在澳大利亚的草原上,袋熊留下了一种全世界独一份的痕迹——方形的粪便。这种有袋类动物排出的粪便呈规整的立方体,边长约2厘米,能在岩石和倒木上稳稳立住不滚动。生物学家最早在19世纪就记录了这一现象,但直到2018年才搞清楚背后的物理机制。
袋熊的肠道末端有一段特殊的褶皱结构,横截面呈现不规则的星形。食物残渣经过这里时,受压并不均匀——四个角位置的肠壁收缩更紧,把粪便压成方形;其余位置则相对宽松,允许圆形过渡。整个成形过程约需8天,是哺乳动物中最慢的肠道蠕动之一。
2018年,佐治亚理工学院的胡立德团队用CT扫描和力学模型还原了这一过程,论文发在《软物质》期刊上,还拿了那年搞笑诺贝尔物理学奖。
立方体粪便的发现其实来自一群较真的科学家。胡立德实验室专门研究动物如何排尿、蚊子如何叮人这类不正经的问题,但方法极其严谨。
他们从动物园获取袋熊肠道标本,用CT扫描重建三维结构,再做压力测试验证褶皱的成形作用。这套跨学科方法后来也被用于研究人类肠道疾病的流体力学。
如果你去澳大利亚旅行,在夜间的草原上用手电筒搜寻,有机会在岩石顶上发现这些方形路标。
袋熊有意把粪便放在高处,用来标记领地——立方体不会滚落,是最好的界碑。这个发现也启发了工业界:能否模仿袋熊肠道的褶皱结构,设计出低能耗的异形挤压成形工艺?自然界已经帮我们做了几千万年的工程验证。














