Wyjątkowość żuwaczek odkryta, czyli dlaczego mrówki gryzą tak mocno?

Wyjątkowość żuwaczek, dlaczego mrówki gryzą tak mocno

Jeśli zastanawialiście się, jak coś tak małego jak mrówka, może doprowadzić do wielkiego bólu, najpierw przebijając skórę, a następnie wstrzykując swój kwas mrówkowy, to naukowcy mają na to wyjaśnienie. Zbadali bowiem żuwaczki mrówki tak dokładnie, że poznali odpowiedź na to, dlaczego mrówki gryzą tak mocno.

Wspólny wysiłek zespołu naukowców z University of Oregon i Pacific Northwest National Laboratory zaowocował pracą godną publikacji w dzienniku Scientific Reports i trudno się temu dziwić. Po zbadaniu żuwaczek mrówki tym badaczom udało się odpowiedzieć na pytanie, co dokładnie jest odpowiedzialne za to, że te mrówki tak skutecznie gryzą.

Czytaj też: Sztuczna inteligencja nie ma praw patentowych. Dowodzi tego niedawny wyrok sądu

Tyczy się to jednak nie tylko nich, a tak naprawdę większości innych insektów, których aparaty gębowe mają tak skuteczne w działaniu żuwaczki, czyli np. skorpionów. Ich żuwaczki są twarde – to powszechnie znany fakt, ale na pierwszy rzut oka nie powinny być aż tak twarde i wytrzymałe. Buduje je głównie połączenie białek i mikrowłókien chitynowych, a choć chityna sama w sobie jest twarda, to znacznie większe możliwości zyskuje po połączeniu z innymi materiałami.

Konkretnie ułożony w skali atomowej cynk. Oto powód, dlaczego mrówki gryzą tak mocno

Przykładem tego jest węglan wapnia, który razem z chityną buduje skorupy krabów, ale też cynk. Już osiem procent tego pierwiastka wystarcza, aby chityna stała się twarda i wytrzymała, dzięki czemu może budować ostre struktury, jak np. żuwaczki mrówki. To właśnie m.in. je wzięli pod mikroskop wspomniani naukowcy, chcąc zmierzyć ich twardość, elastyczność, odporność na ścieranie czy graniczną wytrzymałość na pękanie.

Czytaj też: Radioaktywne nano-diamentowe baterie będę mogły przetrwać nawet 28 000 lat

Dzięki temu dowiedzieli się więcej o tym, jak działają i jak można stworzyć na ich podstawie na większą skalę. Osiągnięto to poprzez badanie żuwaczek w skali atomowej z wykorzystaniem tomografii, co wiązało się z wykorzystaniem mikroskopu jonowego i poddaniem próbek działaniu laserów lub impulsów wysokiego napięcia. Dzięki temu naukowcy mogli dokonać pomiarów składu chemicznego w skali około dziesiątej nanometra.

Czytaj też: Każdy punkt na tej fotografii to osobna gwiazda. Oto efektowne zdjęcie gromady kulistej

To pozwoliło naukowcom zmapować poszczególne atomy na żuwaczkach mrówki, co z kolei doprowadziło do odkrycia, że cynk wbrew wcześniejszym oczekiwaniom nie gromadzi się w guzki w skali nano. W rzeczywistości jego atomy pozostawały równomiernie rozłożone i to właśnie dzięki temu żuwaczki mrówek są znacznie ostrzejsze. W porównaniu do naszych, ludzkich zębów, wymagają jedynie 60% siły (lub mniejszej), żeby przebić poszczególne materiały. To czyni je bardziej wydajnymi.