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铁定甲虫的护体神技

2021-02-23张云广

知识窗 2021年1期
关键词:铰链抗压甲虫

张云广

甲虫是一种古老的物种,早在恐龙称霸地球之前就已经活跃在生物圈了。它们的前翅已经变成坚硬的鞘翅,这种鞘翅即背甲以丧失飞行功能为代价,换来具有實际飞行功能的后翅,以及对身体其他部位的保护。

甲虫的种类繁多,大小不同,形态各异,但若设立一个背甲硬度最强排名榜的话,铁定甲虫“铁定”名列前茅。

铁定甲虫大都生活在北美大陆西海岸的丛林中,那里有丰富的老旧树皮资源。真菌把菌丝送入树皮深处,铁定甲虫就把这富含营养的菌丝作为自己的美味,藏身隐秘之所,大快朵颐,不问世事。

没有强大的颚,没有剧毒的针,没有以瞬间喷出的化学气雾,也没有飞行逃逸的能力,铁定甲虫的生存本领几乎都用在被动防御上。

诈死是铁定甲虫防御的策略之一。铁定甲虫的鞘翅外表凹凸不平,就像一小块天然岩石,再加上它还能将触角和腿部紧贴躯体,甚至能缩回初具凹槽特征的躯体中,更具貌似岩石的迷惑性,且降低外界之力破坏肢体的可能性。

以诈死求生毕竟要靠运气,真正意义上的防御还需要自身硬。

铁定甲虫属的十九种昆虫,每一种都是天生的抗压大师,其他动物的尖牙利爪不能将其穿透,人类的脚掌不能将其踩成扁形,即使是载重车辆也很难将其碾压致死,这得益于其身体的特定结构特征。

铁定甲虫的抗压能力极强得益于背甲下方的一个空腔。这个空腔中没有重要的脏器,几乎是为了抗压而存。当外界压力不是特别大时,空腔的体积在外力作用下会被压缩变小,但此时身体脏器不会受到伤害。

如果外界压力进一步增大,超出了铁定甲虫通过压缩空腔所承受的范围,它会突然进入硬核对抗模式。作为背部护体装甲的鞘翅,密度接近或者达到一克每立方厘米,是一般甲虫鞘翅密度的两倍,甚至更多倍。足够高的密度保证了它能够承受远超一般昆虫所能承受的外界力量。

除了密度上的优势,铁定甲虫在其背甲的“缝制”上颇有科学工艺水准。步行昆虫的背甲都由两块背部鞘翅,再加上中间连接鞘翅的铰链接缝组成。其中,铰链接缝是最脆弱易毁的部位。有别于很多甲虫只采用一个类似于衣服拉锁的主锁齿结构,铁定甲虫的锁齿有数个之多,这有效分散了外界压力。这种铰链是由富含蛋白质的层状微结构组成,在强压之下,层与层之间会出现空隙,以达到保护铰链锁齿的功效。这种复杂的结构更符合物理学抗压原理,具有坚不可毁的强度与韧度。

此外,在铁定甲虫的背甲和腹部护甲的连接之处,还存在着一种类似于弹簧的松散结构,可以发生形变,这在一定程度上可以帮助它卸去一些压力。

材质极其致密,构造极其科学,铁定甲虫的背甲断裂载荷一路飙升到150牛顿,可以承受其体重约4万倍的外力。而大部分同类甲虫的背甲断裂载荷只在40牛顿到70牛顿之间,被铁定甲虫甩开了好几条街。

“他强任他强,清风拂山冈;他横任他横,明月照大江。”被动防御的铁定甲虫颇像以深厚内功承受灭绝师太三掌之力而安然无恙的张无忌,任你啄抓碾压,我自分毫无伤。

飞行,我所欲也;防御,亦我所欲也。二者不可兼得,舍飞行而强防御也。铁定甲虫舍弃了飞行能力而成全了自己的“金刚不坏之体”,把“护体神技”修炼到登峰造极的境界,成为生物界一个不惧外力的硬核传奇!

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