物理学博士，科学传播者，Veritasium频道创始人。出生于澳大利亚，在加拿大长大，拥有悉尼大学物理学博士学位。频道订阅者超过1500万。
袋熊（Wombat）是生活在澳大利亚的一种有袋类哺乳动物，它们拥有一个令科学家和自然爱好者百思不得其解的特征——它们的粪便呈规整的立方体形状。这是已知自然界中唯一能产生方形粪便的动物。长久以来，人们对此提出了各种各样的解释。
最初的研究者们认为，方形便便的优势在于堆叠性能。由于没有圆润的侧面，这些方块不会随意滚动，可以稳固地堆放在岩石、原木等高处位置。这种特性对于一种需要通过粪便标记领地的动物来说，无疑具有巨大的实用价值。
想象一下，如果便便是圆的，放在岩石顶上很容易滚落——但方形便便可以稳稳地堆叠起来，像小砖块一样层层排列，让领地标记更加持久显眼。
棱角分明，堆叠稳定不滚动，适合放在高处岩石上作为醒目的领地标记，能长时间保持位置不变。
大多数动物的粪便形态，容易滚动和散落，放置在高处时无法保持位置，不适合精确的领地标记需求。
然而，这个看似合理的解释很快遇到了挑战。自然界中有大量依赖粪便标记领地的动物，从河马到犀牛，它们都用排泄物来宣示主权，但没有一种动物拥有如此棱角分明的粪便。如果方形只是为了方便堆叠，为什么其他动物没有演化出同样的能力呢？
在第一个假说被质疑之后，科学家们将目光转向了袋熊的消化系统本身。他们推测，也许袋熊拥有某种特殊形状的肠道——比如方形或矩形的肠段，或者在肛门处有一个正方形的括约肌，能够在粪便排出时将其塑形为立方体。
研究团队对袋熊的消化管道进行了仔细的解剖学检查，结果令人意外：袋熊既没有方形括约肌，也没有方形肠道。它们的消化管道与其他哺乳动物一样，基本上是圆形的管状结构。这个发现彻底推翻了"模具塑形"的简单假说。
科学家们满怀期待地剖开袋熊的肠道寻找答案，结果发现里面没有任何方形的结构。没有正方形的出口，没有方形的腔室——肠道本身是完全圆形的。
研究团队在解剖袋熊消化道时，仔细检查了从胃到肛门的每一段肠道，包括盲肠、结肠和直肠的形状与横截面。所有部分的横截面都呈圆形或椭圆形，没有任何一段呈现出方形或矩形的结构特征。
既然不是肠道的静态形状在起作用，那么方形便便的形成一定与某种动态过程有关——某种在消化过程中发生的特殊行为，而非器官本身的几何形状。这让科学家们不得不重新审视问题，寻找更深层的机制。
最终答案指向了袋熊的生存环境。袋熊生活在澳大利亚极其干燥的地区，这些地方的降雨量极低，水源极其稀缺。为了在如此恶劣的条件下生存，袋熊必须从食物中榨取每一滴可能获得的水分。
为了实现这一目标，袋熊的肠道演化出了一套特殊的肌肉系统。这套肌肉不像普通动物的肠道那样均匀地蠕动，而是以一种交替的方式收缩和舒张——像搓揉面团一样反复挤压肠道内容物。这种剧烈的挤压能够将食物残渣中的最后一滴水都挤出来，使粪便极度干燥，含水量远低于其他哺乳动物。
正是在这种极端的水分回收过程中，粪便被塑造成了方形。交替收缩的肌肉对肠道内容物施加了不均匀的压力，在不同的方向上产生不同程度的挤压，最终使得排出的粪便呈现出令人惊讶的立方体形状。
方形便便不是袋熊的"目的"，而是它们为了在干旱环境中生存、从食物中榨取最后一滴水所付出的代价——方形的几何形状只是这个极端水分回收过程的意外副产物。
在生物学中，许多看似"目的性"极强的特征实际上是其他适应性需求的副产品。袋熊的方形便便就是一个经典案例——自然选择并不是在"选择"方形便便，而是在选择"更高效的水分回收"，方形只是这一过程的附带结果。
Derek Muller在视频中用一个简单的橡胶带实验直观地演示了这一机制。他拿起一根普通的橡胶带，两手分别抓住两端，然后交替地捏紧和拉伸——就像袋熊肠道中交替收缩的肌肉那样操作。
取一根橡胶带，双手各持一端。然后交替地进行"捏紧"和"拉伸"的动作——左手捏紧时右手拉伸，右手捏紧时左手拉伸。观察橡胶带中间的部分，你会发现在交替的挤压和拉扯下，它逐渐呈现出方形或矩形的轮廓。
这个实验的原理在于：当两个方向上的力交替作用时，材料会在每个方向上经历压缩和拉伸的周期。对于袋熊肠道中的半固体粪便来说，这种交替的肌肉收缩使得粪便在不同方向上被不均匀地挤压，最终形成了具有明显棱角和相对平坦面的立方体形状。
当你亲眼看到一根简单的橡胶带在交替捏拉下变成方形时，你会恍然大悟——原来复杂的生物学谜题背后，隐藏着如此优雅简洁的物理原理。
这个模型完美地解释了为什么袋熊的粪便不是完美的正方体，而是带有一定圆角的立方体——因为肌肉的挤压并不是在刚性的模具中进行的，而是在柔软的、有一定弹性的肠道壁之间完成的。方形的棱角因肠道壁的弹性而略微钝化，但六个面的基本几何特征依然清晰可辨。
回顾整个故事，我们发现袋熊的方形便便并非为了任何"方形"的目的而演化出来。它不是为了方便堆叠领地标记而设计的工具，也不是方形肠道塑形的结果。方形的本质是一种副产物——是袋熊在极端干旱环境中为了榨取每一滴水分而演化出的超强肠道挤压系统的意外几何结果。
方形便便是为了领地标记而设计的——方形的便便可以稳固堆叠，不会滚落，方便袋熊在醒目位置留下气味信号。这个假说看似合理但无法解释为何其他标记领地的动物没有方形便便。
方形是干旱环境中极致水分回收的副产品。交替收缩的肠道肌肉反复挤压粪便以榨取最后一滴水，不均匀的压力分布造就了立方体的几何形状。领地标记的便利只是巧合。
这个故事给我们上了一堂生动的科学课：当我们观察到自然界中某种奇特的现象时，最直观的解释未必是正确的。科学家们需要反复验证假说、排除错误理论，才能逐步逼近真相。而真相往往比我们最初的猜测更加精妙——一个看似荒诞的生物学谜题，最终指向了一种深刻的生存适应策略。
袋熊的方形便便提醒我们：自然界中没有浪费。每一个看似古怪的特征背后，都可能隐藏着一段艰苦卓绝的生存故事。方形不是目的，活着才是。