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La plupart des mammifères urine en 21 secondes

jeudi 3 juillet 2014

La vessie d’un éléphant peut tenir jusqu’à 18 litres d’urine, et pourtant il urine aussi vite qu’un chat !

Une étude révèle que la plupart des mammifères qui sont plus gros que le rat urine tous pendant à peu près la même durée : 21 secondes. Ceci vient de ce que leur urètre est conçu de façon appropriée pour être un "organe capable de faire face au flux de liquide", expliquent les chercheurs.

L’équipe de recherche espère que cette conception efficace de la nature de vidange rapide des vessies pourra inspirer les ingénieurs, afin qu’ils conçoivent des systèmes pour les citernes et réservoirs, tout comme pour les tuyaux d’incendie et les sacs à dos emplis d’eau.

Des bébés aux animaux

"J’ai un bébé à la maison et je change ses couches plusieurs fois par jour, et c’est à ce moment-là que je me suis demandé quelle quantité d’urine aurait un éléphant" dit David Hu, l’auteur de l’étude.

Pour comparer les rythmes d’urination du royaume animal, Hu et ses collègues ont eu recours à deux sources dans lesquelles il est facile de trouver la faune : les zoos et Internet. L’équipe a visionné 28 vidéos d’animaux qui urinent sur Youtube, et a visité le Zoo d’Atlanta pour recueillir leurs propres vidéos de 16 animaux en train d’uriner, et collecter des échantillons d’urine dans des bouteilles de soda vides.

Les chercheurs ont trouvé que les animaux de moins de 3 kilogrammes, comme les petits rongeurs et les chauves-souris, ne pouvaient pas uriner par flux, au lieu de cela, ils urinent par séries de petites gouttes rapides. "Ils urinent en petites gouttes à cause de la forte viscosité et des forces capillaires. C’est comme d’uriner dans l’espace. Les souris et les rats se soulagent en moins de deux secondes. Les chauve-souris le font en une fraction de seconde".

Tandis que les animaux plus gros – des chèvres aux gorilles en passant par les danois – vont libérer des jets et des flaques d’urine là où ils sont, et que cela leur prend environ 21 secondes pour uriner. Hu ajoute qu’il a été surpris de constater qu’un animal aussi gros que l’éléphant se soulageait aussi rapidement qu’un chat, dont la vessie est vidée avec juste une petite cuillère (soit 5 millilitres) de liquide.

"C’est comme si on vidait une piscine et une baignoire en un temps identique" explique le scientifique. L’urètre d’un éléphant mesure un mètre de long. La pression du liquide à l’intérieur est la même qu’au fond d’une piscine de 92 cm de profondeur. Il urine à quatre mètres par seconde, ou au même volume par seconde que cinq pommeaux de douche. "Si l’urètre de l’éléphant était plus court, il urinerait pendant une période de temps plus longue et serait donc susceptible d’être à la merci de prédateurs" explique Hu.

Par ici la sortie

L’élément clé derrière ce phénomène est la longueur de l’urètre. Quand le corps d’un animal est plus gros, son urètre est plus long dans un ratio prévisible. "Tous les animaux ont des urètres qui ont un ratio qui a le même aspect : c’est-à-dire un ratio de la longueur sur la largeur qui est à 18", dit Hu. "Ceci est rare dans le monde animal. Habituellement, les parties du corps changent relativement à leur taille, comme les yeux et le cerveau."

Avec un urètre plus long, les effets de la gravité augmentent, ce qui créé plus de pression dans la vessie et pousse l’urine plus rapidement vers l’extérieur, expliquent les chercheurs. Isaac Newton ne pensait sans doute pas que sa théorie de la gravité aurait pu s’appliquer à un domaine aussi trivial que l’urine des animaux. Ces résultats sont d’ailleurs en contradiction avec les études passées qui indiquaient que le flux d’urine est contrôlé par la pression de la vessie générée par contraction musculaire.

Les résultats de leur étude publiée dans le journal Proceedings of the National Academy of Sciences [1], montrent que l’urètre est simplement un conduit entre la vessie et l’extérieur. Hu et ses collègues chercheurs pensent que ce système biologique efficace pourrait être utile dans le monde de l’ingénierie, et pourrait même être amélioré.

"Nous avons réalisé que ce phénomène n’avait pas de taille limite" dit Hu. "Les animaux l’utilisent pour des vessies de 5 millilitres ou de 18 litres, mais il n’y a pas de raisons qu’il ne puisse pas être élargi à des systèmes plus grands tels que les piscines."

Références :

[1] P. J. Yang, J. Pham, J. Choo, D. L. Hu. Duration of urination does not change with body size. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2014.


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