为什么人的便便是屎黄色的，鸟的便便是白色的？ | 睡前科学故事

本文由公众号 “把科学带回家” 提供
给孩子最好的科学教育

大朋友小朋友们，不知道你有没有被鸟粪袭击过？不过俗话说没吃过猪肉也见过猪跑，别人家的小朋友或者小车车被鸟粪砸到，你应该是见过的吧？

我们人类的便便有很多颜色，黑色、棕色、卡其色…不过一般都是以棕黄色为主。不光我们人类的便便是屎黄色的，其他许多动物，比如猫咪、狗狗、牛羊，甚至小鱼的便便也都是不同色号的屎黄色。

那么问题就来了，为什么人类和许多动物的便便是便便色的，但鸟的便便是白色的呢？

先来解决第一个问题——便便色是怎么来的。

在一份标准的人类便便套餐里，大约74%是固体，剩下的是水分。而在便便的固体中，大约30%是各种细菌；30%是人体不能消化的纤维素；剩下的是各类无机物、脂肪以及人体内被清理出来的细胞，比如死去的红细胞。

让便便变成棕色的，主要是三种物质：棕色的粪胆色素（Stercobilin）、棕黄色的胆红素（urobilin），和黄绿色的胆汁。它们都是肝脏产生的，按照不同配方搅拌在一起就能产生便便色。

胆汁是一种消化液，在消化的时候被分泌到消化道里。那么粪胆色素和胆红素是什么呢？

实际上，包括人类、猫咪在内的所有的脊椎动物身体里都会进行一种清理废物的化学作用，那就是分解血红素的异化作用。在这个过程中，衰老死亡的血红细胞会被分解，血红细胞内的血红素被转化成了胆红素和粪胆色素。

▲ 经过肝脏处理后，一部分胆红素去做了便便，一部分去做了尿尿，所以便便和尿尿都是黄色系的

所以，粪胆色素和胆红素就是肝脏分解衰老或者死掉的血红细胞后产生的色素。

刚刚生下来的小北鼻的胎便是黄绿色的，这是因为胎便里只含胆汁，还没有粪胆色素和胆红素的原因。

既然我们刚刚说所有脊椎动物都会分解血红素产生粪胆色素和胆红素，那么鸟类的便便为什么是白色的？

如果仔细观察鸟类的便便你就会发现，在一坨白色的糊糊里面一般有一块棕黑色的东西，其实那才是鸟类便便的本体，绿色的部分来自于它们便便里的胆汁，而其他白色的东西是鸟类的尿尿。

▲ 鸟屎里，黑色的固体才是真正的便便，白色的是尿尿——尿酸

实际上，鸟类尿尿和便便的洞是一个，叫做泄殖腔。需要在飞行时减轻体重的鸟类不像我们一样会储存屎尿，它们有了感觉就会随时排泄，而且排泄物都是从泄殖腔里出来的。

所以事情就变得更奇怪了，鸟类的尿尿怎么是白色的呢？

鸟类和我们一样也有肾脏。它们的肾脏也会把含氮的废物从血液中滤走，然后制造出尿液。我们人类的肾脏会把这些含氮物质制造成尿素。尿素泡在水中就像果珍一样会溶解，再加上一些胆红素，就变成果珍色的尿尿了。

但是，鸟类的肾脏并不会把含氮物质变成尿素，而是变成尿酸（uric acid）排出去。尿酸是一种不溶于水的白色物质，因此鸟类的尿液其实就是一些以尿酸为主的白色糊糊。

▲ 人体内要是尿酸过高就会关节肿大

尿酸是一种酸性物质，砸到车子上会腐蚀车壳，砸到建筑物上会腐蚀建筑物。欧洲许多大佬的雕像就是被鸟粪里的尿酸腐蚀秃顶的。所以许多建筑物和雕像上有防鸟的尖刺，就是怕鸟过来随地大小便。

▲ 真的，都被尿成地中海了

不光鸟类，陆生爬行动物的尿尿也是主要是尿酸。比如，蜥蜴和蛇的尿尿里大部分是尿酸。

制造尿酸所花费的能量比制造尿素要多，所以鸟类和陆生爬行动物为什么要花更多的能量制造尿酸，而不是尿素呢？

这是因为制造和排出尿酸所需的水更少。为了节省身体的中的水分，鸟类，还有陆生爬行动物才会尿尿酸。

既然缺水的鸟类和陆生爬行动物产生尿酸，不那么缺水的人类产生尿素，那么住在水里的鱼尿什么呢？

鱼类的一个特殊技能，就是通过鱼鳃在水里直接尿氨。

▲ 特意过来让铲屎官摸它鳃部，可能是一种把尿行为

其实，不管是尿素还是尿酸，所有脊椎动物的尿尿的本体都来自代谢产生的氨（氨是氨基酸代谢和嘌呤代谢的产物）。决定脊椎动物到底尿尿酸、尿素，还是直接尿氨的是环境中的水分含量。

氨溶于水后无色有味，毒性很高。如果尿氨的话需要用大量的水稀释，所以脊椎动物中只有生活在水里的那些，比如鱼类和水生爬行动物（如海龟）才有这样的技能。

鱼类（鲨鱼等少数鱼类除外）体内大部分（80%-90%）的氨不会被转化为尿素，而是直接以氨的形式通过鱼鳃或屁股上的泌尿孔（urinary pore）排入水中。

▲ 雄性（左）和雌性（右）罗非鱼的泌尿孔——菊花左边的小点

生活在海里的鱼类主要靠鳃尿尿，而淡水鱼，比如金鱼主要靠屁屁这里的泌尿孔尿尿。当然了，鱼尿里不是只有氨，还有少部分尿素（鲨鱼除外，鲨鱼的尿里主要是尿素）。如果是生活在海里的鱼，它们的尿尿里还有许多盐分。

尿酸几乎没有什么毒性，而且基本不溶于水，排出体外时不需要用水来稀释，所以鸟类和陆生爬行动物选择尿尿酸。

从鳃这里尿尿听起来很奇怪，难道鱼的尿尿还要转一个大弯，从屁屁这里绕回头部么？

实际上，鱼类只有一个长条状的肾脏，这个肾脏最前面的地方靠近头部，最后面的地方一直长到屁屁这里。所以鱼类既可以靠头部的鱼鳃尿尿，也可以靠屁屁尿尿。

▲ 硬骨鱼的肾脏（黄色的那个长条状物体）

小鱼小乌龟会尿氨虽然很了不起，但和熊孩子比起来根本不算什么。

脊椎动物中，技能点最强的应该是能憋屎、憋尿几个月的熊。几年前科学家们发现，熊在冬眠的那几个月里，一粒屎也不拉，一滴尿也不流，屎和尿都被身体自动回收利用了呢。

所以...住在天上的拉天的颜色...住在地上的拉地的颜色...住在水里的拉水的颜色...住在梦里的干脆什么都不拉...大概熊孩子的梦想是不存在的...

---

不过瘾，请戳

把科学带回家ID：bringsciencehome

给孩子最好的科学教育

转载请联系 [e-mail]

长按二维码关注我们

图片来源：

clairebdalisay,Best Anti-Aging Blog,Science News,The Wall Experiment , Kimball's Biology Pages,ComparativeAnatomy Project Circulatory and excretory systems, ResearchGate,giphy

参考资料：

https://www.livescience.com/32498-why-is-fecal-matter-brown.html

http://news.softpedia.com/news/Why-Human-Feces-Are-Brown-56872.shtml

Gary Kent Ostrander. 2000. The Laboratory Fish.Academic Press

http://www.yorku.ca/spk/fishbiol09/FB09lecture11.pdf

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3059970/

http://vetsci.co.uk/2010/05/15/comparative-nitrogen-excretion/

Brian K. Mcnab. 2002. The Physiological Ecology of Vertebrates: A View from Energetics. Comstock Publishing Associates. Ithaca (New York): Cornell University Press. 

http://w3.marietta.edu/~biol/aquatic/sextant/excrete.htm

https://www.rspb.org.uk/birds-and-wildlife/bird-and-wildlife-guides/ask-an-expert/previous/bird_poo.aspx

https://www.npr.org/2011/02/18/133849231/hibernating-bears-a-metabolic-marvel