昆蟲沒有高等脊椎動物那樣的內骨骼,它們的外殼也是它們的骨骼。
昆蟲的外殼對於昆蟲來說,不僅僅提供一種保護,外殼的形狀還構成了昆蟲生物體的物理結構。
除此以外,外殼還提供肌肉依附的地方,充當昆蟲和環境之間的分介面,充當感知外部環境的感測器用,維持水分平衡,防止有害微生物和化學物質侵入。
昆蟲的外殼分3層,表層、甲殼層和基底膜。
這其中,甲殼層是最厚、最結實的一層,是整個昆蟲外骨骼的骨幹,它的主要成分是幾丁質。
》幾丁質,是木頭的親戚。我們知道木頭的主要成分是纖維素。
木纖維的本質是糖的長分子連線,分子式為(C6H10O5)n。
最簡單的糖是單糖。最常見的單糖有兩種,一種是果糖,還有一種是葡萄糖。蜂蜜就是葡萄糖和果糖的混合物。
兩個單糖組合在一起是雙糖。葡萄糖和果糖組合在一起就是蔗糖,兩個葡萄糖組合在一起就是麥芽糖。
一大長串葡萄糖組合在一起就是澱粉。
超大長串的葡萄糖組合在一起,就是木頭的主要成分,纖維素。
我們把葡萄糖分子中的羥基(OH)換成一個由氫和氮組成的氨基團,然後聚合在一起,就形成了幾丁質。
氮帶正電,而雙鍵連線到該基團上的氧是負電。這會在分子中產生偶極性,從而增加分子之間形成的氫鍵。
幾丁質表現出來的極性比纖維素強,所以幾丁質組成的結構是空間結構。
所以,我們可以把昆蟲的甲殼看成是一種超級木頭,這玩意兒非常非常結實。
但是大部分昆蟲用腳一踩就會爆漿死掉,如果不嫌惡心的話,用食指和拇指用力也可以把它們捏死。
這是因為大部分昆蟲的甲殼層都很薄。
但是有一種昆蟲,它們的甲殼層不僅很厚,而且結構特殊,需要7.5個人食指和大拇指的合力才能把它們捏死。
這種昆蟲就是美國惡魔甲蟲。
》惡魔甲蟲。最開始被惡魔甲蟲折磨的人,是製作昆蟲標本的人。
通常情況下,製作昆蟲標本的時候,就用一個大頭針穿過昆蟲的身體,把它們釘在標本盤上就可以了。
但是,金屬的大頭針根本就沒有辦法穿透惡魔甲蟲,必須先用一個小鑽頭在甲蟲上鑽個洞,然後才能穿過去。
在昆蟲學家裡它們有一個外號,叫做“彎針機”。
這種甲蟲用車(坦克除外)碾不死,因為汽車輪胎裡的氣體壓強,只能達到這種甲蟲承受壓強的一半。
根據科學家的研究,這種昆蟲的保護殼實際上是一種層狀複合材料,為一層一層的纖維狀疊加狀態。
在高壓下這些疊層結構不會撕裂,而是稍微會分開,使應力重新分配。而且這種甲蟲的身體裡面的各個部分的結合部位,都有加固的支撐,在極高的壓力下可防止甲蟲的身體塌陷。
》惡魔甲蟲生活在美國西部沙漠。惡魔甲蟲屬於中小型甲蟲,大部分長度在2.5公分左右,屬於昆蟲綱鞘翅目Zopheridae屬。
惡魔甲蟲生活的地方乾旱而且貧瘠。
它們住在樹皮下,腐爛的木頭裡面,以真菌為食。惡魔甲蟲不會飛,但是也沒有天敵,因為它們的殼誰都啃不動。
總的來說這些甲蟲不怕物理攻擊,但是怕魔法攻擊。只有當鳥類把它們吞到肚子裡去的時候,這些甲蟲才會面臨真正的危險。當然,火也能燒死惡魔甲蟲。
一般的昆蟲只能活兩個季節,也就是大約7、8個月左右,但是惡魔甲蟲能活7年,這相當於人活了1000歲。
目前科學家正在深度研究惡魔甲蟲的身體結構,打算把外殼的結構用在製造防彈衣和飛機的外殼上。