سوسک بمب افکن و مکانیسم دفاعی و واکنش آن

سوسک بمب افکن حشره ای است که تحقیقات زیادی درباره آن انجام شده است. ویژگی قابل توجه ای که این حشره دارد این است که از روشهای شیمیایی برای محافظت از خود در برابر دشمنان استفاده می کند. حشره در لحظه های خطر برای دفاع از خود هیدروژن  پراکسید و هیدروکینون را که در بدنش ذخیره شده است به طرف دشمن پرتاب می کند. قبل از شروع نبرد، ساختارهای بخصوصی که موضع ترشحی نامیده می شوند ترکیبی از این دو ماده شیمیایی را می سازند . این ترکیب در محفظه جداگانه ای که محفظه ذخیره شده نامیده می شود قرار می گیرد. این قسمت به قسمت دومی متصل است که محفظه انفجار نامیده می شود. این دو قسمت توسط عضله تنگ شونده از یکدیگر جدا شده اند. هنگامی که حشره ها با خطر مواجه می شوند، درحالی که به طور همزمان عضله های تنگ شونده را شل می کنند، ماهیچه های محفظه انفجار را که احاطه کرده است فشرده و باعث می شود تا مواد شیمیایی موجود در اتاق ذخیره، به سمت اتاق انفجار منتقل شود. مقدار زیادی حرارت رها شده و تبخیر صورت می گیرد. بخار رها شده و گاز اکسیژن فشار را بر روی دیواره های محفظه انفجار می بندند و این ماده شیمیایی به سمت دشمن از طریق دریچه ای که به بیرون از بدن سوسک منتهی می شود پرتاب می گردد.برای محققان باعث شگفتی است که چگونه یک حشره قادر است بدون انکه ضرری شامل حالش شود مکانیسم پرقدرتی را در خود نگه داری کند تا به اندازه کافی برای چکاندن ماشه ماده شیمیایی قوی باشد. هیچ شکی نیست که وجود و کارکرد این مکانیسم پیچیده تر از آنست که به خود حشره نسبت داده می شود. همچنین موضوع این مسئله سر بحث است که چگونه سوسک بمب افکن چنین دستگاهی را در بدن کوچک خود که در حدود 2 سانتی متر است جای می دهد در حالی که افراد متخصص آنرا فقط می توانند در آزمایشگاه ها تولید کنند. تنها حقیقت بارزی که می توان از این مطلب استنتاج کرد این است که حشره نمونه ملموسی از رد فرضیه تکامل می باشد زیرا برای یک چنین مکانیسم شیمیایی پیچیده ای غیر ممکن است که توسط یکسری تغییرات تصادفی شکل گرفته و به نسل بعد انتقال داده بشود. حتی یک نقص کوچک یا عیب در قسمتی از این دستگاه می تواند حیوان را بی دفاع کرده به طوری که خیلی زود کشته ویا منفجر شود. بنابراین تنها توضیح این است که سلاح شیمیایی در بدن حشره یکدفعه و بدون هیچگونه نقص به وجود آمده است.این نوع سوسک در غدد دفاعی خود دارای ۴،۱- بنزن دی اُل (هیدروکینون)، مشتقات ساده آلکیل آن ها و هیدروژن پراکسید می باشد.

معادله مکانیسم دفاعی سوسک بمب افکن

محققان آمریکایی به بررسی مکانیسم دفاعی منحصربه‌فرد یک سوسک بمب‌ افکن پرداخته‌اند که می‌تواند در آینده نویدبخش پیشرفت‌های جدیدی در فناوری‌های دنیای واقعی باشد.تیمی از محققان دانشگاه ام‌آی‌تی، دانشگاه آریزونا و آزمایشگاه ملی بروکهاون، فرآیند دفاعی این سوسک بمب‌افکن را موردبررسی قرار داده‌اند. این سوسک نوعی انفجار شیمیایی درون پوسته‌اش ایجاد کرده و پس از تولید یک مایع جوشان و سمی، آن را بر روی دشمن خود می‌پاشد.این محققان از تصویربرداری اشعه ایکس سنکروترون پرسرعت برای مشاهده جزئیات این فرآیند که در درون بدن این سوسک نیم ‌اینچی رخ می‌دهد، استفاده کرده‌اند.آن‌ها دریافتند نوعی اسپری فوق‌داغ و جوشان به نام بنزوکینون (benzoquinone) از ترکیب دو ماده شیمیایی در یک محفظه انفجار حفاظت‌شده در بدن سوسک تولید می‌شود. این واکنش شیمیایی، همزمان فشار موردنیاز را برای افشاندن اسپری بر روی دشمن را فراهم می‌کند.ماهیت جهنده بودن این اسپری از اهمیت زیادی جهت زنده ماندن خود حشره در برابر انفجارهای شیمیایی درونی‌اش برخوردار است.

سرعتی که مواد شیمیایی طی آن ترکیب می‌شوند، توسط حرکت یک غشای انعطاف‌پذیر و یک دریچه کنترل می‌شود؛ این دریچه، نوعی گذرگاه درونی را باز و بسته کرده و این گذرگاه، محفظه دوم حاوی مایع را به محفظه انفجار متصل می‌کند.با جریان یافتن این مایع از میان گذرگاه‌ها، انفجار حاصل از ترکیب‌شدن ماده شیمیایی موجود در محفظه انفجار، غشای این محفظه را کشیده و موجب بسته شدن دریچه می‌شود.با آزاد شدن فشار از طریق دفع بنزوکینون تازه تولیدشده، دریچه بار دیگر باز می‌شود و امکان انفجار بعدی را می‌دهد. با پالسی کردن افشانه، این سوسک بمب‌افکن زمان لازم برای خنک کردن محفظه انفجار را فراهم کرده و از داغ شدن بیش‌ازحد آن و آسیب رسیدن به خودش جلوگیری می‌کند.مکانیسم دفاعی درونی سوسک بمب‌افکن، نمونه عالی پیچیدگی و زیبایی تکامل طبیعی است، اما تیم علمی معتقد است مشاهده مستمر این فرآیند، فواید فناورانه‌ای را مانند سیستم‌های حفاظتی انفجاری پیشرفته و حتی تولید انواع جدید سیستم‌های نیروی محرکه به همراه دارد.