الخنفساء المدرعة | خنفساء مقاومة للدهس والسحق

الخنفساء المدرعة  تشبه دبابة صغيرة على ستة أرجل. تبدو الخنفساء المدرعة وكأنها صخرة – وهي غير قابلة للكسر تقريبًا. بفضل الروابط المعقدة بين أجزاء مختلفة من الهيكل الخارجي للحشرة ، يمكن لهذه الخنفساء شديدة التحمل أن تصمد أمام سيارة – ان هذا الاسم الدارج خنفسه وتختلف المنزلية منها عن هذه الخنفساء المدرعة – خنفساء هيكلها يتحمل اضعاف هذا الوزن – صور خنفساء المدرعة تظهر قوة هذا الهيكل الخارجي. الهيكل الخارجي المتين لهذه الحشرة قاسي للغاية لدرجة أن الخنفساء يمكنها البقاء على قيد الحياة عند دهسها بالسيارة ، والعديد من الحيوانات المفترسة من أعداء هذه الخنفساء لا تحظى بفرصة لفتح واحدة. هيا بنا لفك شفرة هذا الدرع الرهيب لنرى شفرة الطبيعة.

تحليلات الصور المجهرية للخنفساء المدرعة

الخنفساء المدرعة كشفت تحليلات الصور المجهرية والنماذج المطبوعة ثلاثية الأبعاد والمحاكاة الحاسوبية لدرع الخنفساء عن أسرار قوتها. أفاد باحثون في دورية نيتشر يوم 22 أكتوبر أن الهياكل المتشابكة بإحكام والتي تمتص الصدمات والتي تربط أجزاء من الهيكل الخارجي للخنفساء تساعدها على النجاة من قوى التكسير الهائلة. يمكن أن تلهم هذه الميزات تصميمات جديدة وأكثر ثباتًا لأشياء مثل الدروع الواقية للبدن والمباني والجسور والمركبات.
صور خنفساء المدرعة – تتمتع الخنفساء المدرعة ، التي تعيش في المناطق الصحراوية في غرب أمريكا الشمالية ، ببدن واضح يصعب سحقه. يقول David Kisailus ، عالم المواد بجامعة كاليفورنيا ، إيرفين: “على عكس الخنفساء المعروفة ذات الرائحة الكريهة ، أو الخنفساء الناميبية ، التي تكون أكثر تقريبًا … فهي منخفضة على الأرض [و] مسطحة من فوق”. في تجارب الضغط ، وجد كيسيلوس وزملاؤه أن الخنفساء المدرعة يمكن أن تتحمل حوالي 39000 مرة من وزن جسمها. يمثل ذلك شخص يحمل وزن مكافئ ل 40 دبابة قتال M1 Abrams.

الهيكل المدرع للخنفساء المدرعة

داخل الهيكل المدرع  خنفسه المدرعة ، هناك ميزتان مجهريتان رئيسيتان تساعدانها على تحمل قوى التكسير. الأول عبارة عن سلسلة من الوصلات بين النصفين العلوي والسفلي من الهيكل الخارجي. يقول كيسيلوس: “يمكنك تخيل الهيكل الخارجي للخنفساء تقريبًا مثل نصفين من صدفة مبنية فوق بعضهما البعض”. حواف على طول الحواف الخارجية للصدفة العلوية والسفليه معًا.

تُظهر هذه القطعة من ظهر خنفساء مدرعة روابط على شكل بانوراما تربط الجانبين الأيسر والأيمن من هيكلها الخارجي. هذه النتوءات متشابكة بإحكام ولها مقاومة عالية للتلف ، مما يساعد على منح الخنفساء المدرعة متانة لا تصدق. لكن تلك الوصلات الممتلئة لها أشكال مختلفة عبر جسم خنفسه المدرعة. بالقرب من مقدمة الخنفساء ، حول أعضائها الحيوية ، الحواف شديدة الترابط – تقريبًا مثل أسنان السوستة. هذه الوصلات صلبة وتقاوم الانحناء تحت الضغط. من ناحية أخرى ، فإن الحواف الضامة بالقرب من مؤخرة الخنفساء ليست متشابكة بشكل معقد ، مما يسمح للنصفين العلوي والسفلي للهيكل الخارجي بالانزلاق إلى بعضهما البعض قليلاً. تساعد هذه المرونة الخنفساء المدرعة على امتصاص الضغط في منطقة من جسمها وأكثر أمانًا عند الضغط.

المفاصل الصلبة للخنفساء المدرعة

الميزة الرئيسية الثانية هي وجود مفصل صلب هذه الخنفساء تختلف عن الخنفساء السوداء، كأنه تمت خياطته ، تمتد بطول ظهر الخنفساء وتربط جانبيها الأيمن والأيسر. سلسلة من النتوءات ، تسمى الشفرات ، تتلاءم معًا مثل قطع أحجية الصور المقطوعة للانضمام إلى الجانبين. تحتوي هذه الشفرات على طبقات من الأنسجة ملتصقة ببعضها البعض بواسطة البروتينات ، وهي شديدة المقاومة للتلف والتمزق . عندما يتم سحق الخنفساء ، تتشكل شقوق صغيرة في غراء البروتين بين طبقات كل شفرة. هذه الكسور الصغيرة القابلة للشفاء تسمح للشفرات بامتصاص الصدمات دون الانكسار تمامًا ، كما يوضح جيسوس ريفيرا ، المهندس في جامعة كاليفورنيا في إيرفين.

الخنفساء مقاومة للحيوانات المفترسة

هذه الصلابة تجعل الخنفساء المدرعة مقاومة للحيوانات المفترسة. يقول كيسيلوس إن الحيوان قد يكون قادرًا على صنع وجبة من الخنفساء كوجبة الخنفساء السوداء عن طريق ابتلاعها كاملة. “ولكن الطريقة التي تم بناؤها بها ، من حيث الافتراس – دعنا نقول مثل طائر ينقر عليه ، أو سحلية تحاول مضغه – سيكون من الصعب حقًا كسر الهيكل الخارجي الخنفساء المدرعة “. هذا الهيكل الخارجي الصلب هو أيضًا مصدر إزعاج لهواة جمع الحشرات. يقول عالم الحشرات مايكل كاتيرينو Michael Caterino من جامعة كليمسون في ساوث كارولينا ، إن الخنفساء المدرعة تشتهر بين علماء الحشرات لكونها متينة للغاية لدرجة أنها تثني المسامير الفولاذية المستخدمة عادة لتركيب الحشرات لعرضها. لكن “علم الأحياء الأساسي لهذا الشيء ليس معروفًا بشكل خاص” ، كما يقول. “لقد وجدت أنه من الرائع” معرفة ما الذي يجعل الخنفساء غير قابلة للتدمير.
يضيف كاترينو أن إمكانية استخدام تصميمات مستوحاة من الخنفساء لطائرات أقوى وهياكل أخرى أمر مثير للاهتمام. ومع التنوع الرائع للحشرات في جميع أنحاء العالم ، من يدري ما قد تلهمه المخلوقات الأخرى يومًا ما بتصميمات هندسية ذكية. (سبحان الخالق المبدع)

ملخص علوم | الخنفساء الحديدية الشيطانية

الخنفساء الحديدية الشيطانية، والمعروفة علميًا باسم Phloeodes diabolicus، هي حشرة رائعة ورائعة معروفة بقوتها ومرونتها غير العادية. موطن هذه الخنفساء هو جنوب غرب الولايات المتحدة وهي جزء من عائلة Zopheridae. وفيما يلي بعض الخصائص والميزات الرئيسية للخنفساء الحديدية الشيطانية:

الهيكل الخارجي الشبيه بالدرع

يأتي اسم الخنفساء من هيكلها الخارجي القوي بشكل لا يصدق، وهو قوي ومتين بشكل استثنائي. يبدو كما لو أن الخنفساء ترتدي بدلة مدرعة. يعمل هذا الهيكل الخارجي بمثابة حماية ضد الحيوانات المفترسة.

المرونة

على الرغم من هيكلها الخارجي القوي، إلا أن الخنفساء الحديدية الشيطانية تتميز أيضًا بالمرونة بشكل مدهش. ويرجع ذلك إلى الهيكل الفريد في هيكله الخارجي الذي يسمح له بمقاومة القوى الثقيلة بينما يظل قادرًا على الانحناء والتحرك.

الحماية من الحيوانات المفترسة

عندما تتعرض الخنفساء للتهديد، يمكنها “قفل” هيكلها الخارجي، مما يجعل من المستحيل تقريبًا على الحيوانات المفترسة، مثل الطيور أو الثدييات، سحقه بفكيها. آلية القفل هذه، جنبًا إلى جنب مع صلابة الخنفساء، تجعلها وجبة صعبة للحيوانات المفترسة المحتملة.

الموطن

توجد الخنافس الحديدية الشيطانية عادة في المناطق القاحلة في جنوب غرب الولايات المتحدة، بما في ذلك كاليفورنيا. غالبًا ما تتواجد في الخشب المتحلل، حيث تتغذى على الفطريات والمواد النباتية المتحللة.

دورة الحياة

تخضع هذه الخنافس لتحول كامل، بدءًا من البيض، ثم التقدم إلى مرحلتي اليرقات والعذارى قبل أن تظهر كبالغة.

النظام الغذائي

كما ذكرنا سابقًا، تتغذى الخنافس الحديدية الشيطانية بشكل أساسي على الفطريات والمواد النباتية المتحللة. إنها تلعب دورًا أساسيًا في النظام البيئي من خلال المساعدة في عملية التحلل.

أهمية البحث

لقد جذب الهيكل الخارجي الرائع للخنفساء انتباه العلماء والمهندسين. إنهم يدرسون هيكل الهيكل الخارجي للحصول على رؤى حول تطوير مواد أقوى وأكثر مرونة لمختلف التطبيقات، مثل الفضاء الجوي والبناء. باختصار، الخنفساء الحديدية الشيطانية هي حشرة مثيرة للاهتمام معروفة بمزيجها الفريد من القوة والمرونة، الأمر الذي ألهم الأبحاث في علوم وهندسة المواد.