Как стреляет жук-бомбардир
Статья написана Павлом Чайкой, главным редактором журнала «Познавайка». С 2013 года, с момента основания журнала Павел Чайка посвятил себя популяризации науки в Украине и мире. Основная цель, как журнала, так и этой статьи – объяснить сложные научные темы простым и доступным языком
Чуткое электронное устройство, настроенное на определенный звук, дождалось, наконец, нужного сигнала и включило лампу-вспышку и фотокамеру. Так появилась фотография, на которой жук-бомбардир запечатлен в тот момент, когда он выпускает ядовитую струю, способную поразить его многочисленных врагов. Откуда бы ни подобрался враг, губительная струя может быть направлена точно на атакующего. Для этого мускулатура жука устроена так, что мгновенно поворачивает «форсунку», распыляющую ядовитое вещество. Оно надежно защищает жука-бомбардира не только от муравьев, но и от богомолов, пауков, лягушек и мышей.
Лишь пауки, умеющие плести особо тонкую паутину, не страшатся грозного оружия. Они знают, что легкие, невесомые нити, опутывающие попавшего в них жука, не запустят механизм извержения смертоносной жидкости. Когда же бомбардир достаточно запутается в паутине и хозяин сети приблизится к нему, чтобы пустить в ход свой парализующий яд, жук уже не сможет в нужный момент повернуться точно на необходимый угол, и струя пройдет мимо паука.
Несколько лет назад был проанализирован химический состав того вещества, что служит жуку-бомбардиру столь универсальным оружием от всех врагов. Обнаружилось, что у жуков есть специальные железы, в которых запасается перекись водорода и гидрохинон. В случае опасности в брюшке жука сокращаются соответствующие мускулы, и оба эти вещества впрыскиваются в специальную камеру, где есть вещества-энзимы, ускоряющие окисление гидрохинона. В результате реакции получаются бензохиионы — продукты с сильным запахом, вызывающие раздражение кожи и слизистой оболочки, а также кислород, который и выбрасывает струю из «форсунки» брюшка.
Ученые Корнельского университета предположили, что реакция такого типа должна давать много тепла. Проведенные термодинамические расчеты показали, что его должно хватить для того, чтобы вскипятить выбрасываемую струю. Сверхминиатюрный прибор — термистор — подтвердил правильность теоретических вычислений: температура струи жука-бомбардира оказалась равной 100°С. Эти измерения подтвердили неоднократно приводившиеся свидетельства различных путешественников, которые уверяли, что струя, выбрасываемая гигантскими жуками-бомбардирами, горячая. Раньше эти свидетельства оставляли без внимания, поскольку казалось совершенно невероятным, чтобы в живых существах могла образовываться кипящая жидкость.
Видимо, лягушка, «пойманная» на этом фото, получила ожог от струи, «выстреленной» в ее нижнюю челюсть жуком-бомбардиром, который преспокойно уходит прочь, победив огромного врага.
Ученые сняли фильм о жуке-бомбардире и его необычном оружии защиты. Ускоренная съемка — 3000 кадров в секунду — позволила увидеть, что струя, выбрасываемая жуком, которая кажется непрерывной, на самом деле состоит из серии порций. Этим, очевидно, вызвано и то обстоятельство, что звук, сопровождающий ее выброс, тоже состоит из отдельных «выстрелов» — как при стрельбе из скорострельного пулемета, причем промежуток между выстрелами составляет всего одну тысячную секунды. Высказано предположение, что такой прерывный характер работы вызван тем, что в камеру, где происходит реакция, время от времени добавляются свежие порции химических веществ, которые охлаждают камеру и приостанавливают реакцию.
Автор: Павел Чайка, главный редактор журнала Познавайка
При написании статьи старался сделать ее максимально интересной, полезной и качественной. Буду благодарен за любую обратную связь и конструктивную критику в виде комментариев к статье. Также Ваше пожелание/вопрос/предложение можете написать на мою почту pavelchaika1983@gmail.com или в Фейсбук, с уважением автор.