В мире существует жук, который способен выдержать нагрузку, в 39 тысяч раз превышающую его собственный вес. То есть, если его переедет тяжелый автомобиль, с ним ничего страшного не произойдет. Максимум, что он сделает, — отряхнётся и пойдёт дальше по своим делам. Речь идет о жуках вида Nosoderma diabolicum, которые также известны как «броненосцы».
Ученые долго не могли понять, какая особенность строения их тела обеспечивает им такую прочность. Недавно найти ответ на этот вопрос удалось благодаря микроскопу и 3D-принтеру. Если скопировать особенности строения их тела, можно будет создать прочную обувь и даже автомобили.
Самые крепкие жуки
О необычных жуках и их особенностях было рассказано в научном издании Nature. Насекомые обитают в засушливых районах западного побережья США. Они окрашены в черный цвет и практически незаметны на коре деревьев и тем более на асфальте. Они безобидны для людей, но сами постоянно рискуют попасть в неприятности. Ведь они незаметны и то и дело могут попасть под ноги людей или колеса автомобилей. А если они оказываются на светлой поверхности, они становятся очень заметными и на них нападают птицы. Но благодаря своей прочности они не могут быть раздавлены и съедены птицами. По сути, эти «крепкие орешки» из дикой природы. Благодаря своей рекордной прочности, они живут до 8 лет.
Недавно ученые из калифорнийского города Ирвайн решили выяснить, какая именно особенность тела придает жукам удивительную прочность. Чтобы выяснить это, они вооружились микроскопом и наблюдали за изменением формы их тела при сдавливании. Каким именно образом это стало возможно не ясно, в они точно использовали компьютерную томографию. Эта технология позволяет буквально заглядывать внутрь организмов и предметов, поэтому в проведенном исследовании она очень даже пригодилась.
Посередине показано место крепления надкрыльев
Строение тела насекомых
Практически у всех летающих насекомых есть две пары крыльев. Первая пара называется надкрыльями и она гораздо жестче второй пары, которая и используется во время полета. Так вот, у жуков вида Nosoderma diabolicum надкрылья состоят из белков, которые придают им дополнительную прочность. Эти белки есть и в других частях насекомых, но в надкрыльях их на 10% больше. К тому же, первая пара крыльев скреплены между собой по центральной линии как детали пазла. Если сильно надавить на спину насекомого, две части надкрыльев начинают медленно расходиться, но при этом они не отделяются друг от друга. При этом нагрузка равномерно распределяется по телу и жук остается целым. Исследователи считают, что остальные летающие насекомые не способны выдержать и половины нагрузки, которую порой испытывают «броненосцы».
Чтобы проверить, действительно ли конструкция надкрыльев настолько сильно повышает прочность насекомых, ученые воссоздали ее на 3D-принтере. Оказалось, что необычное строение тела жуков действительно играет основную роль в их способности выдерживать большие нагрузки. Есть надежда, что новые знания помогут ученым создать конструкции, которые будут такими же прочными, как и эти жуки. Например, может появиться возможность сборки прочных автомобилей или обуви, которым не страшна большая нагрузка.
