Як стріляє жук-бомбардир
Стаття написана Павлом Чайкою, головним редактором журналу «Пізнавайка». З 2013 року з моменту заснування журналу Павло Чайка присвятив себе популяризації науки в Україні та світі. Основна мета як журналу, так і цієї статті – пояснити складні наукові теми простою та доступною мовою.
Чуйний електронний пристрій, налаштований на певний звук, дочекався, нарешті, потрібного сигналу і включив лампу-спалах та фотокамеру. Так з’явилася фотографія, на якій жук-бомбардир відображений в той момент, коли він випускає отруйний струмінь, здатний вразити його численних ворогів. Звідки б не підібрався ворог, згубний струмінь може бути спрямований точно на атакуючого. Для цього мускулатура жука влаштована так, що миттєво повертає «форсунку», розпилюючи отруйну речовину. Вона надійно захищає жука-бомбардира не тільки від мурах, але і від богомолів, павуків, жаб та мишей.
Лише павуки, які вміють плести особливо тонку павутину, не бояться грізної зброї. Вони знають, що легкі, невагомі нитки, обплутують жука, який потрапив в них та не запустять механізм виверження смертоносної рідини. Коли ж бомбардир досить заплутається в павутині і господар мережі наблизиться до нього, щоб пустити в хід свою паралізуючу отруту, жук вже не зможе в потрібний момент повернутися точно на необхідний кут, і струмінь пройде повз павука.
Кілька років тому був проаналізований хімічний склад тої речовини, що служить жуку-бомбардиру настільки універсальною зброєю від всіх ворогів. Виявилося, що у жуків є спеціальні залози, в яких запасається перекис водню і гідрохінон. У разі небезпеки в черевці жука скорочуються відповідні м’язи, і обидві ці речовини впорскуються в спеціальну камеру, де є речовини-ензими, що прискорюють окислення гідрохінону. В результаті реакції виходять бензохіони – продукти з сильним запахом, що викликають роздратування шкіри і слизової оболонки, а також кисень, який і викидає струмінь з «форсунки» черевця.
Вчені Корнельського університету припустили, що реакція такого типу повинна давати багато тепла. Проведені термодинамічні розрахунки показали, що його має вистачити для того, щоб закип’ятити викинутий струмінь. Надмініатюрний прилад – термістор – підтвердив правильність теоретичних обчислень: температура струменя жука-бомбардира дорівнювала 100 °С. Ці вимірювання підтвердили свідчення різних мандрівників, що неодноразово наводилися, які запевняли, що струмінь, що викидається гігантськими жуками-бомбардирами, гарячий. Раніше ці свідоцтва залишали без уваги, оскільки здавалося абсолютно неймовірним, щоб в живих істотах могла утворюватися кипуча рідина.
Мабуть, жаба, «спіймана» на цьому фото, отримала опік від струменя, «вистріленого» в її нижню щелепу жуком-бомбардиром, який спокійнісінько йде геть, перемігши величезного ворога.
Вчені зняли фільм про жука-бомбардира та його незвичайну зброю захисту. Прискорена зйомка – 3000 кадрів в секунду – дозволила побачити, що струмінь, що викидається жуком, який здається безперервним, насправді складається з серії порцій. Цим, очевидно, викликана і та обставина, що звук, який супроводжує його викид, теж складається з окремих «пострілів» – як при стрільбі з швидкострільного кулемета, причому проміжок між пострілами становить всього одну тисячну секунди. Висловлено припущення, що такий безперервний характер роботи викликаний тим, що в камеру, де відбувається реакція, час від часу додаються свіжі порції хімічних речовин, які охолоджують камеру і припиняють реакцію.
Автор: Павло Чайка, головний редактор журналу Пізнавайка
При написанні статті намагався зробити її максимально цікавою, корисною та якісною. Буду вдячний за будь-який зворотний зв'язок та конструктивну критику у вигляді коментарів до статті. Також Ваше побажання/питання/пропозицію можете написати на мою пошту pavelchaika1983@gmail.com або у Фейсбук.