semmi

Az ördögi páncélos bogarak szinte feltörhetetlenek - elütheti őket, megtapossa őket, vagy elgázolhatja őket egy autóval, és úgy futnak, hogy nem törik össze őket.

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 (Diablo de floeodes) 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.

Összefüggő: Ismerje meg a bogarakat: lenyűgöző példányok a londoni múzeumokból

Az entomológusok nagyon jól ismerik ezen akadályok keménységét. A páncélozott bogárminták felszerelésére, kiállítására és tárolására irányuló erőfeszítések gyakran fúratlan rovarral és egy halom hajlított acélcsappal végződnek - írták a tudósok új tanulmányukban, amelyet ma (október 21-én) tettek közzé a Nature magazinban.

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 33 font folyamatos erőket is képesek ellenállni. (15 kilogramm). Ez a vizsgálat szerint a bogarak testtömegének körülbelül 39 000-szerese volt, és több mint kétszerese annak az erőnek, amelyet a földi bogarak más fajai képesek elviselni.

Jigsaw csatlakozik

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 barázda kialakításban" áll össze, lehetõvé téve számukra az alsó szárnyak kíméletes kinyitását, bezárását és elengedését 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.

Az ördögi páncélos bogár keresztmetszete oldalirányú tartó rétegeket tár fel exoskeletonjában. (Kép jóváírása: David Kisalius)

Amikor a kutatók 3D-s mintákat nyomtattak a kirakós csatlakozások szilárdságának tesztelésére, azt találták, hogy az ötlapú varratok merevebbek voltak, és ellenálltak a nagyobb terheléseknek. A tudósok réteges mikrostruktúrákat is észleltek a pengék keresztmetszeteiben, amelyek tovább terelték a stresszt a legkiszolgáltatottabb részekről, megvédve a reteszelő puzzle-darabok keskeny "nyakát" a törések ellen, és a darabok szorosabban összetapadtak.

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.

"Ezt úgy demonstráljuk, hogy egymással összekötő varratokat készítünk biomimetikus vegyületekből, amelyek jelentősen megnövelik a szívósságukat a gyakran használt mérnöki kötésekhez képest" - írták a tudósok a tanulmányban.

Eredetileg a Live Science-en tették közzé.