昆虫没有高等脊椎动物那样的内骨骼,它们的外壳也是它们的骨骼。
昆虫的外壳对于昆虫来说,不仅仅提供一种保护,外壳的形状还构成了昆虫生物体的物理结构。
除此以外,外壳还提供肌肉依附的地方,充当昆虫和环境之间的分界面,充当感知外部环境的传感器用,维持水分平衡,防止有害微生物和化学物质侵入。
昆虫的外壳分3层,表层、甲壳层和基底膜。
这其中,甲壳层是最厚、最结实的一层,是整个昆虫外骨骼的骨干,它的主要成分是几丁质。
我们知道木头的主要成分是纤维素。
木纤维的本质是糖的长分子连接,分子式为(C6H10O5)n。
最简单的糖是单糖。最常见的单糖有两种,一种是果糖,还有一种是葡萄糖。蜂蜜就是葡萄糖和果糖的混合物。
两个单糖组合在一起是双糖。葡萄糖和果糖组合在一起就是蔗糖,两个葡萄糖组合在一起就是麦芽糖。
一大长串葡萄糖组合在一起就是淀粉。
超大长串的葡萄糖组合在一起,就是木头的主要成分,纤维素。
我们把葡萄糖分子中的羟基(OH)换成一个由氢和氮组成的氨基团,然后聚合在一起,就形成了几丁质。
氮带正电,而双键连接到该基团上的氧是负电。这会在分子中产生偶极性,从而增加分子之间形成的氢键。
几丁质表现出来的极性比纤维素强,所以几丁质组成的结构是空间结构。
所以,我们可以把昆虫的甲壳看成是一种超级木头,这玩意儿非常非常结实。
但是大部分昆虫用脚一踩就会爆浆死掉,如果不嫌恶心的话,用食指和拇指用力也可以把它们捏死。
这是因为大部分昆虫的甲壳层都很薄。
但是有一种昆虫,它们的甲壳层不仅很厚,而且结构特殊,需要7.5个人食指和大拇指的合力才能把它们捏死。
这种昆虫就是美国恶魔甲虫。
最开始被恶魔甲虫折磨的人,是制作昆虫标本的人。
通常情况下,制作昆虫标本的时候,就用一个大头针穿过昆虫的身体,把它们钉在标本盘上就可以了。
但是,金属的大头针根本就没有办法穿透恶魔甲虫,必须先用一个小钻头在甲虫上钻个洞,然后才能穿过去。
在昆虫学家里它们有一个外号,叫做“弯针机”。
这种甲虫用车(坦克除外)碾不死,因为汽车轮胎里的气体压强,只能达到这种甲虫承受压强的一半。
根据科学家的研究,这种昆虫的保护壳实际上是一种层状复合材料,为一层一层的纤维状叠加状态。
在高压下这些叠层结构不会撕裂,而是稍微会分开,使应力重新分配。而且这种甲虫的身体里面的各个部分的结合部位,都有加固的支撑,在极高的压力下可防止甲虫的身体塌陷。
恶魔甲虫属于中小型甲虫,大部分长度在2.5公分左右,属于昆虫纲鞘翅目Zopheridae属。
恶魔甲虫生活的地方干旱而且贫瘠。
它们住在树皮下,腐烂的木头里面,以真菌为食。恶魔甲虫不会飞,但是也没有天敌,因为它们的壳谁都啃不动。
总的来说这些甲虫不怕物理攻击,但是怕魔法攻击。只有当鸟类把它们吞到肚子里去的时候,这些甲虫才会面临真正的危险。当然,火也能烧死恶魔甲虫。
一般的昆虫只能活两个季节,也就是大约7、8个月左右,但是恶魔甲虫能活7年,这相当于人活了1000岁。
目前科学家正在深度研究恶魔甲虫的身体结构,打算把外壳的结构用在制造防弹衣和飞机的外壳上。
页面更新:2024-03-26
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