Gli animali più grandi impiegano più tempo a urinare? - David L. Hu

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La vescica dei gatti è grande come una pallina da golf. Quella degli esseri umani come una tazza da caffè e quella degli elefanti come un cestino della spazzatura. La vescica di un elefante è 400 volte più grande di quella di un gatto, ma un elefante non ci mette 400 volte più tempo a fare pipì. Quindi, come funziona? David L. Hu indaga su quella che gli scienziati chiamano "L'altra regola d'oro".

Lezione a cura di David L. Hu, diretto da Anton Bogaty.

La vescica di un gatto
è grande come una pallina da golf.

Quella umana come una tazza da caffè

e quella degli elefanti
come un cestino della spazzatura.

La vescica di un elefante è 400 volte
più grande di quella di un gatto,

ma un elefante non ci mette
400 volte più tempo a fare pipì.

Quindi, come funziona?

La risposta sta in ciò
che gli scienziati chiamano

"L'altra regola d'oro".

Vale per i mammiferi, che eliminano
parte delle sostanze di scarto

attraverso un liquido giallastro.

Altre classi di animali usano sistemi
e metodi diversi per espellere i residui.

La regola descrive come gli organi
e le forze urinarie cambiano

con la dimensione corporea,

cosa che permette a una serie di mammiferi

di ottenere un sollievo
altrettanto rapido.

Ci sono due fattori che contribuiscono
alla velocità della minzione:

la pressione della vescica e la gravità.

La pressione della vescica si crea
quando i mammiferi contraggono i muscoli

per spremere fuori l'urina.

Questa pressione
è uguale alla forza muscolare

applicata per unità di superficie

ma, poiché questi fattori
si adattano proporzionalmente,

la pressione della vescica non cambia
a seconda delle dimensioni del corpo.

Gli effetti della gravità, invece,
variano da una specie all'altra.

I mammiferi hanno un organo
a forma di tubo chiamato uretra

che trasporta l'urina
da una quota più alta a una più bassa,

nello specifico, dalla vescica
al punto in cui l'urina esce dal corpo.

Facendo questo, l'uretra sfrutta
il potere della legge di Torricelli,

che afferma che la portata
aumenta con l'altezza del contenitore.

Guardate questi due contenitori
contenenti lo stesso volume di liquido.

Se bucati allo stesso modo sul fondo,

il contenitore verticale
si svuota due volte più velocemente.

Questo perché l'acqua
cade da un dislivello maggiore.

Trasportando l'urina
dall'alto verso il basso,

l'uretra ha un effetto simile.

L'uretra, probabilmente,
non è perfettamente verticale,

quindi la sua lunghezza non ci dice
esattamente quanto lontano cade l'urina.

Comunque, è una buona approssimazione.

La portata è influenzata
anche dal diametro dell'uretra.

Quando il foro del contenitore verticale
ha un diametro maggiore,

l'acqua scende ancora più velocemente.

La lunghezza e il diametro
dell'uretra di un animale

cambiano in base alla sua specie
e se possiede un pene o una vagina.

Per esempio, un'elefantessa
ha un metro di uretra

con 35 millimetri di diametro.

Una donna ha un'uretra
che è più di 20 volte più corta

e cinque volte più sottile.

L'uretra dell'elefante, più lunga e larga,
è ciò che gli permette di urinare

per un periodo di tempo paragonabile
a quello di un essere umano.

Infatti, se un elefante
avesse l'uretra di un gatto domestico,

potrebbe impiegare circa due ore
a drenare la vescica.

Si ipotizza che L'altra regola d'oro

sia giustificata
perché una minzione più veloce

può ridurre la vulnerabilità ai predatori

ed espellere gli agenti patogeni
portatori di malattie.

Ma la regola ha dei limiti.

È stato dimostrato che si applica
solo ai mammiferi non acquatici.

E non si applica
ai mammiferi sotto i tre chili.

Loro fanno la pipì in goccioline,
non in flussi continui,

perché la tensione superficiale
spezza i piccoli getti di urina.

Anche tra i mammiferi
non acquatici oltre i tre chili

ci sono diversi comportamenti
che contraddicono L'altra regola d'oro.

I cani maschi non sempre
svuotano completamente la vescica

e urinano in piccoli getti
per marcare il territorio.

I panda maschi a volte
urinano a testa in giù,

marcando gli alberi

per diffondere il loro profumo
e attirare possibili compagne.

Urinare a testa in giù
richiede più tempo

perché l'urina deve andare
contro la gravità.

Anche per urinare sott'acqua
occorre più tempo

perché la pressione esterna dell'acqua
contrasta le forze interne

derivanti dal dislivello.

Che sia con l'intensità di un idrante
o di una pistola ad acqua,

questo sistema porta rapidamente
la nostra urina nel mondo esterno.