Кутикула комах міцніше кісток хребетних тварин

Екзоскелет у комах, утворений кутикулою, є одночасно і виключно жорстким, і нечувано міцним. Кутикула комах може бути тонкою і м'якою, а може - напрочуд міцною і щільною. Вона вважається другим за міцністю біоматеріалом після деревини. Враховуючи численність живуть на нашій планеті комах, це зовсім не дивно. Разом з тим до цього часу вчені ще не розкрили до кінця всі властивості цього дивовижного матеріалу.

Ісследователі з дублінського Трініті-коледжу вирішили вивчити біомеханічні властивості задніх ніг у коників. Всім відомо, що ці комахи мають великий стрибучістю: відштовхуючись задніми ногами, вони здатні долати відстані, у багато разів перевищують довжину їх власного тіла. Зрозуміло, що для того щоб витримати таке навантаження, ноги коників повинні володіти високою жорсткістю, інакше гнучкість гасила б силу поштовху. Тобто при великій жорсткості ноги коників, здавалося б, повинні бути досить тендітними. Проте вчені довели, що це не так.

Оказалось, що кутикулярний екзоскелет задніх стрибальні кінцівок у цих комах не ламається, навіть якщо на задніх ногах коника зробити насічки для зменшення їх міцності.

Получается, що завдяки кутикуле пригательние кінцівки коників володіють двома удаваними несумісними якостями - дивовижної міцністю і при цьому винятковою жорсткістю. За словами дослідників, міцність задніх стрибальні ніг у коників є однією з найвищих серед усіх існуючих біоматеріалів. Якщо роги полорогих копитних і оленів ще можуть позмагатися в міцності з кутикулярним екзоскелетом, то звичайні кістки йому точно поступаються за цій властивості.

Автори дослідження відзначають, що на біомеханічні властивості кутикули сильно впливає вміст води: при її недоліку жорсткість зростає, але при цьому також збільшується і ламкість.

У вчених залишилося ще багато питань з приводу кутикули: наприклад, як міцність і жорсткість цього матеріалу варіюються у різних видів? Мають чи ногі жуков такий же міцністю, як і ноги коників? Чи тільки кутикула забезпечує таку міцність кінцівкам комах? У кожному разі, важлива роль кутикули є незаперечною. Можливо, в майбутньому біоінженери створять штучний матеріал, що володіє таким же дивним і безприкладним поєднанням механічних характеристик.