Fyzici odhalili univerzální zákon tvaru výkalů: Od Darwina k návrhu nového emoji

Charles Darwin se zapsal do historie díky svému dílu „O původu druhů“, ale jeho přínos k pochopení přírodního světa byl mnohem širší. V posledních letech svého života se intenzivně zabýval žížalami a jejich výkaly, které detailně popisoval jako spirálovitě stočené věže.

Charles Darwin se zapsal do historie díky svému dílu „O původu druhů“, ale jeho přínos k pochopení přírodního světa byl mnohem širší. V posledních letech svého života se intenzivně zabýval žížalami a jejich výkaly, které detailně popisoval jako spirálovitě stočené věže. V roce 1880 dokonce napsal příteli, že je „celou duší pohlcen červy“.

O více než sto let později se tři fyzici – Mehdi Habibi, Neil Ribe a Daniel Bonn – inspirovali Darwinovými pozorováními a popsali univerzální mechaniku stáčení výkalů. Zjistili, že charakteristický stočený tvar, který se objevuje u různých druhů a připomíná například emoji měkké zmrzliny, je ovlivněn velikostí střevních stěn, svalovými kontrakcemi, výškou pádu a viskozitou výkalového materiálu.

Ne všechny výkaly však dopadají ve tvaru kuželovité spirály. Fyzici upozorňují na existenci takzvaného „antigravitačního výkalu“, který v digitálním diskurzu chybí. Někteří červi, jako ti, které popsal Darwin, se totiž vyprazdňují proti gravitaci, což vede k výrazně odlišnému tvaru spirály. Tým vědců studoval čerstvé výkaly rournatců (Arenicola marina), kteří žijí v norách pod pískem a vypuzují své výkaly směrem nahoru na pláž. Zjistili, že šířka jejich výkalové spirály zůstává konstantní a netvaruje se do špičky, což odpovídá Darwinovým dávným pozorováním.

Ukázalo se, že i tento jedinečný tvar se řídí zákony teorie stáčení elastických lan. Jeho specifická forma je výsledkem vytlačování nahoru a tuhosti výkalů. Předpokládá se, že tato stočená struktura pomáhá udržet geometrický tvar proti hydraulickým silám přílivu a odlivu a zabraňuje ucpání nebo zřícení vchodu do nory. Ačkoliv téma může znít neobvykle, jedná se o seriózní vědecký výzkum. Identifikace stočených struktur ve výkalech má širší dopad na pochopení toho, jak organismy využívají fyziku ve funkční morfologii. Například výkaly žížal, které Darwin studoval, hrají klíčovou roli při tvorbě a vyživování úrodné svrchní půdy Země, která je základem mnoha ekosystémů.

Na základě svých zjištění plánuje tým navrhnout druhý emoji pro „antigravitační výkal“ a oficiálně jej předložit konsorciu Unicode. Darwin by byl na tento výzkum, který navazuje na jeho celoživotní fascinaci přírodou, nepochybně hrdý.