企鹅是怎么放屁的呢?鸟类会不会放屁?会和哺乳动物有什么区别吗?

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企鹅是怎么放屁的呢?鸟类会不会放屁?会和哺乳动物有什么区别吗?伯伯的花房子,从事植物表观转录组学研究第七年-原ID段承焉
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鸟是不会放屁的,这是一个基于观察的结果,因为没有人见过鸟放屁,甚至有一种观点是,某些应该算作是“屁”的气体,会从鸟消化道的另一端(也就是嘴)排出——这大概也算一个看似常见,但科学家还没有搞清楚的事情了。

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那如果想讨论这个问题呢,我们或许要从屁的组成说起。在屁当中,5 种成分占到了 99%以上,分别是氮气、氢气、氧气、甲烷、以及二氧化碳,其他成分不足 1%,包括那些赋予屁灵魂的含硫化合物,比如硫化氢、硫醇等等,它们的浓度一般只有几十个 ppm 而已。

屁当中的氮气和氧气来源于随食物一起被吞咽的空气,氢气、甲烷、和二氧化碳来源于肠道微生物的发酵作用,而这也是屁最主要的两大来源。而多数情况下,微生物发酵产生的气体更是屁最主要的来源,这和消化的过程是密不可分的。

我们先来看一下鸟的消化道,这里以鸡为例:

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鸡的消化道。crop:嗉囊,proventriculus:腺胃,gizzard:肌胃(鸡胗),intestine:肠,cecum(ceca):盲肠,cloaca:泄殖腔

我猜很多人可能都被科普过,人的消化道是非常长的,单算小肠就是 4~6 米,而整个消化道的长度是人身高的近 6 倍。不过从鸡的消化道图来看,直观的感受就是并没有那么长,这其实是鸟类和哺乳类一个相当大的区别。

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从这张表格里我们可以看出,鸟类消化道的长度与体长之比,在各个物种间差异很大,但基本上都在 1~3 倍体长的范围中,和人相比短了非常多。

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哺乳动物消化道长度与体长对比

而人作为一种杂食动物,消化道的长度在草食动物面前又是一个弟弟的存在。(虽然没有严格意义的草食动物,但偶尔开开荤的它们还是以草作为最主要的能量来源的)。

动物消化系统的结构和它们食物的结构以及生活方式都是高度适应的。对于大多数鸟类而言,飞行就是它们生活的核心,飞行一方面要消耗大量的能量,一方面又要保持体态的轻盈。所以大多数鸟类总的食量非常大,但每一次进食的量都相对较小,凭借它们非常高的消化效率,食物在消化道内的停留无需很长,消化道自然就比较短了。

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鸟类消化道长度与身长对比

小伙伴们一定听过“see you tomorrow”的梗,这说明了一个问题,我们吃下去的食物在消化道中大约是要停留一天的。但是对于以昆虫为食的鸟类,面对一坨鸡肉味嘎嘣脆的蛋白质,通常只需要一个多小时就能消化,而吃成熟浆果的鸟类只需几十分钟就可以了。以人的标准看,鸟就是妥妥的直肠子。

微生物的发酵是需要时间的,对于直肠子鸟类来说,较短的消化道和较快的消化速度没有给微生物发酵留下时间,自然就不会产生什么气体了

有的人在解释鸟为什么不放屁的时候,会提到鸟消化道中没有产生气体的微生物,其实这样说是错误的。这里再多讲一个知识点,到底哪些肠道微生物产生了气体呢?我们知道,消化道当中是一个厌氧的环境,在这样的条件下,不会像有氧呼吸那样代谢的终产物是二氧化碳和水。类似梭状芽孢杆菌(Clostridium)、拟杆菌(Bacteroides)这样的专性厌氧菌会以二氧化碳和氢气作为代谢的终产物——这也就解释了为什么屁是可燃的。

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而对于鸟类来说,虽然说相比于哺乳动物,在它们的肠道里变形菌所占的比例会更高,然而梭状芽孢杆菌和拟杆菌都是存在的,它们只是没有时间去产生足够多的屁罢了。

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褐马鸡消化道中有相当多的拟杆菌和梭状芽孢杆菌(属于厚壁菌门 Firmicute)而环颈雉以及白腹锦鸡也有相当多的梭状芽孢杆菌

大家来回忆一下自己打嗝时气体的气味,这个气味应该和所吃下的食物是一致的。事实上,我们随进食吞下的空气,大部分都会在打嗝的过程中被排出去。对于鸟来说,除了排出气体之外,它们其实还有一项绝活,那就是把难以消化的纤维素、毛发、细碎的骨头等也统统吐出来,不会让它们进入肠道。比如这两个球就是猫头鹰吐出来的:

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这样的机制保证了难消化的东西能够尽快排出,不至于在消化道中停留过长的时间,从而保证了消化的高效以及身体的轻盈,和它们的飞行生活是相适应的。另一方面,它们也不会被肠道细菌发酵,也就不会产生“屁”了。即便有少量的消化道气体产生,鸟也可以通过消化道的逆向蠕动,将气体排出,只不过这个过程不太容易被人注意到罢了。

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