Loài bọ cánh cứng có lớp vỏ bền hơn vật liệu làm máy bay, gần như "không thể phá hủy"

2.503

Loài bọ cánh cứng Phloeodes diabolicus có thể chịu sức nặng của một chiếc xe 1,6 tấn nhờ cấu tạo đặc biệt của bộ xương ngoài.

Năm 2015, Jesus Rivera ghi hình một trải nghiệm khoa học khác thường. Trên mặt đường nhựa ở bãi đỗ xe, nhà nghiên cứu đặt một con đen vằn trên một nhúm bụi và nhờ đồng nghiệp lái chiếc xe Toyota Camry qua nó hai lần. Trong trường hợp này, loài bọ khác sẽ chết, nhưng con bọ có tên khoa học Phloeodes diabolicus này thì không. "Nó vẫn sống. Nó chỉ giả vờ chết", Rivera khẳng định.

Bọ cánh cứng Phloeodes diabolicus. (Ảnh: David Kisailus).

Bị nghiến bên dưới lốp của chiếc xe nặng 1.588kg, con bọ dài 2,5cm sống sót mà không có bất kỳ thương tích nào. Đây là câu hỏi hóc búa mà ông vẫn luôn tìm cách lý giải. 5 năm sau, ông và đồng nghiệp tìm ra lý do bọ P. diabolicus có biệt danh bọ giáp sắt ma quỷ. Quá trình tiến hóa đã trang bị cho chúng lớp ngoài có thể chống đỡ sức nặng lớn gấp 39.000 lần, tương đương một người nặng 68kg phải chịu lực đè của 25 con cá voi xanh, theo David Kisailus, kỹ sư ở Đại học California, Irvine.

Bọ P. diabolicus sinh sống chủ yếu ở ven biển phía tây Bắc Mỹ, nhiều khả năng tiến hóa để cho phép những con bọ ăn nấm không biết bay này len lỏi an toàn dưới khe đá cũng như tránh cú mổ hoặc cắn của chim chóc và chuột. Việc tìm hiểu cấu tạo lớp vỏ có thể giúp ích cho phát triển sản phẩm nhân tạo dùng trong xây dựng hoặc hàng không vũ trụ, theo nghiên cứu công bố hôm 21/10 trên tạp chí Nature.

Sau khi kiểm tra thực địa bằng xe hơi, Rivera và cộng sự tập trung vào thí nghiệm trong phòng. Họ đánh giá độ bền kéo và thành phần vỏ ngoài của bọ cánh cứng bằng bộ thiết bị siêu nhạy. Nhóm nghiên cứu nhận thấy bộ xương ngoài của bọ "giáp sắt" chứa đầy protein giúp tăng cường độ bền. Cấu trúc của bộ xương ngoài cũng rất thông minh. Tiến hóa từ một cặp cánh trước, bộ xương ngoài trùm qua lưng con bọ và gắn liền với cấu trúc riêng biệt nằm dưới bụng nó.

Ấn từ trên xuống, bộ xương ngoài sẽ cong nhẹ ở hai bên với sức bền và độ linh hoạt đủ để bảo vệ những mô mềm bên trong. Ở nơi hai nửa của bộ xương ngoài giao nhau trên lưng con bọ, chúng đan xen vào nhau như các mẩu trong bộ đồ chơi xếp hình, tiến sĩ Kisailus giải thích. Quan sát kỹ hơn mấu nối ở bộ xương ngoài cũng hé lộ mỗi mấu đều gồm nhiều lớp đồng tâm có hình dáng giống nhau, giúp khớp nối trở nên chắc chắn hơn và phân tán một phần áp lực. Áp lực đè lên cấu trúc sẽ phân bố qua đường dẫn thay vì tập trung vào một điểm yếu.

Cập nhật: 23/10/2020 Theo VnExpress