Trvá slonovi vyčůrat se déle než kočce, nebo jsou na tom podobně? Další video z kanálu Ted-Ed vám ukáže, že i čůrání může být pěkná věda.
„Jestli je vesmír tak velký a zvláštní, chci do něj vyrazit s prázdným močákem.“ Kočičí močový měchýř pojme pouze moč o objemu golfového míčku. U lidí je to objem šálku kávy a u slonů odpadkového koše. Slon má močový měchýř 400krát větší než kočka, ale čůrání mu netrvá 400krát déle. Jak to tedy funguje? Odpověď spočívá v tom, čemu vědci říkají „druhé zlaté pravidlo“. Týká se savců, kteří část tělesného odpadu vymočí ve formě žluté tekutiny.
Jiné třídy živočichů používají k vylučování odpadu jiné systémy a metody. Pravidlo popisuje, jak se močové orgány a jejich síla mění s velikostí těla, což řadě savců umožňuje dosáhnout podobně rychlé úlevy. Na rychlost močení mají vliv dva hlavní faktory: tlak v močovém měchýři a gravitace. Tlak v močovém měchýři vzniká, když savci stahují svaly, aby moč vytlačili. Tento tlak se rovná vyvinuté svalové síle na jednotku plochy, ale protože se tyto faktory stupňují proporcionálně, tlak v močovém měchýři se v závislosti na velikosti těla zas tak nemění.
Gravitace se ale u různých druhů podstatně liší. Savci mají trubicovitý orgán zvaný močová trubice, který moč dopravuje z vyšší výšky do nižší, konkrétně z močového měchýře do místa, kde moč opouští tělo. Močová trubice přitom využívá Torricelliho zákon, který říká, že rychlost průtoku se zvyšuje s výškou nádoby.
Vezměte si tyto dvě nádoby se stejným objemem kapaliny. Když u obou uděláte stejnou díru naspodu, tak ta stojící vyteče téměř dvakrát rychleji. Je to proto, že voda padá z větší výšky. Transportem moči z výšky níž dosahuje močová trubice podobného efektu. Močová trubice ale není dokonale svislá, takže její délka nám neříká přesně, jak daleko moč padá. Je to ale dobrý odhad.
Průměr močové trubice ovlivňuje i rychlost průtoku. Pokud má výstupní otvor postavené nádoby větší průměr, voda odtéká ještě rychleji. Délka a průměr močové trubice se liší v závislosti na druhu zvířete a na tom, zda má penis nebo vagínu. Tak například sloní samice má metr dlouhou močovou trubici o průměru 35 milimetrů. Oproti tomu žena, která má vagínu, má močovou trubici víc než 20krát kratší a 5krát tenčí.
Delší a širší močová trubice tak slonům umožňuje odvést srovnatelné množství moči za stejnou dobu jako lidem. Takže kdyby měl slon močovou trubici jako kočka domácí, trvalo by mu asi 2 hodiny, než by močový měchýř vyprázdnil. Předpokládá se, že druhé zlaté pravidlo existuje proto, že rychlejší močení snižuje zranitelnost vůči predátorům a odplavuje nemoci způsobující patogeny.
Ale i toto pravidlo má své limity. Bylo prokázáno, že se vztahuje pouze na suchozemské savce. Nevztahuje se ani savce, kteří váží méně než 3 kilogramy. Ti totiž čůrají po kapkách, ne v souvislých proudech, protože povrchové napětí jejich drobné proudy moči rozbíjí. I u suchozemských savců s váhou nad 3 kilogramy ale najdeme výjimky z druhého zlatého pravidla. Psí samci svůj močový měchýř někdy úplně nevyprázdní a místo toho močí v krátkých proudech, aby si označili své teritorium.
Pandí samci zas někdy močí ve stoji na rukou a označují kůru výš na stromech, aby tak vyslali svůj pach potenciálním partnerkám. Čůrání ve stoji na rukou trvá déle, protože moč musí působit proti gravitaci. I čůrání pod vodou trvá déle, protože vnější tlak vody působí proti vnitřní síle kvůli výškovému rozdílu. Ať už je to s intenzitou požárního hydrantu nebo stříkací pistole, tento systém naši moč rychle předává do okolního světa.
