Acorazado diabólico: el escarabajo que puede resistir (casi) cualquier cosa que se le arroje



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Él concha del tortugas, las espinas del Rizado o las escaleras de pangolines no están a la altura de la capacidad protectora de las élites de este pequeño escarabajo nativo de las zonas desérticas de la costa oeste de Estados Unidos.

El nombre científico (Floeodi
diabolicus) y su nombre común (escarabajo diablo blindado) dan pistas sobre algunas características especiales de este miembro de la familia Zopherinae, escarabajos que comparten la característica de tener un exoesqueleto especialmente blindado.

Tiene las alas atrofiadas, pero lo cierto es que ni siquiera necesita volar para escapar del ataque de sus pocos depredadores. Todo su cuerpo y, lo que es más importante, sus élitros (alas delanteras rígidas que cubren las alas flexibles de los escarabajos) están construidos de tal manera que pueden soportar golpes y pesos mortales para la mayoría de sus congéneres.



Expertos en ciencia de materiales de diversos centros especializados de Estados Unidos y Japón han investigado a fondo la resistencia del diabólico acorazado con el objetivo de descubrir posibles soluciones en ingeniería y aeronáutica. Los resultados de este trabajo fueron publicados esta semana en la revista
Naturaleza
.

Las características biológicas del diabólico acorazado han sido ampliamente estudiadas en los últimos años, pero ahora “se han utilizado microscopía avanzada, espectroscopía y pruebas mecánicas. en el sitio, para identificar los diseños arquitectónicos multiescala dentro del exoesqueleto de este escarabajo y examinar la respuesta mecánica y los mecanismos de endurecimiento resultantes ”, explican los autores en el resumen de su artículo científico.

Detalle microscópico de la estructura de un escarabajo diablo élitros blindados, con el área de unión en el centro

Detalle microscópico de la estructura de un escarabajo diabólico acorazado élitro, con la zona de unión en el centro (Jesús Rivera / AP)




«Resaltamos [la existencia, en el cuerpo de este escarabajo de] una serie de suturas interdigitadas, cuya geometría elipsoidal y microestructura laminada garantizan el enclavamiento mecánico y el endurecimiento en tensiones críticas, evitando fallas catastróficas ”, señalan los autores con terminología propia de la ciencia de materiales.

Diseñado para aprender de la naturaleza, este equipo científico dirigido por David Kisailus, de la Universidad de California, Estados Unidos, indica que las observaciones del diabólico acorazado “podrían aplicarse en el desarrollo de materiales duros, resistentes al impacto y al aplastamiento; además de combinar diferentes materiales «.

El escarabajo diablo blindado tiene un exoesqueleto que es una de las estructuras más duras y resistentes al aplastamiento conocidas en el reino animal.

El escarabajo diablo blindado tiene un exoesqueleto que es una de las estructuras más duras y resistentes al aplastamiento conocidas en el reino animal. (EP)

“La unión mecánica, la soldadura convencional y la unión adhesiva son algunos ejemplos de las técnicas utilizadas en la actualidad, pero cada uno de estos métodos presenta una serie de problemas, como la formación de concentradores de tensión o la degradación bajo exposición. ambiente, reduciendo la fuerza y ​​causando fallas prematuras ”, dicen los autores.

El conocimiento adquirido al observar de cerca a este pequeño escarabajo ya es útil para aplicaciones de material de laboratorio: “Hemos demostrado esta posibilidad al crear suturas entrelazadas a partir de compuestos biomiméticos que muestran un aumento considerable en la tenacidad en comparación con una junta de ingeniería de uso común. ”, Indiquen los autores en su artículo en la prestigiosa revista científica.




Una fortaleza natural

Los autores del estudio ahora publicado señalan que la razón por la que algunas especies han desarrollado un cuerpo tan duro radica en la evolución de sus ancestros voladores, perdiendo agilidad a cambio de obtener un exoesqueleto más robusto y multifuncional que les permitía mucho mejor. almacenar agua como protección contra los depredadores.

Esta modificación se produjo fusionando y densificando sus élitros, cada una de las alas rígidas cubriendo las alas más ligeras de este tipo de insecto como un estuche, como el «caparazón» rojo de las mariquitas, según la agencia. Sincronizar.

Para sobrevivir, el Phloeodes diabolicus Recurre, en primer lugar, al camuflaje que le da su aspecto rugoso en comparación con su entorno natural, como la madera dura y la corteza de coníferas, donde finge estar muerto cuando detecta una amenaza.

Si el camuflaje no es suficiente, el acorazado diabólico tiene su resistencia física contra casi todos los tipos de ataques. Los autores del nuevo estudio pudieron comprobar que ante la agresión externa este escarabajo fortificado puede soportar una presión de 169 Newtons, es decir, «unas 39.000 veces su peso corporal, y significativamente mayor que la fuerza que puede soportar un ser humano adulto». generar presionando el pulgar y el índice juntos ”.



El equipo dirigido por David Kisailus comparó esta resistencia con la de otras especies de escarabajos con depredación similar, como el escarabajo del desierto o la muerte azul simulada (Asbolus verrucoso), que “mostró una rigidez inicial similar a la de Phloeodes diabolicus, pero fracturado con una tensión de alrededor del 50%, lo que sugiere una variación en la composición o las características de diseño dentro del exoesqueleto «, explican los autores del estudio científico.


Artículo de referencia científica:

Mecanismos de endurecimiento de los élitros del diabólico escarabajo blindado. Jesus Rivera, Maryam Sadat Hosseini, David Restrepo, Satoshi Murata, Drago Vasile, Dilworth Y. Parkinson, Harold S. Barnard, Atsushi Arakaki, Pablo Zavattieri David Kisailus Nature volumen 586, páginas 543-548 (2020)


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