汽车都压不死的虫子,铁甲虫为何如此厉害?

如题所述

自身身体结构的特殊性。

2015年,在加州的 Jesus Rivera 和同事进行了科学实验。在柏油路上,将黑色的铁甲虫放在路边,然后让同事驾驶汽车进行碾压。令人震惊的是,甲虫没有被压死,还活着。约2厘米的昆虫被轿车碾压,还活着,没有刮伤,令人难以置信。 甲虫骨骼中不包含矿物质,只有几丁质和蛋白质等成分。

这种铁甲虫叫 Phloeodes diabolicus ,生活在北美的沙漠地区,潜伏在岩石下。这种甲壳虫像小型坦克,具有 坚硬外骨骼,抵抗食肉动物袭击,被旅行者踩踏,被汽车撞倒。

5年后 ,Jesus Rivera和同事们弄清楚了甲虫的秘密: 自然的进化使甲壳虫外骨骼可以承受自身39000倍的压力,相当于人扛起40辆M1 Abrams类型的主战坦克。

甲壳虫为什么能够承受外力?外骨骼结构是怎样的?

评估铁甲虫承受的力, Jesus Rivera 和同事们对外骨骼进行了测试,将结果与其他甲虫种类 进行比较。结果表明其他甲虫承受的最大外力小于 68 N,铁甲虫可达 149 N,为体重的 39000倍。

随后,进行了分析和微观结构表征。发现,铁甲虫外骨骼由天然的几丁质分子和蛋白质组成。

节肢动物外骨骼是种功能装甲,由三层组成:防水表皮层,角质层,里面的角质层。其中,两个内部角质层提供保护。角质层中,几丁质分子与蛋白形成纤维些纤维 以“螺旋”结构排列、使表皮具有微结构。具有韧性,吸收能量。虽然铁甲虫的角质层比其他厚,有助于 铁甲虫外骨骼吸收能量,不能解释韧性。

 Jesus Rivera 采用了光谱学、CT扫描研究铁甲虫外骨骼。结果发现,铁甲虫的鞘翅在韧性中有不可替代的作用。

鞘翅是前翅,坚硬,保护昆虫的脉状后翅。 在进化过程中, 铁甲虫失去飞行技能,鞘翅变得更坚硬,永久锁在一起,像盔甲提供保护,免受侵害。

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