一只螞蟻在地面漫無目的的走著,對前方的危險毫無所知,當走到一只甲蟲的領地時,這只甲蟲突然向其噴射出一股高溫毒霧,直至螞蟻再也不能逃出它的魔爪……這種甲蟲叫射炮步甲(Bombardier Beetles,Brachinini),也叫放屁蟲、投彈手甲蟲,其實也是電影《星河艦隊》中導彈蟲的原型。
圖片來源:電影《星河艦隊》
科學家早就知道射炮步甲的噴射機理,其腹部末端有兩個腺體,能夠產生具有攻擊性的分泌物,并在攻向敵人時,會發出“砰”的一聲。不過直到最近,科學家才在同步輻射X射線成像技術的幫助下“看到”活的射炮步甲的這一噴射過程。
Credit: Charles Hedgcock
射炮步甲的兩個腺體,分別分泌對苯二酚和過氧化氫。 當遇到危險時,腹部肌肉立即收縮,并打開一個名為內腔閥的結構,使兩種物質在一個含酶的小室里混合——這將發生劇烈的化學反應,生成褐色刺激性的1,4- 苯醌和水,并釋放大量的熱,瞬間可達100攝氏度以上,水立刻沸騰,壓力突然增大,可將刺激性物質由射炮步甲的腹部后方噴射出來,射向敵人。
同時,當發生反應時,一種稱為彈性膜的柔性結構不斷膨脹,關閉了內腔閥,阻止化合物的流動。當噴射出化合物時,腔內壓力下降,而閥門又將再次打開,完成新一輪的過氧化氫與對苯二酚的化學反應。
Credit: Charles Hedgcock
這一有意思的過程由麻省理工學院的科學家發現,并發表于最新一期的《Science》上。
研究人員稱,這一發現也可應用于渦輪增壓汽車發動機中,有望大大改善現有的技術。