Экскременты — продукты жизнедеятельности¶

Экскременты (от лат. excrementum — отброс, ненужный остаток) — конечные продукты жизнедеятельности живых организмов, представляющие собой отходы пищеварения и обмена веществ, выводимые из организма через специальные выделительные отверстия. У животных и человека экскременты образуются в толстом кишечнике, где из остатков пищи всасывается вода, и формируются в каловые массы, которые выводятся наружу в процессе дефекации.

¶Биологическая роль

Экскременты выполняют несколько ключевых функций в жизнедеятельности организмов:

• Выведение отходов обмена веществ — токсичные и ненужные организму вещества (мочевина, билирубин, соли тяжёлых металлов, продукты распада гемоглобина) выводятся наружу.
• Регуляция водного баланса — в толстом кишечнике из каловых масс реабсорбируется до 90% воды.
• Формирование микробиома — кишечная микрофлора участвует в синтезе некоторых витаминов (K, B12) и расщеплении клетчатки, а экскременты служат средой для передачи бактерий между особями.
• Экологическая функция — экскременты служат источником азота, фосфора и калия для почвы, участвуя в круговороте веществ в экосистеме.

¶Состав

Состав экскрементов млекопитающих, включая человека, включает:

Каловые массы формируются преимущественно из бактериальной биомассы, непереваренных остатков пищи, слизи, эпителиальных клеток и воды. Цвет определяется стеркобилиногеном — продуктом распада билирубина, который в толстом кишечнике превращается в стеркобилин, придающий калу характерный коричневый оттенок.

¶У разных организмов

¶У человека

У человека процесс дефекации контролируется сознанием и регулируется работой прямой кишки и анального сфинктера. Нормальная частота дефекации — от трёх раз в сутки до трёх раз в неделю. Характеристики кала (консистенция, цвет, запах) используются в медицине как индикатор состояния пищеварительной системы. По Бристольской шкале каловых масс различают семь типов консистенции, от твёрдых комков до жидкой кашицы.

¶У животных

Способы и особенности выделения экскрементов существенно различаются у разных групп животных:

• Травоядные (коровы, лошади, слоны) продуцируют значительные объёмы экскрементов — до 50 кг в сутки у крупного рогатого скота — из-за низкой усвояемости целлюлозы.
• Плотоядные выделяют более компактные экскременты с высоким содержанием белка и жира.
• Птицы не имеют мочевого пузыря, поэтому экскременты содержат мочевую кислоту в виде белого налёта (птичий помёт).
• Насекомые выделяют фекалии в виде сухих гранул (чёрные точки у тараканов, «медвежки» у жуков-скарабеев).

¶Экскременты в природе и хозяйственной деятельности

¶Копролиты

Окаменевшие экскременты, известные как копролиты, представляют палеонтологическую ценность: по ним изучают рацион и пищеварение вымерших животных, включая динозавров. Крупнейшие копролиты достигают 40 см в длину.

¶Навоз и компост

В сельском хозяйстве экскременты домашних животных (навоз) используются как органическое удобрение, содержащее азот, фосфор и калий. Компостирование — процесс контролируемого разложения органических отходов, включая фекалии, при котором микроорганизмы превращают их в стабильное гумусное удобрение.

¶Фекальные массы как источник энергии

В ряде стран экскременты используются для производства биогаза (метана) в анаэробных ферментах. В Индии и Китае традиционно сжигают сухой коровий навоз (гоббар) как топливо.

¶Копрология

Наука, изучающая экскременты животных, — копрология — применяется в зоологии для определения диеты, численности и ареала видов по оставленным фекалиям. По экскрементам хищников (волков, лис, медведей) ведётся учёт популяций. В криминалистике анализ фекалий используется для идентификации личности по ДНК.

¶Санитарно-гигиеническое значение

Необработанные экскременты человека и животных являются потенциальным источником патогенных микроорганизмов: возбудителей холеры, брюшного тифа, дизентерии, гельминтов. Контаминация источников воды фекалиями — основной механизм передачи фекально-оральных инфекций. В связи с этим в большинстве стран действуют санитарные нормы по утилизации фекальных масс, очистке сточных вод и обработке навоза.

Исторически проблема фекальной санитарии была одной из главных в урбанизированных обществах: массовые эпидемии XIX века в Лондоне, Париже и других городах привели к созданию систем канализации и водоочистки.

¶Источники

• Гиляров М. С. «Зоологический словарь»
• Хомченко Г. П. «Химия для поступающих в вузы»
• Бристольская шкала каловых масс (Bristol Stool Chart), University of Bristol, 1992
• Шилов В. Н. «Экология»
• Татаринов А. Г. «Нормальная физиология»