Gândacul diabolic de fier poate supraviețui când este lovit de o mașină. Iată cum

Gândacul diabolic de fier este ca un rezervor minuscul pe șase picioare.

Exoscheletul robust al acestei insecte este atât de dur încât gândacul poate supraviețui când este lovit de mașini, iar mulți potențiali prădători nu au șansa de a deschide unul. Phloeodes diabolicus este practic sfărâmatorul naturii.

Analizele imaginilor la microscop, modelele imprimate 3-D și simulările pe computer ale armurii gândacului au dezvăluit acum secretele rezistenței sale. Structurile strâns interconectate și care absorb impactul care conectează bucăți din exoscheletul gândacului îl ajută să supraviețuiască unor forțe enorme de strivire, raportează cercetătorii în 22 octombrie. Natură. Aceste caracteristici ar putea inspira modele noi, mai robuste, pentru lucruri precum armuri, clădiri, poduri și vehicule.

Gândacul de fier diabolic, care locuiește în regiunile deșertice din vestul Americii de Nord, are o formă distinct, greu de strâns. „Spre deosebire de un gândac împuțit sau un gândac namibian, care este mai rotunjit… este jos până la pământ [and] este plat deasupra”, spune David Kisailus, om de știință în materiale la Universitatea din California, Irvine. În experimentele de compresie, Kisailus și colegii săi au descoperit că gândacul ar putea rezista de aproximativ 39.000 de ori greutatea propriei sale corp. Ar fi ca și cum o persoană ar duce pe umăr un teanc de aproximativ 40 de tancuri de luptă M1 Abrams.

În cadrul propriului corp asemănător unui rezervor al gândacului de fier diabolic, două caracteristici microscopice cheie îl ajută să reziste forțelor zdrobitoare. Prima este o serie de conexiuni între jumătățile superioare și inferioare ale exoscheletului. „Puteți să vă imaginați exoscheletul gândacului aproape ca două jumătăți de clape așezate una peste alta”, spune Kisailus. Crestele de-a lungul marginilor exterioare ale zăvorului superior și inferior se fixează împreună.

secțiune transversală a spatelui unui gândac de fier diabolic
Această felie a spatelui unui gândac diabolic de fier arată legăturile în formă de puzzle care leagă părțile stânga și dreaptă ale exoscheletului său. Aceste proeminențe sunt strâns interconectate și foarte rezistente la deteriorări, ajutând să ofere gândacului o durabilitate incredibilă.David Kisailus

Dar acele conexiuni crestate au forme diferite de-a lungul corpului gândacului. Lângă partea din față a gândacului, în jurul organelor sale vitale, crestele sunt foarte interconectate – aproape ca dinții fermoarului. Aceste conexiuni sunt rigide și rezistă la îndoire sub presiune.

Crestele conjunctive din apropierea spatelui gândacului, pe de altă parte, nu sunt interconectate atât de complicat, permițând jumătăților superioare și inferioare ale exoscheletului să alunece ușor unele pe lângă altele. Această flexibilitate ajută gândacul să absoarbă compresia într-o regiune a corpului care este mai sigur de strivit.

A doua caracteristică cheie este o articulație rigidă, sau sutură, care se întinde pe lungimea spatelui gândacului și leagă părțile stânga și dreaptă. O serie de proeminențe, numite lame, se potrivesc ca niște piese de puzzle pentru a uni cele două părți. Aceste lame conțin straturi de țesut lipite împreună de proteine ​​și sunt foarte rezistente la deteriorare. Când gândacul este strivit, se formează mici crăpături în lipiciul proteic între straturile fiecărei lame. Aceste fracturi mici, vindecabile, permit lamelor să absoarbă impacturile fără a se rupe complet, explică Jesus Rivera, inginer la UC Irvine.

Această duritate îl face pe diabolicul gândac de fier destul de rezistent la prădători. Un animal ar putea fi capabil să facă o masă din gândacul înghițindu-l întreg, spune Kisailus. „Dar felul în care este construit, în ceea ce privește alte pradări – să spunem ca o pasăre care o ciugulește sau o șopârlă care încearcă să-l mestece – exoscheletul ar fi foarte greu de spart.

Acel exterior dur este, de asemenea, o pacoste pentru colectorii de insecte. Gândacul diabolic de fier este notoriu printre entomologi pentru că este atât de fantastic de durabil încât îndoaie știfturile de oțel folosite de obicei pentru a monta insecte pentru a fi afișate, spune entomologul Michael Caterino de la Universitatea Clemson din Carolina de Sud. Dar „biologia de bază a acestui lucru nu este deosebit de cunoscută”, spune el. „Mi s-a părut fascinant” să aflu ce face gândacul atât de indestructibil.

Posibilitatea de a folosi modele inspirate de gândaci pentru avioane mai robuste și alte structuri este intrigantă, adaugă Caterino. Și cu varietatea splendidă de insecte din întreaga lume, cine știe ce alte creaturi ar putea inspira într-o zi proiecte inginerești inteligente.