Ніла Іваненко 
Ніхто у тваринному світі не може похвалитися ударом такої сили, як у креветки-богомола (Odontodactylus scyllarus). Це невеличке барвисте ракоподібне, яке також називають павиним раком-богомолом, розколює панцир здобичі своїм дактильним кийком зі швидкістю 23 метри за секунду. Цей удар, який учені назвали «королівським», має силу в 1500 ньютонів.
Дослідників Північно-Західного університету (США) зацікавило, як вдається цим морським жителям залишатися неушкодженим після ефекту віддачі.
Про що дізналися науковці?
Один із секретів креветок-богомолів полягає в тому, що їхні дактильні кийки мають доволі цікаву структуру. Вона дає можливість фільтрувати удари, захищаючи тварину.
За словами провідного автора дослідження, інженера-механіка Орасіо Еспінози, ці ракоподібні відомі своїм неймовірно потужним ударом, що розбиває раковини молюсків і навіть скло акваріума. «Однак для багаторазового завдавання такого потужного удару палиця павиного рака-богомола повинна мати надійний захисний механізм, що запобігає самоушкодженню», – зазначив учений.
Більшість попередніх робіт, присвячених Odontodactylus scyllarus, були зосереджені на міцності палиці та її стійкості до тріщин. При цьому її структуру розглядали як зміцнений ударний щит, розповіло видання Science Alert.
«Ми виявили, що креветка-богомол використовує фононні механізми – структури, які вибірково фільтрують хвилі удару. Це дає креветкам можливість зберігати свою бойову здатність при множинних ударах і запобігати пошкодженню м’яких тканин», – розповів дослідник.
Його команда детально вивчила удар морської тварини. «Коли креветка-богомол завдає удару, він створює хвилі тиску. При цьому утворюються бульбашки, які швидко схлопуються, виробляючи ударні хвилі у мегагерцовому діапазоні. Схлопування цих бульбашок вивільняє інтенсивні сплески енергії, які проходять крізь кийок креветки. Цей вторинний ефект ударної хвилі (разом із початковою силою удару) робить удар ще більш руйнівним», – пояснив Орасіо Еспіноза.
Але креветка-богомол, хоч як це дивно, не страждає від віддачі. Щоб з’ясувати причину цієї стійкості, команда під керівництвом інженера Ніколаса Альдерете з Північно-Західного університету докладно дослідила пальцеподібні булави павиного рака-богомола.
Для цього вчені використали такі методи, як пікосекундний лазерний ультразвук та перехідна решітчаста спектроскопія. Як з’ясувалося, пальцеподібні відростки мають унікальну структуру, що допомагає гасити та фільтрувати ці хвилі й таким чином захищатися.
Структура булави виявилася шаруватою, дещо схожою на лазанью. А ударна поверхня – тонким шаром гідроксиапатиту: мінералу, що складається переважно з кальцію та фосфору, як покриття наших зубів.
Ударна область безпосередньо під ним являє собою шар хітинових волокон, розташованих у ялинковому візерунку, що зміцнює структуру. Ще нижче є шар хітинових волоконних пучків, які спіралеподібно скручуються, що теж допомагає чинити опір потенційному руйнуванню. Цей шар також діє як захисний екран, що фільтрує (блокує) звукові та стресові хвилі.
Найближчим часом дослідники планують провести підводні експерименти, щоб глибше вивчити ефективність чудової броні креветок-богомолів. Ці знання можуть знадобитися для створення нових суперміцних біоматеріалів.
Результати дослідження опублікував журнал Science.
