Cum fălcile infuzate cu metal le dau unor furnici o mușcătură excepțional de ascuțită

Dacă ați simțit vreodată mânia unei insecte care mușcă sau înțepă, poate părea incredibil că ceva atât de mic poate tăia sau perfora atât de ușor pielea umană.

Oamenii de știință știau deja că unele părți ale corpului care străpung și tăie animalele mici sunt infuzate cu metale precum zinc și mangan, făcând părțile dure și durabile. Acum, un studiu publicat la 1 septembrie în Rapoarte științifice arată cum aceste apendice asemănătoare uneltelor formează muchii de tăiere dure și extrem de ascuțite.

Robert Schofield, un fizician la Universitatea din Oregon din Eugene, și colegii săi au folosit un microscop special pentru a examina „dinții” ascuțiți care căptușesc fălcile furnicilor tăietoare de frunze numite Atta cephalotesdezvăluind structura atomică a dinților (SN: 24.11.20). Echipa a descoperit că atomii de zinc au fost dispersați omogen, mai degrabă decât în ​​bucăți, într-un singur dinte. Această uniformitate permite furnicilor să crească lame mult mai subțiri, mai ascuțite decât în ​​materialele biomineralizate, cum ar fi fosfatul de calciu care se găsește în mod obișnuit în dinți sau combinația de carbonat de calciu și chitina carbohidrată din multe coji de artropode. Acest lucru se datorează faptului că „bucățile de mineral limitează cât de ascuțit poate fi unealta”, spune Schofield.

Echipa a testat o suită de proprietăți ale acestor materiale infuzate cu metal, cunoscute sub numele de biomateriale ale elementelor grele, în dinți de furnici, colți de păianjen, înțepături de scorpion și fălci de vierme marini, printre altele. Aceste structuri, deși mai ascuțite decât materialele biomineralizate, au o rezistență similară la deteriorare, a descoperit echipa. Dar părțile corpului fortificate cu metal sunt atât mai rigide, cât și mai durabile decât fălcile simple, înțepăturile și alte părți, având „genul de proprietăți pe care le doriți într-un cuțit sau un ac”, spune Schofield.

Echipa estimează că dinții infuzați cu zinc ai A. cefalote permiteți-i să pună și să taie folosind doar aproximativ 60 la sută din energia și masa musculară pe care ar fi altfel.

Făcând aceste instrumente ascuțite, sculptate cu precizie, furnicile și alte animale mici pot compensa mușchii lor minusculi, permițându-le să achiziționeze și să proceseze alimente care, în mod normal, ar fi dincolo de accesul lor.