Для начала сразу уточним, что жук-бомбардир - это собирательный образ для более чем 500 видов насекомых из семейства жужелиц. В отличие от мух, бабочек, стрекоз и других летающих насекомых, жук-бомбардир лишен возможности мгновенно взмахнуть крыльями и скрыться от нападающего на него хищника. Поэтому, чтобы не стать чьим-то ужином в огромном микромире, у мало примечательного жучка припрятан огнемет, из которого в любой момент может вырваться струя токсичной жидкости с температурой 100 ⁰С!
Выбрасывать отпугивающую жидкость могут многие жуки. Но внутри их брюшка не происходит никакой реакции - ни нагревания до высокой температуры, ни значительного давления.
Химическую лабораторию у жука-бомбардира ученые обнаружили еще в 2015 году с помощью рентгеновской съемки.
Для проведения атаки у жука в брюшке всегда наготове две железы, которые вырабатывают смесь самого обычного пероксида водорода и гидрохинона, который человек использует для проявления фотографий, производства красок и лекарств. Температура жидкости в железах не превышает температуры тела жука. Эти вещества поступают в специальный резервуар с укрепленными стенками. В резервуарах поменьше содержатся каталаза и пероксидаза. Стоит жуку испугаться, начинается самое интересное.
Мышцы вокруг резервуара сжимаются, и гидрохинон с перекисью водорода попадают в камеры с катализаторами, где высвобождается большое количество свободного кислорода с выделением тепла. Смесь достигает отметки в 100 ⁰С и в несколько раз увеличивается в объеме. Давление внутри жука достигает своего пика, и токсическая смесь взрывоопасных жидкостей с громким звуком вырывается из двух "выхлопных труб" в его хвосте, направляясь точно в цель со скоростью до 10 м/с. В результате противник получает от пяти до десяти последовательных порций кипящей токсической жидкости. Муравей, жук и даже лягушка, собиравшиеся полакомиться бомбардиром, обычно ничего не успевают сделать.
Но как получается, что воинственные жуки при этом не варятся изнутри?
А главное, как же этому созданию удается выпрыскивать раздражающую жидкость на противников, не угробив при этом свое собственное тело? Это сложный вопрос, на который энтомологи пытались найти ответ не один год. Весь секрет в оболочке.
Хитин, из которого сделаны все крылышки-лапки-усики, также выстилает реакционную камеру внутри насекомых. Причем все слои хитина располагаются в устройстве реакционной камеры крест-накрест, что создает дополнительную прочность. Хитин настолько прочный, что запросто выдерживает температуру 300⁰С, а тут какие-то смешные 100 ⁰С.
Ученые кинули все силы на доскональное изучение камеры, где происходит химическая реакция и выброс жидкости. Благодаря их открытию можно будет создать термостойкий, устойчивый к действию активных химических веществ материал. Эти знания могут пригодиться инженерам, проектирующим различные двигатели, включая реактивные двигатели для самолетов.