【自然科普】超級韌性!能承受自身重量3.9萬倍,車輪都碾不破,為何它擁有特殊能力?

天空之城 2020/10/23 檢舉 我要评论

在地球這個大家庭裡,自生命誕生的那一刻起,物種進化從未停止過,即便有不少物種因不適應惡劣環境,而被自然界所無情淘汰,成為了永遠的歷史,但是現在地球上仍然呈現一片繁榮,物種數量多得不計其數,由於所處環境不同和自身進化方向不同,不少物種進化出特殊能力和技能,為的就是能更好生存和繁衍下去,這真讓我們人類刮目相看了。

在海洋中,海洋物種「鋸鰩」天生就帶一把「鋸子」,成年後體長達5米,但鋸子長度可達兩米,它可以可以在海洋中橫衝直撞,就算是大白鯊估計也不敢與它正面衝突。一種被稱「貓毛蟲」的陸地小動物,趴在樹葉上,毛茸茸的看起來很是乖巧,很多人忍不住地想摸一樣,但它卻有毒,只要你摸它一下,或許會痛上12個小時。

當然,擁有特殊能力的動物並不止以上這些,一種小型動物外殼進化出超級韌性和強度,可以承受自身體重39000倍壓力,跟鋼鐵有得一比,更新了我們的認知,就算是被汽車車輪碾壓了,也能完好無損地走開,跟沒有事一樣的,看來我們不佩服它都不行了。說到這裡,是不是忍不住想知道它為何擁有如此超能力,居然比打不死的小強還厲害。

這是一種被外國專家稱為「鐵甲蟲」的小昆蟲,外文名Phloeodes diabolicus,由於可以忍受車輪碾壓,勾引起了科學家的好奇心,探索強度背後的秘密,來自普渡大學和加州大學爾灣分校的研究人員發現,惡魔鐵甲蟲竟能承受150牛壓力,而鐵甲蟲身上碾過,施力約100牛,外殼為何變得如此堅硬呢,裡面到底隱藏著什麼玄機?

在廣闊自然界中,存在多種甲殼蟲,若我們用手直接拿起任何一個小甲殼蟲,都有可能將它碰傷,然而比米粒大不了多少的鐵甲蟲就像一塊堅硬石頭一樣,就算是世界上最強壯的人,用拇指和食指盡力擠壓這只甲殼蟲,也不能把它怎麼樣,因為人手這兩個指頭擠壓力不超過40牛,而鐵甲蟲卻能承受約4倍擠壓力。

為解開謎團,研究人員使用了先進顯微鏡、光譜學和原位機械測試等鐵甲蟲超級殼進行了研究,果然發現了獨特結構,CT掃描的三維圖顯示,惡魔鐵甲蟲超級殼由兩片像鎧甲一樣的結構組成,然後在縫合線上結合起,縫合線向腹部延伸,有照片顯示,縫合線看起來就像拼圖遊戲一樣,鋸齒狀互相鎖定,將生物多個外骨骼片連接在一起,以防止被拉出。

鐵甲蟲擁有如此獨特結構呢?這是因為在數百萬年前,當大多數甲殼蟲還在享受自由飛行樂趣的時候,鐵甲蟲卻不再飛行,作為進化過程的一部分,將鞘翅融入背部,鞘翅再加上結締縫合線有助於昆蟲更均勻地分配作用力,就算縫合線破裂了,另一種保護機制也可使骨骼片緩慢變形,這樣可以防止突然釋放能量。

現在,惡魔鐵甲蟲被專家看成是一種神奇動物,專家希望通過研究它的超級殼結構,從而發明更堅硬輕質材料,在航空航太領域中,對材料要求非常高,不僅希望質量不是很大,還希望耐力足夠強,儘管現在已有多種航太材料,但是科學家們還是希望能發現一種耐力更強材料,而鐵甲蟲或許能夠給科學家帶來一些靈感。

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