力に対抗するため、より長くなります。