Как стреляют жуки-бомбардиры

Эволюция подарила жукам-бомбардирам уникальное средство защиты: в минуту опасности они стреляют из заднего конца брюшка горячей едкой жидкостью, причём благодаря подвижности брюшка могут даже более-менее точно прицеливаться в нападающего. Залп длится доли секунды и состоит из нескольких выстрелов, следующих очень быстро один за другим.

Разумеется, энтомологи давно узнали, как устроено брюшко бомбардиров: в нём есть две камеры, в которых хранятся реагенты, необходимые для химической атаки. Когда приходит время, вещества-предшественники смешиваются, в результате химических превращений реакционная смесь разогревается до 100°С и жидкость под давлением вылетает наружу. Однако многие детали этого удивительного оружия оставались от исследователей скрытыми – просто потому, что не было необходимых методов, которые позволили бы повнимательней изучить механику жучиной стрельбы.

Зато такие методы есть сейчас. Эрик Арндт (Eric Arndt) и его коллеги из Массачусетского технологического института использовали рентгеновское синхротронное излучение и скоростную камеру, делающую 2 000 кадров в секунду, что позволило в подробностях рассмотреть, как происходит выброс горячего пара из тела жука. Как мы уже сказали, реагенты у бомбардиров содержатся в двух соседних камерах: в одной – гидрохинон, в другой – перекись водорода. Камеры соединены каналом, по которому гидрохинон перетекает к перекиси.

Между ними происходит бурная реакция с повышением температуры, но вслед за температурой растёт и давление, и вот как раз из-за возросшего давления специальная мембрана закрывает канал между камерами. Вскипевшая жидкость вылетает наружу, давление падает, и мембрана съеживается, позволяя сделать ещё один выстрел. Механизм работает очень быстро, и невооружённым глазом разглядеть всё это, разумеется, никак было нельзя. Результаты исследований опубликованы в журнале Science.

Другие насекомые тоже, бывает, защищаются с помощью едких гидрохинонов, выбрасывая их во врага, но бомбардиры научились разогревать свой химикат, что позволяет выбрасывать его в пять раз быстрее, чем у других видов. Хотя время, проходящее между выстрелами, совершенно ничтожно, тем не менее, по словам авторов работы, «химический реактор» бомбардиров успевает немного охладиться, так что перегрев жукам не грозит.

Разумеется, у них есть и другие анатомические и физиологические уловки, повышающие эффективность оружия (например, стенки реакционной камеры не растягиваются, так что вся энергия по максимуму уходит в выстрел) и защищающие тело насекомого от возможного вреда. Между устройством химической пушки жуков и устройством некоторых двигательных установок есть некоторое сходство, но вот пригодятся ли наработки насекомых нашим инженерам, покажут время и дальнейшие эксперименты.

Автор: Кирилл Стасевич

Источник: nkj.ru

Оставаться в курсе всех наших новостей?

<div style="border:1px; width:450px; border-color:#701c1f; background-color:#F5F5F5; font-family:Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif"><div style="float:right; text-align:right"><a href="http://polit.pro"><img src="http://polit.pro/logo.png" height="15"/></a><br /><a href="<?if()?><?else?>/_nw/267/85882065.jpg<?endif?>" class="class1"><img src="/_nw/267/85882065.jpg" width="105" border="2"></a></div><b style="font-size:13px"><span style="color:#701c1f;">29 Мая 2015</span> - Как стреляют жуки-бомбардиры</b><br /><span style="font-size:11px"><a href="/news/1-0-8" title="Ещё материалы >>>" style="text-decoration:none; color:#000000"><div id="nativeroll_video_cont" style="display:none;"></div>Эволюция подарила жукам-бомбардирам уникальное средство защиты: в минуту опасности они стреляют из заднего конца брюшка горячей едкой жидкостью, причём благодаря подвижности брюшка могут даже более-менее точно прицеливаться в нападающего. Залп длится доли секунды и состоит из нескольких выстрелов, следующих очень быстро один за другим. <br /><br /> Разумеется, энтомологи давно узнали, как устроено брюшко бомбардиров: в нём есть две камеры, в которых хранятся реагенты, необходимые для химической атаки. Когда приходит время, вещества-предшественники смешиваются, в результате химических превращений реакционная смесь разогревается до 100°С и жидкость под давлением вылетает наружу. Однако многие детали этого удивительного оружия оставались от исследователей скрытыми – просто потому, что не было необходимых методов, которые позволили бы повнимательней изучить механику жучиной стрельбы. <br /><br /> Зато такие методы есть сейчас. Эрик Арндт (Eric Arndt) и его коллеги из Массачусетского технологического института использовали рентгеновское синхротронное излучение и скоростную камеру, делающую 2 000 кадров в секунду, что позволило в подробностях рассмотреть, как происходит выброс горячего пара из тела жука. Как мы уже сказали, реагенты у бомбардиров содержатся в двух соседних камерах: в одной – гидрохинон, в другой – перекись водорода. Камеры соединены каналом, по которому гидрохинон перетекает к перекиси. <br /><br /> Между ними происходит бурная реакция с повышением температуры, но вслед за температурой растёт и давление, и вот как раз из-за возросшего давления специальная мембрана закрывает канал между камерами. Вскипевшая жидкость вылетает наружу, давление падает, и мембрана съеживается, позволяя сделать ещё один выстрел. Механизм работает очень быстро, и невооружённым глазом разглядеть всё это, разумеется, никак было нельзя. Результаты исследований опубликованы в журнале Science. <br /><br /> Другие насекомые тоже, бывает, защищаются с помощью едких гидрохинонов, выбрасывая их во врага, но бомбардиры научились разогревать свой химикат, что позволяет выбрасывать его в пять раз быстрее, чем у других видов. Хотя время, проходящее между выстрелами, совершенно ничтожно, тем не менее, по словам авторов работы, «химический реактор» бомбардиров успевает немного охладиться, так что перегрев жукам не грозит. <br /><br /> Разумеется, у них есть и другие анатомические и физиологические уловки, повышающие эффективность оружия (например, стенки реакционной камеры не растягиваются, так что вся энергия по максимуму уходит в выстрел) и защищающие тело насекомого от возможного вреда. Между устройством химической пушки жуков и устройством некоторых двигательных установок есть некоторое сходство, но вот пригодятся ли наработки насекомых нашим инженерам, покажут время и дальнейшие эксперименты. <br /><br /> Автор: Кирилл Стасевич <br /><br /> Источник: nkj.ru <br /><br /> <iframe src="//www.facebook.com/plugins/follow?href=https%3A%2F%2Fwww.facebook.com%2Falexis.lushnikov&layout=standard&show_faces=true&colorscheme=light&width=450&height=80" scrolling="no" frameborder="0" style="border:none; overflow:hidden; width:450px; height:80px;" allowTransparency="true"></iframe>
		<script>
			var container = document.getElementById('nativeroll_video_cont');

if (container) {
				var parent = container.parentElement;

if (parent) {
					const wrapper = document.createElement('div');
					wrapper.classList.add('js-teasers-wrapper');

parent.insertBefore(wrapper, container.nextSibling);
				}
			}
		</script>
	</a></span></div>