A páncélos bogarak szinte feltörhetetlenek - elütheti őket, ráléphet, vagy elgázolhat egy autóval, és úgy futnak, hogy nem törik össze. A madarak, gyíkok és rágcsálók gyakran próbálják megenni, de ritkán sikerülnek. Ha elüt egy autó, a lény még mindig életben van. És itt rejlik a lány meglepő természete .
Most a tudósok tudják, miért ilyen elytra néven ismert bogarak külső szárnydobozai miért olyan kemények: zökkenőmentesen összekapcsolódó puzzle-darabok sorozatából állnak; ennek a "puzzle" kialakításnak a geometriája és belső szerkezete növeli a skarabeus páncéljának erejét.
A páncélos bogarak (Phloeodes diabolicus) körülbelül 15-25 milliméter hosszúak és Észak-Amerika nyugati részén található erdei élőhelyeken találhatók, ahol a fák kérge alatt élnek. Habár őseik repülni tudtak, a páncélos bogarak már régen elvesztették repülési képességeiket, és az elytra olvadók összeomlás ellen védő pajzsot képeztek.
 |
| a, A DIB (páncélozott bogár) képe. Mérlegrúd, 5 mm. b, Acélcsap képe, amelyet az elytra hajlított a DIB-től. Mérlegrúd, 5 mm. c, Repressziós erővel tesztelt bogarak reprezentatív erőváltási görbéi. Inset, dobozdiagramok, amelyek a normalizált legnagyobb terhelés átlagát és szórását mutatják (a bogár ereje/súlya); példányok száma N = 5. További kompresszióban tesztelt bogarak (fentről lefelé): E. grandicollis, A. verrucosus és C. muricata . Mérlegrudak, 5 mm. d-f, DIB keresztmetszet optikai mikrográfiái (d), megjelölve az érdekes interfaciális építészeti régiókat: mediális varratok (e) és oldalirányú tartók (f). g, a japán repülő bogár, a Trypoxylus dichotomus varrat keresztmetszetének könnyű mikrográfja . Inset, T. dichotomus elytra . Mérlegrúd, 10 mm. |
Az entomológusok nagyon jól ismerik ezen akadályok keménységét. A Nature folyóiratban megjelent új tanulmány szerint a páncélozott bogárminták felszerelésére, kiállítására és tárolására irányuló erőfeszítések gyakran fúratlan rovarral és egy halom hajlított acélcsappal zárulnak. .
| Páncélozott bogárminta |
A kutatók kompressziós teszteket hajtottak végre a bogarakon, hogy lássák, mekkora erőt tudnak elviselni ezek a pajzsok a törés előtt. Megállapították, hogy a "vas" bogarak akár 149 newton vagy 15 kilogrammos folyamatos erőket is képesek ellenállni. Ez a vizsgálat szerint a bogarak testtömegének körülbelül 39 000-szerese, és több mint kétszerese annak az erőnek, amelyet a földi bogarak más fajai képesek elviselni.
Fegyveres EXOSKELETON
Az ördögi páncélos bogár keresztmetszete oldalirányú tartó rétegeket tár fel exoskeletonjában. (Kép jóváírása: David Kisalius)
Az exoskeleton keresztmetszetének mikroszkópos elemzése olyan oldalirányú tartószerkezeteket mutatott, amelyek az elytra egyes részeit merevebbé tették, mint a többiek, hogy a súly egyenletesen oszlasson el a bogár hátán és megvédjék szerveit. És további megerősítés származott a varratból, ahol az elytra összeolvadt.
A páncélos bogár repülõ rokonaiban az elytra "nyelv és horony kialakításban" áll össze, és lehetõvé teszi számukra, hogy az alsó szárnyakat finoman kinyissák, becsukják és elengedjék a repüléshez - jelentették a kutatók. De a páncélos bogarakban az összeolvadt elytra, mint egy darab puzzle, egymásba illeszkednek a rovar hasa mentén. Ezen összekapcsolt darabok kiálló részei, az úgynevezett pengék, szintén elosztják a stresszt az exoskeletonon, megakadályozva annak repedését.
A tudósok réteges mikrostruktúrákat is észleltek a pengék keresztmetszeteiben, amelyek tovább terelték a stresszt a legkiszolgáltatottabb részektől, megvédve a reteszelő darabok keskeny "nyakát" a törések ellen, és a darabok szorosabban összetapadtak.
| A Phloeodes diabolicus vagy a páncélos bogarak példányai. WIKIMÉDIA KÖZÖS |
Annak a biológiai architektúrának a feltárása, amely szinte törhetetlenné teszi a páncélos bogár exoskeletonjait, segíthet a mérnököknek az ütésállóbb szerkezetek megtervezésében, és a kutatók ezt saját 3D-nyomtatott mintájukkal tesztelték.