Как жук-бомбардир выбрасывает защитную струю

Жук-бомбардир защищается горячей жидкостью, выходящей из конца брюшка. Быстрые химические превращения в специальном органе создают выброс. При этом работа устройства включает несколько разных частей: образование струи, её пульсацию и наведение на источник угрозы.

Реакция происходит в отдельной камере

В исследовании внутреннего устройства учёные совместили анатомическое изучение и рентгеновскую съёмку живых жуков. Так удалось рассматривать не только наружную струю, но и движение пара в реакционной камере.

Резервуар с веществами и камера, где происходит реакция, являются разными отделами. На их соединении находятся специализированные соседние элементы наружного скелета. Измерение внутренней динамики указало на их участие в пульсации выброса.

Механическая модель связывает последовательные выбросы с обратным воздействием самого взрывного события на эти элементы. Их смещение может обеспечивать пассивное управление повторением. Здесь «пассивное» относится к предложенному способу регулирования пульсов: оно не означает, что жук совсем не управляет своим защитным поведением.

Наблюдение внутреннего движения и проверка модели дополняют друг друга.

Почему слово «горячая» имеет буквальный смысл

В ранней работе защитный выброс жуков одного рода описан с температурой ста градусов. Это результат исследования секрета, а не утверждение, что всё тело насекомого нагревается одинаково.

Температура выходящей жидкости и температура окружающей среды — разные величины. Поэтому защиту нельзя представлять как обычное выпрыскивание прохладного запаса, который просто долго лежал внутри. В объяснении важны происходящее химическое превращение и отдельный реакционный отдел.

Один видимый выброс состоит из пульсов

В другой работе с африканским видом показали, что струя выходит быстрыми порциями, а не непрерывным потоком. В исследованных выбросах регистрировали примерно пятьсот пульсов в секунду. Поэтому на обычной записи несколько отдельных событий могут выглядеть как единая короткая струя.

Авторы предполагали связь пульсации с прерывистостью химического процесса. Более позднее наблюдение внутренней камеры позволило подробнее исследовать механическую обратную связь. Эти работы отвечают на связанные, но разные вопросы: как выглядит последовательность снаружи и что обеспечивает её повторение внутри.

Число пульсов из конкретного опыта не является одинаковым нормативом для каждого жука. Оно также не означает столько же самостоятельных решений атаковать. Быстрое внутреннее повторение и целый защитный эпизод следует различать.

Жук способен направлять струю

Фотографическое исследование того же африканского вида показало наведение в разных направлениях. Жук мог попадать на отдельные ноги и даже их отдельные участки. При этом направление соответствовало положению ноги, а не только её обычному месту рядом с телом.

Показали и возможность направлять выброс на участки собственной спины. Таким образом, выход жидкости с заднего конца не ограничивает действие только пространством позади насекомого.

Авторы предположили, что точное наведение особенно полезно против муравьёв. Это объяснение возможной защитной роли, а не универсальное доказательство одинакового результата при встрече со всеми хищниками. Управление направлением также не следует смешивать с механизмом образования пульсов.

Пользу защиты проверяют в конкретных встречах

В лабораторной работе с другим видом исследовали нападения двух видов жаб. В работе также сравнивали жуков, способных и не способных выделять защитные вещества. После проглатывания часть жаб извергала жуков; выброшенные насекомые оставались живыми и активными. Исследователи связали такое освобождение с выделением горячих веществ внутри хищника.

Результат зависел и от соотношения размеров: крупные жуки выбирались чаще мелких, а небольшие жабы чаще извергали добычу. Поэтому защитный аппарат не даёт безусловной гарантии спасения. Важно учитывать проверенный вид, хищника и условия встречи.

На иллюстрации показан спокойный жук с красноватой передней частью тела и тёмными надкрыльями. Наружный портрет не показывает температуру жидкости, внутренние камеры или частоту выбросов. Эти свойства установлены разными измерениями, а не определяются по цвету или позе насекомого.