Lömastamiskindel mardikas teeb inseneridele silmad ette ({{contentCtrl.commentsTotal}})

Kahe ja poole sentimeetri pikkuse Phloeodes diabolicuse kõva kest on mardika kohta ainulaadne.
Kahe ja poole sentimeetri pikkuse Phloeodes diabolicuse kõva kest on mardika kohta ainulaadne. Autor/allikas: Ken-ichi Ueda/Flickr (CC BY-NC 2.0)

Varemgi oma tugeva kesta poolest tuntud mardikas Phloeodes diabolicus peab välisele rõhule vastu kaks korda paremini kui teised mardikad, leidsid California Ülikooli teadlased. Putuka kihilised ja pusletükke meenutavad tiivad annavad inseneridele ideid, kuidas luua vastupidavamaid liitekohti.

Läänepoolses Põhja-Ameerikas levinud putukaliiki Phloeodes diabolicust ei kutsuta ilmaaegu kuratlikult raudkindlaks mardikaks. Liik oli varemgi tuntud selle poolest, et suudab survele ja tömpidele löökidele üllatavalt hästi vastu panna.

Nüüd näitas putuka 3D-skaneering, et tema kattetiivad on kihilise ülesehitusega. See muudabki mardika selle sugulasliikidest kaks korda vastupidavamaks. 

Vähem kui kolme sentimeetri pikkuse Phloeodes diabolicuse kõva kest on mardika kohta ainulaadne. Londoni loodusloomuuseumi putukauurija Max Barclay sõnul jäävad putukakogujad selle liigi esindajate kogumiskaardile kinnitamisel tavaliselt hätta, sest mardika kivikõva kest painutab nõelad lihtsalt kõveraks. Barclay lisab, et mardika kesta saladus võib peituda liigi pikas elueas: võrreldes mõne nädala või kuu vanuseks elavate mardikatega elab Phloeodes diabolicus umbes kaks aastat ja vajab ellujäämiseks head kaitset.

Enamik mardikaid kasutab lendamiseks tagatiibu, mida katavad tugevad kattetiivad. Phloeodes diabolicus ei lenda aga üldse, mistap on need evolutsiooni käigus kehaga kokku kasvanud. Barclay sõnul aitavad suletud kattetiivad putukal ka kuivas keskkonnas kehaniiskust säilitada.

Kuratlikult raudkindla mardika vastupidavuse saladusele jälile jõudmiseks uurisid California Ülikooli materjaliteadlane David Kisalius ja ta kolleegid putukat mitmel meetodil. Muu hulgas skaneeriti mardikat mikrokompuutertomograafia meetodil osakestekiirendist suunatud röntgenkiirtega. Uurimisrühma liige materjaliteadlane Jesus Rivera valmistas uuringu jaoks ka seadme, mis keerutas putuka keha skanneris sel ajal, kui putukale erineva tugevusega rõhku avaldati.

Skaneerimine paljastas, et mardika kattetiivad on lukustunud kokku nagu kaks pusletükki ning suudavad tugevale survele vastu panna. Uurijaid üllatas aga tõsiasi, et nende "pusletükkide" kokkukäivad osad olid kihilised nagu sibulad. Tugeva surve all ei murdunud tiivad ära, vaid neilt koorus ükshaaval kihte vähemaks.

Kisaliuse sõnul võiks putukat vaadates esmapilgul arvata, et tiivatükke koost lahti tõmmates läheb putuka kaelapiirkond katki. Seda aga ei juhtu ning tugevaks arenenud tiivastruktuur säästab teda kahjustuse korral lömastumast.

Uurimisrühm valmsitas tiibadele sarnanevad kolmemõõtmelised prinditud struktuurid ning avastas, et tiivapaar püsib koos kaks korda kindlamalt, kui inseneride loodud liitekohtade tüüplahendused. Mardika tiibadest saab Kisaliuse sõnul malli võtta just erinevate omadustega materjalide ühendamiseks. Näiteks saab sel moel kokku panna metalli- ja süsinikupõhiseid detaile lennu- ja raketitööstuses.

Artikkel ilmus ajakirjas Nature.

Toimetaja: Airika Harrik

Hea lugeja, näeme et kasutate vanemat brauseri versiooni või vähelevinud brauserit.

Parema ja terviklikuma kasutajakogemuse tagamiseks soovitame alla laadida uusim versioon mõnest meie toetatud brauserist: