众所周知,庞巴迪甲虫会以一种防御机制的形式将热液体排出,但生物学家现在只知道他们是如何做到的。这种强大的化学攻击可以杀死昆虫,驱逐小动物,甚至伤害人类。
通过与过氧化氢的反应,苯喹酮过热至沸水的温度。这种热量有助于驱逐热液体,从而形成有害性化学物质的脉动射流。昆虫释放的大部分化学物质在与空气接触时会蒸发,留下了“弹出”的噪音和独特的烟雾云。
甲虫利用一种产生喷气机的方法,导致液体比其他昆虫的类似机制要热得多。该流的速度也比自然界中通常的速度快五倍。
凸甲虫在其腹部产生化学爆炸,产生热量,并将刺激性液体推向预期的靶标。生物学家想知道昆虫的长度仅半英寸 - 可以承受这样的过程。
马萨诸塞州理工学院(MIT)的研究人员使用高速同步加速器X射线成像检查了庞巴迪甲虫的内部工作,该成像记录了视频的每秒2,000帧,使研究人员可以以极端慢运动的方式观看昆虫内部的过程。
“几十年来,尚未理解庞巴迪甲虫如何实现喷雾脉动作为化学防御的复杂机制,因为以前仅使用了外部观察,”说。
昆虫中的一对腔室被瓣膜和柔性膜隔开,产生爆炸性反应。一个腔室固定在前体化学上,而第二腔则充当爆炸室。在将反应物引入第二腔室后,发生爆炸,添加的压力关闭阀门。释放热液体后,降压关闭阀门,并重新打开阀,重复该过程,从而导致脉动流。
研究人员发现,爆炸室包括一种加强结构,可降低吸收热量并最大程度地减少拉伸。调查人员发现,防御机制的特殊部位控制着喷射的方向。
除南极洲以外的每个大陆上都存在昆虫,部分原因是由于它们强大的化学防御能力,没有其他动物食用它们。
研究人员认为,这项研究可能会帮助其他人为人类设计爆炸性保护系统,或者可以用于设计包括火箭在内的各种车辆的新推进系统。
分析庞巴迪甲虫的显着防御能力是详细的在日记中科学。
照片:David Hill |Flickr