Срочные новости раздела
Уникальное строение хитинового панциря позволяет американскому жуку пережить нагрузку в 39 000 раз больше его собственного веса

Уникальное строение хитинового панциря позволяет американскому жуку пережить нагрузку в 39 000 раз больше его собственного веса

Небольшой жук Nosoderma diabolicum способен выдерживать без вреда для себя воздействие большой силы. Его невозможно раздавить ногой, а недавно ученые дважды проехали по жуку на легковом автомобиле, но он всё равно остался жив. Исследователи выявили особенности строения хитинового панциря жука, обеспечивающие ему такую прочность.

Nosoderma diabolicum© Purdue University/Erin Easterling

Жук Nosoderma diabolicum был открыт еще в 1851 году. Он обитает в засушливых районах на западном побережье США. Его длина — около двух сантиметров. Жук известен под английским названием diabolical ironclad beetle, что можно перевести как «жук — дьявольский броненосец». Коллекционеры называют его также pin-bender — «сгибатель булавок». Они знают, что такого жука не проткнуть энтомологической булавкой. Чтобы закрепить экземпляр в коллекционном ящике, они вынуждены сначала просверливать его тонким сверлом и лишь затем вставлять булавку.

Надкрылья у него сросшиеся, так что летать этот жук не способен. Зато, в отличие от большинства жуков, чья жизнь длится несколько недель или месяцев, продолжительность жизни достигает семи-восьми лет. Отчасти это связано с прочностью его панциря, спасающего жука от раздавливания и от челюстей и клювов хищников.

Специалист по материаловедению Дэвид Кисайлус (David Kisailus) из Калифорнийского университета в Ирвайне и его коллеги провели ряд экспериментов и установили, что экзоскелет этого насекомого выдерживает силу, в 39 000 раз превышающую вес тела жука. Американские журналисты сопоставляют это с человеком, выдерживающим вес 40 танков «Абрамс М1», а английские — с весом около 280 двухэтажных автобусов.

Помогают в этом как форма хитинового панциря, так и его внутренняя структура. Плоская, а не выпуклая поверхность надкрылий жука способствует более равномерному распределению давления. Сами надкрылья состоят из сверхпрочного слоистого материала, богатого белком. Отдельные слои панциря могут треснуть под давлением, но это не приводит к разрушению всей хитиновой оболочки. Слои участвуют и в перераспределении нагрузки на другие части экзоскелета, так как надкрылья жука соединены с брюшными покровами, образуя своеобразные «боковые опоры», похожие на переплетенные пальцы. Рядом с жизненно важными органами жука переплетения верхней и нижней половины панциря располагаются особенно часто, почти как зубчики застежки-молнии, это соединение жесткое, панцирь здесь не сгибается под давлением. По мере продвижения к задней части панциря выступы верхней и нижней частей становятся реже, поэтому в этой зоне панцирь способен немного сжиматься, чтобы снижать давление.

 

Надкрылья Nosoderma diabolicum в разрезе © Jesus Rivera/UCI

Левое и правое надкрылья жука связаны намертво, причем шов между ними имеет особую форму, напоминающую соединение между кусочками паззла, что тоже добавляет жуку прочности. Выступы, образующие шов, содержат слои ткани, склеенные белками, и обладают высокой устойчивостью к повреждениям. Когда жук подвергается давлению, в белковом клее между слоями каждого выступа образуются крошечные трещинки. Эти небольшие заживающие повреждения позволяют выступам поглощать удары, не ломаясь полностью.

Дэвид Кисайлус намерен использовать технические находки жука для создания новых сверхпрочных материалов. «Мы очень довольны, потому что думаем, что сможем использовать такой дизайн в авиационной, автомобильной и спортивной отрасли», — говорит ученый.

Исследование опубликовано в журнале Nature   Источник: polit.ru

Источник: sci-dig.ru

Последние записи - Наука

самые читаемые новости

#Наука

Исследовательская группа под руководством директора Института трансляционной биомедицины, научного руководителя Клиники высоких медицинских технологий СПбГУ профессора Рауля Гайнетдинова выяснила, что
подробнее...

Избранные астрономические события месяца (время всемирное):
подробнее...

Ученые получили первые экспериментальные свидетельства существования четырехчастных топологических квазичастиц в неорганическом соединении — силициде кобальта (СoSi). Открытие может быть использовано
подробнее...

В ходе наблюдений в течение последних трех лет специалисты Национальной геологической службы США собрали многочисленные доказательства того, что штормы и ураганы помогают распространяться инвазивным
подробнее...

Палеонтологами описаны окаменелости неизвестного ранее вида древних рептилий из семейства эласмозаврид (Elasmosauridae) отряда плезиозаров — морских животных, отличавшихся удлиненной шеей.
подробнее...

Научная группа под руководством профессора кафедры кристаллографии Санкт-Петербургского университета Станислава Филатова обнаружила на Камчатке новый минеральный вид — петровит. Находку ученые назвали
подробнее...

Международный консорциум Telomere-to-Telomere, куда вошли ученые СПбГУ, опубликовал первую версию нового референсного генома человека. В ней впервые, при участии представителей Университета, удалось
подробнее...

Исследователи обнаружили, что представители одного вида муравьев проглатывают выделяемую из желез у них на брюшке муравьиную кислоты, чтобы защититься от бактерий, попадающих в организм с пищей или
подробнее...

Благодаря хорошей сохранности черепа бразильские ученые смогли воссоздать мозг одного из самых древних динозавров — Buriolestes schultzi. Открытие помогло пролить свет на поведение этих животных.
подробнее...

Когда вы стоите перед выбором – например, съесть на десерт мороженое или шоколадный торт, – и взвешиваете варианты, работают клетки мозга. Исследования на животных показали, что каждый вариант
подробнее...

Генетики расшифровали и сопоставили геномы современных яблок и их древних прародителей и выделили две тысячи ранее неизвестных генов, в том числе те, которые связаны со вкусом яблок, их хрустящестью и
подробнее...

После занявшей семь лет реконструкции в Великобритании снова начал действовать реактор термоядерного синтеза MAST ( Mega Ampere Spherical Tokamak ), расположенный в Центре термоядерной энергии в
подробнее...

Ученые из Школы ветеринарной медицины Калифорнийского университета в Дейвисе  экспериментально доказали , что один из видов собачьих клещей при повышении температуры воздуха переключается на
подробнее...

Ученые обнаружили механизмы, ответственные за возникновение рака. Оказалось, гены, связанные с болезнью, заставляют нормальные клетки бороться с окислительным стрессом и производить нуклеотиды — это
подробнее...

Ученые из Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова (МГУ) и Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого впервые установили, как изменяется бактериальная
подробнее...

Группа исследователей, куда вошли ученые СПбГУ, впервые показала, что особые фибриллярные белки амилоиды содержатся в растениях — они отвечают за «консервацию» питательных веществ внутри семян.
подробнее...

Шесть экземпляров неизвестного ранее вида древних членистоногих с хорошо сохранившимися мягкими частями  были найдены  в геологической формации Юаньшань в провинции Юньнань на юге Китая. Они
подробнее...

Международная группа палеонтологов  описала  древний вид земноводных, который хватал жертву, резко выбрасывая свой язык. Хотя найденным в янтаре останкам этих животных всего 99 миллионов лет,
подробнее...