The other "Golden Rule" - David L. Hu

翻訳: sola watanabe 校正: Tomoyuki Suzuki

A cat’s bladder can only store a golf ball’s worth of urine.

猫の膀胱は ゴルフボール１個分の 尿しかためられません

For humans, it’s a coffee mug and for elephants, a kitchen trash can.

人間の場合はマグカップ１個分で ゾウは台所のゴミ箱１個分の量です

An elephant’s bladder is 400 times the size of a cat’s,

ゾウの膀胱は 猫の400倍の大きさですが

but it doesn’t take an elephant 400 times longer to pee.

ゾウの放尿は猫の 400倍もの時間はかかりません

So, how does this work?

では どのような仕組みなのでしょう？

The answer lies in what scientists call the “Other Golden Rule.”

科学者がいう「もう一つの黄金律」に その答えがあります

It applies to mammals, which pee out some of their wastes in a yellowy liquid.

これは老廃物を黄色い液体として 排尿するほ乳類に当てはまります

Other classes of animals use different systems and methods to excrete waste.

他の種類(綱)の動物は別の器官や方法で 老廃物を排泄します

The Rule describes how urinary organs and forces change with body size,

この黄金律は身体の大きさによって 泌尿器と圧力がどうに変化するかを示し

enabling a range of mammals to achieve similarly rapid relief.

多くのほ乳類が同じように 素早く排尿できると理論立てています

There are two main factors contributing to urination speed:

排尿の速度に関係する主な要因は ―

bladder pressure and gravity.

膀胱内圧と重力の２つです

Bladder pressure is created when mammals contract their muscles

膀胱内圧は尿を絞り出す際に 筋肉を収縮させることで上昇します

to squeeze urine out.

This pressure is equal to the applied muscular force per unit area but,

この圧力は単位面積あたりにかかる 筋肉の力に相当しますが

since these factors scale proportionally,

筋肉の力と面積は比例して変化するため

bladder pressure doesn’t actually change much depending on body size.

膀胱内圧は実際には 体の大きさによってあまり変化しません

Meanwhile, the effects of gravity do vary across species.

一方 重力による影響は 種によって異なります

Mammals have a pipe-like organ called the urethra

ほ乳類には尿道と呼ばれる パイプ状の器官があり

that transports urine from a higher elevation to a lower one—

尿を高いところから低いところへ

specifically, from the bladder down to where urine exits the body.

具体的には膀胱から尿が出るところまで 運ぶ役割を果たしています

In doing so, the urethra harnesses the power of Torricelli’s Law,

尿道は このような仕組みによって 「トリチェリの法則(定理)」を利用しています

which states that flow rate increases with container height.

これは流量は容器の高さに伴って 増加するという定理です

Take these two containers holding the same volume of liquid.

同じ量の液体を入れた ２つの容器を例にあげましょう

When identically punctured at the bottom,

底に同じ穴を開けた場合

the vertical container drains nearly twice as fast.

縦にした容器の方が ほぼ２倍も速く排出されます

This is because the water’s falling from a greater elevation difference.

これはより高低差のあるところから 水が流れ落ちているからです

By transporting urine from high to low, the urethra has a similar effect.

尿を高いところから低いところに運ぶことで 尿道にも似たような効果が得られます

The urethra is probably not perfectly vertical,

尿道はおそらく完全には垂直ではないので

so its length doesn’t tell us exactly how far the urine falls.

その長さだけでは 尿が流れる高低差はわかりません

However, it’s a good approximation.

しかし おおよその目安にはなります

The urethra’s diameter also affects flow rate.

尿道の直径も流量に影響を与えます

When that vertical container’s exit hole has a larger diameter,

縦型の容器の出口の穴の直径が大きいと

the water drains out even faster.

水はさらに速く排出されます

The length and diameter of an animal’s urethra varies

尿道の長さや直径は

depending on its species and whether it has a penis or vagina.

動物の種や ペニスか膣かによって異なります

For example, a female elephant has a meter-long urethra

例えば メスのゾウの尿道の長さは １メートル

with a thirty-five millimeter diameter.

直径は35ミリです

A person with a vagina has a urethra that is more than 20 times shorter

膣がある人間は 尿道の長さが20倍以上短く

and 5 times thinner.

５倍以上 細くなっています

The elephant’s longer, wider urethra is what allows it to urinate

ゾウの尿道はより長くて太いため

for a comparable amount of time as a human.

人間と同じくらいの時間で 排尿することができます

Indeed, if an elephant had the urethra of a housecat,

仮にゾウが 猫の尿道をもっていたら ―

it might take it about 2 hours to drain its bladder.

膀胱から排尿するのに２時間ほど かかるかもしれません

It’s hypothesized that the Other Golden Rule

「もう一つの黄金律」 という仮説が立てられるのは

is conserved because quicker pees may both reduce vulnerability to predators

オシッコを早くすることで 捕食者に対する脆弱性を減らし

and flush out disease-causing pathogens.

また 病気の原因となる病原体を 排出すると考えられるからです

But the Rule has limitations.

しかし この黄金律には限界があります

It’s only been shown to apply to non-aquatic mammals.

水生ではないほ乳類にしか 適用されないことが示されています

And the Rule doesn’t apply to mammals under three kilograms.

また 黄金律は３キログラム以下の ほ乳類には適用されません

They actually pee in droplets, not continuous streams,

このようなほ乳類は実際には 連続的ではなく 水滴のようなオシッコをします

because surface tension breaks up their tiny jets of urine.

表面張力によって 噴出物の尿を分けるからです

Even within non-aquatic mammals above three kilograms,

３キログラム以上の 水生ではないほ乳類でも

different behaviors disrupt the Other Golden Rule.

さまざまな行動が 「もう一つの黄金律」を乱します

Male dogs don’t always fully empty their bladders

オスの犬は常に膀胱を 完全に空にしているわけではなく

and will instead tinkle in short spurts to mark their territory.

代わりに 尿を短く出して 縄張りを主張します

Male pandas sometimes pee in handstands, marking bark higher up on trees

オスのパンダは時々逆立ちで尿をして 木のより高いところの樹皮にマーキングし

in order to broadcast their scent to potential mates.

つがいになる可能性のある パンダに自分の匂いを伝えます

Handstand pees take longer because urine must work against gravity.

尿は重力に逆らう必要があるので 逆立ちでの尿は時間がかかります

Underwater pees are also lengthier

水中での尿も時間がかかります

because the external water pressure counteracts the internal forces

外部からの水圧と高低差による 内側の圧力を打ち消すからです

resulting from elevation difference.

Whether it’s with the intensity of a fire hydrant or a squirt gun,

それが消火栓の勢いがあろうとも 水鉄砲ほどの勢いしかなくても

this system swiftly delivers our urine to the outside world.

この仕組みにより 私たちの尿は 外の世界へ素早く排泄されるのです