3 декабря 2020, четверг, 08:30
VK.comFacebookTwitterTelegramInstagramYouTubeЯндекс.ДзенОдноклассники

НОВОСТИ

СТАТЬИ

PRO SCIENCE

МЕДЛЕННОЕ ЧТЕНИЕ

ЛЕКЦИИ

АВТОРЫ

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

Nosoderma diabolicum
Nosoderma diabolicum
Purdue University/Erin Easterling

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.

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. Фото: 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.

Обсудите в соцсетях

«Ангара» Африка Византия Вселенная Гренландия ДНК Иерусалим КГИ Луна МГУ МФТИ Марс Монголия НАСА РБК РВК РГГУ РадиоАстрон Роскосмос Роспатент Росприроднадзор Русал СМИ Сингапур Солнце Титан Юпитер акустика антибиотики античность антропогенез археология архитектура астероиды астрофизика бактерии бедность библиотеки биоинформатика биомедицина биомеханика бионика биоразнообразие биотехнологии блогосфера вакцинация викинги вирусы воспитание вулканология гаджеты генетика география геология геофизика геохимия гравитация грибы дельфины демография демократия дети динозавры животные здоровье землетрясение змеи зоопарк зрение изобретения иммунология импорт инновации интернет инфекции ислам исламизм исследования история карикатура картография католицизм кельты кибернетика киты клад климатология клонирование комары комета кометы компаративистика космос кошки культура культурология лазер лексика лженаука лингвистика льготы мамонты математика материаловедение медицина металлургия метеориты микробиология микроорганизмы мифология млекопитающие мозг моллюски музеи насекомые наука нацпроекты неандертальцы нейробиология неолит обезьяны общество онкология открытия палеоклиматология палеолит палеонтология память папирусы паразиты перевод питание планетология погода политика право приматы природа психиатрия психоанализ психология психофизиология птицы путешествие пчелы ракета растения религиоведение рептилии робототехника рыбы сердце смертность собаки сон социология спутники старение старообрядцы стартапы статистика такси технологии тигры топливо торнадо транспорт ураган урбанистика фармакология физика физиология фольклор химия христианство цифровизация школа экзопланеты экология электрохимия эпидемии эпидемиология этология язык Александр Беглов Алексей Ананьев Дмитрий Козак Древний Египет Западная Африка Латинская Америка НПО «Энергомаш» Нобелевская премия РКК «Энергия» Российская империя Сергиев Посад Солнечная система альтернативная энергетика аутизм биология бозон Хиггса вымирающие виды глобальное потепление грипп защита растений инвазивные виды информационные технологии искусственный интеллект история искусства история цивилизаций исчезающие языки квантовая физика квантовые технологии климатические изменения компьютерная безопасность компьютерные технологии космический мусор криминалистика культурная антропология культурные растения междисциплинарные исследования местное самоуправление мобильные приложения научный юмор облачные технологии обучение одаренные дети педагогика персональные данные подготовка космонавтов преподавание истории продолжительность жизни происхождение человека русский язык сланцевая революция физическая антропология финансовый рынок черные дыры эволюция эволюция звезд эмбриональное развитие этнические конфликты ядерная физика Вольное историческое общество Европейская южная обсерватория жизнь вне Земли естественные и точные науки НПО им.Лавочкина Центр им.Хруничева История человека. История институтов дело Baring Vostok Протон-М 3D Apple Big data Dragon Facebook Google GPS IBM MERS PayPal PRO SCIENCE видео ProScience Театр SpaceX Tesla Motors Wi-Fi

Редакция

Электронная почта: polit@polit.ru
Телефон: +7 929 588 33 89
Яндекс.Метрика Top.Mail.Ru
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003 года. Выдано министерством
Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и
средств массовой информации. Выходит с 21 февраля 1998 года.
При любом использовании материалов веб-сайта ссылка на Полит.ру обязательна.
При перепечатке в Интернете обязательна гиперссылка polit.ru.
Все права защищены и охраняются законом.
© Полит.ру, 1998–2020.