-
Skorpiony są skutecznymi drapieżnikami z pancerzem, szczypcami i żądłem, których egzoszkielet wykazuje dodatkowe wzmocnienie metalami.
-
Analiza 18 gatunków skorpionów wykazała obecność cynku, manganu i żelaza w ich żądłach i szczypcach, przy czym cynk występował szczególnie w smukłych szczypcach współpracujących z żądłem.
-
Odkryto wyraźne granice nagromadzeń metali w żądłach, wskazując na precyzyjny kompromis między wytrzymałością a elastycznością, a badanie sugeruje szersze występowanie takiego mechanizmu u innych stawonogów.
-
Więcej podobnych informacji znajdziesz na stronie głównej serwisu
Badacze z University of Queensland i Smithsonian Institution przeanalizowali 18 gatunków skorpionów i odkryli, że w żądłach oraz szczypcach zwierząt występują wyraźne nagromadzenia cynku, manganu i żelaza. Wyniki opublikowano w czasopiśmie „Journal of The Royal Society Interface”.
Już wcześniej wiadomo było, że niektóre stawonogi wykorzystują śladowe ilości metali do utwardzania części ciała. Problem polegał na tym, że naukowcy nie wiedzieli, jak powszechne jest to zjawisko u skorpionów i do czego dokładnie służy. „Wiedzieliśmy, że metale wzmacniają broń niektórych gatunków, ale nie wiedzieliśmy, czy broń wszystkich skorpionów zawiera metale” – powiedział Sam Campbell z University of Queensland.
Skorpiony mają kolce jadowe zbudowane z metalu
Badacze wykorzystali mikroskopię elektronową wysokiej rozdzielczości oraz analizę rentgenowską, aby zajrzeć do wnętrza szczypiec i kolców jadowych muzealnych okazów. Dzięki temu mogli zobaczyć rozkład pierwiastków w mikroskali.
W kolcach niemal wszystkich analizowanych gatunków końcówki zawierały wysokie stężenia cynku. Tuż za nimi znajdowała się warstwa bogata w mangan. Podobny układ pojawiał się także w szczypcach. W ruchomej części szczypiec, odpowiedzialnej za chwytanie i przecinanie ofiary, odkryto nagromadzenia cynku albo mieszaniny cynku i żelaza.
Naukowcy spodziewali się, że najwięcej cynku będą miały masywne szczypce gatunków polegających bardziej na sile niż na jadzie. Wyniki pokazały jednak coś odwrotnego. Wyższe stężenia cynku pojawiały się częściej w długich i smukłych szczypcach współpracujących z ruchomym odwłokiem i kolcem jadowym.
To sugeruje, że metal nie służy wyłącznie zwiększaniu twardości. „Wskazuje to na rolę cynku wykraczającą poza samą twardość. Być może większe znaczenie ma tu trwałość” – wyjaśnił Campbell. Długie szczypce muszą mocno przytrzymać zdobycz i uniemożliwić jej ucieczkę przed wprowadzeniem do jej organizmu jadu.
Cynk, mangan i żelazo w pancerzu skorpiona
Badacze zauważyli też coś jeszcze. W kolcach występowała wyraźna granica między częścią wzbogaconą metalami a resztą struktury. To właśnie w pobliżu tej strefy najczęściej dochodziło do pęknięć końcówek kolców jadowych, zarówno u dzikich zwierząt, jak i muzealnych okazów.
Może to oznaczać, że skorpiony wykształciły precyzyjny kompromis między wytrzymałością a elastycznością. Zbyt kruche żądło łatwo by się łamało. Zbyt miękkie nie przebijałoby skutecznie pancerzy ofiar.
„Metody mikroskopowe pozwoliły nam zidentyfikować pojedyncze metale z niezwykle wysoką dokładnością i pokazały, jak natura bardzo precyzyjnie wykorzystała je w budowie broni skorpionów” – powiedział Edward Vincenzi ze Smithsonian Museum Conservation Institute.
Odkrycie może mieć znaczenie także poza światem skorpionów. Wiele innych stawonogów, w tym pszczoły, osy czy pająki, również wykorzystuje metale do wzmacniania części ciała. Nowe badanie daje naukowcom punkt wyjścia do sprawdzenia, jak często ewolucja sięga po podobne rozwiązania.
Dla biologów to kolejny przykład tego, że natura od dawna „projektuje” materiały, które pod względem wytrzymałości i funkcjonalności potrafią konkurować z rozwiązaniami tworzonymi przez człowieka.