Metalowe szczęki

Zdarzyło się Wam kiedyś zostać ugryzionym przez mrówkę? Jeśli tak, to mieliście też okazję poczuć, jak działa mrówczy jad. Jednym z jego głównych składników jest kwas karboksylowy, z tego właśnie powodu nazwany kwasem mrówkowym.

Ale jeśli nie zapuściliście się na drugą stronę Atlantyku, prawdopodobnie nie ugryzła Was pewna mrówka – grzybiarka parasolowa (Atta cephalotes). A właśnie szczęki tego owada stały się przedmiotem zainteresowania w niedawnej publikacji w „Scientific Reports”. Dlaczego? Ponieważ są one bardzo ciekawym przykładem materiału biologicznego wzmocnionego metalem. Jeśli komuś od razu kojarzy się “Buźka” z filmów o Bondzie, to uspokajam: nie jest to ten poziom wzmocnienia, ale…

Wiadomo od dawna, że niektóre zwierzęta, takie jak właśnie grzybiarki, mają w szczękach metale, takie jak cynk czy mangan. Zapewnia to im większą wytrzymałość i ostrość. Ale dopiero niedawno przebadano dokładniej rozkład metalu w tych organach oraz ich parametry mechaniczne. Okazało się, że rozkład jest zupełnie inny niż w przypadku kości czy zębów, w których metale takie jak wapń tworzą stosunkowo duże¹Powyżej 100 nm “grudki” otoczone tkanką biologiczną. W analizowanych szczękach²Czy innych “organach tnących atomy metalu rozłożone są równomiernie w całej tkance. Co to oznacza w praktyce?

Przy zachowaniu takich samych lub nawet lepszych właściwości mechanicznych, jak tradycyjne materiały biomineralizowane, tkanki z równomiernie rozłożonymi atomami metali mogą przyjmować znacznie dokładniej kontrolowane kształty. Oznacza to między innymi dużo wyższą ostrość niż ta, którą mogą osiągnąć zwykłe zęby. Badacze obliczyli, że dzięki takiej konstrukcji tkanek, mrówce na przegryzienie jakiegokolwiek materiału wystarcza 60% energii którą musiałaby w to włożyć w innym wypadku.

Czyż natura nie jest fascynująca? Ciekawe, czy tak, jak nauczyliśmy się architektury od pszczół, nauczymy się też więcej na temat wytrzymałości materiałów od mrówek?

Źródła:

https://www.nature.com/articles/s41598-021-91795-y

https://www.sciencenews.org/article/ants-metal-infused-sharp-jaws-biology

Zainteresowało Cię to, co czytasz? Chcesz wiedzieć więcej? Śledź nas na Facebooku, i – pozwól, że wyjaśnię!