Naukowcy wyjaśnili, dlaczego emoji przedstawiające kupkę wygląda właśnie tak

Okazało się, że nie jest to jedynie fantazja projektantów ani tajny spisek producentów lodów miękkich. Za tym znanym kształtem kryje się fizyka: gdy miękki materiał wydostaje się na zewnątrz i opada pod wpływem grawitacji, może sam ułożyć się w spiralę. Dokładnie to samo dzieje się z odchodami wielu zwierząt, ciastem, pastą, a nawet eksperymentalnymi mieszankami w laboratorium.

Badanie opublikowano w czasopiśmie „Nature Communications”.

Autorzy badali nie samą emotikonę, ale rzeczywistą mechanikę: dlaczego miękka „nitka” substancji podczas wyciskania nie układa się przypadkowo, lecz zwija się w równe zwoje. Jednak emotikona przedstawiająca kupkę okazała się niemal idealną ilustracją tej nauki.

Szczegóły

Jeśli poprosi się dziecko o narysowanie kupki, prawie na pewno przedstawi ona kopczyk: szeroką podstawę, zwoje i ostry wierzchołek. Mniej więcej tak samo wygląda klasyczne emoji.

Fizycy wyjaśniają to w prosty sposób. U większości zwierząt wydaliny wypływają w dół. Najpierw materiał spada z większej wysokości i tworzy szeroki dolny zwoj. Następnie kupka rośnie, odległość do szczytu maleje, a kolejne zwoje stają się węższe. W ten sposób powstaje znany kształt: duża podstawa, a następnie coraz węższe zwoje, aż na szczycie pozostaje „ostatni akcent”.

Są jednak robaki, które postępują zupełnie odwrotnie. Morskie robaki z rodzaju Arenicola wyciskają swoje odchody w górę z nory. W tym przypadku grawitacja oddziałuje inaczej w stosunku do kierunku wydostawania się materiału, a forma nie przypomina klasycznej wieżyczki, lecz bardziej równomierną spiralę.

Co tu ma z tym wspólnego Darwin

Już w XIX wieku Karol Darwin zwracał uwagę na starannie ułożone spiralne kopczyki pozostawiane przez dżdżownice. Badał dżdżownice i był pod wrażeniem tego, jak uporządkowane wydają się ich ślady na powierzchni ziemi.

Nie potrafiono jednak wówczas wyjaśnić, dlaczego te kopczyki mają właśnie taki kształt. Obecnie fizycy faktycznie udzielili odpowiedzi: nie chodzi o to, że dżdżownice są ukrytymi rzeźbiarzami, ale o to, jak miękki materiał zachowuje się podczas wyciskania.

Mówiąc prościej: dżdżownica wykonuje swoją pracę, a fizyka nadaje kształt wynikowi.

Dlaczego działa to nie tylko w przypadku odchodów

Najzabawniejsze w tej historii jest to, że nie dotyczy ona wyłącznie odchodów. Naukowcy sprawdzali tę koncepcję na różnych materiałach: na odchodach robaków morskich, na cieście z mąki z ciecierzycy i wody, przypominającym właściwościami wilgotny piasek z odchodami robaków, a także na paście. Wynik okazał się podobny: jeśli miękka nić wychodzi na zewnątrz w określonych warunkach, skręca się zgodnie z ogólnymi zasadami.

Nazywa się to mechaniką skręcania elastycznego sznurka. Wyobraźcie sobie miękki sznurek wyciskanego z tubki. Nie zawsze układa się on w prostą linię. Czasami zaczyna zwijać się w pętle, ponieważ materiał nadal zachowuje swój kształt, ale jest już zbyt miękki, by leżeć równo.

Właśnie dlatego w jednej opowieści naukowej spokojnie współistniały robaki, pasta, Darwin i emoji.

Dlaczego kształt bywa różny

Głównymi czynnikami są: stopień miękkości lub sztywności materiału, prędkość, z jaką się on wydostaje, oraz kierunek działania grawitacji.

Jeśli materiał wydostaje się w dół, jak u większości zwierząt, powstaje znana „piramidka” z zwojami. Jeśli materiał jest wyciskany w górę, jak u niektórych robaków z nory, zwoje mogą być bardziej jednolite pod względem wielkości. Dlatego autorzy żartują nawet, że klasyczne emoji przedstawia tylko jedną wersję, a świat być może potrzebuje drugiej – „odwróconej” wersji robaczej. Naukowcy z Uniwersytetu w Amsterdamie piszą, że planują zaproponować takie drugie emoji „kupy” Konsorcjum Unicode.

Oznacza to, że emoji przedstawiające kupę może być naukowo niekompletne. Pojawił się dla niego konkurent z dołu. A dokładniej – spod ziemi.

Dlaczego jest to ważne

Na pierwszy rzut oka jest to idealna wiadomość do rubryki „naukowcy nie mieli czym się zająć”. Jednak w rzeczywistości badania te dotyczą fizyki materiałów miękkich.

Procesy te są istotne nie tylko dla biologii, ale także dla zrozumienia zachowania past, żeli, ciasta, błota, biomateriałów oraz wszelkich substancji, które pozornie płyną, a jednocześnie częściowo zachowują swój kształt. W czasopiśmie „Nature Communications” opisano tę pracę jako badanie mechaniki kształtu odchodów oraz różnych trybów wyginania podczas wyciskania miękkiego materiału biologicznego.

Innymi słowy: tak, naukowcy zbadali kształt odchodów. Jednak za tym kryje się standardowa fizyka, którą można zastosować do znacznie szerszego zakresu materiałów.

Kontekst

Morskie robaki z rodzaju Arenicola żyją w norach i wyciskają przetworzony piasek oraz materiał organiczny na powierzchnię. Te spiralne kopczyki są dobrze widoczne na wybrzeżach i od dawna przyciągają uwagę przyrodników.

Autorzy nowej pracy wykazali, że takie kształty można opisać za pomocą ogólnego modelu mechanicznego. Nie liczą się tu „intencje” zwierzęcia, lecz właściwości materiału oraz warunki, w jakich jest on wydalany na zewnątrz.

Źródło

Badanie: Mehdi Habibi, Neil M. Ribe, Daniel Bonn — „Coiling of lugworm feces reveals universal mechanics for the shape of poo”, Nature Communications, 2026.