De onderzoekers vonden dat de bombardierkever (afbeelding) een machinegeweer nabootst door chemicaliën te mengen in een interne 'reactiekamer' Een kever met een machinegeweer ingebouwd in zijn achterkant klinkt als iets uit een komische of sci-fi film - of het spul van nachtmerries. Maar onderzoekers hebben ontdekt dat de Bombardierkever dit krachtige wapen nabootst door chemicaliën te mengen in een interne 'reactiekamer' in zijn maag. Als hij bedreigd wordt, kan de kleine insect dan herhaaldelijk stromen van vuile geurende vloeistof van achteren afvuren, compleet met 'pistoolrook'. Het kan zelfs precies op de aanvaller richten. Dit gedrag is op camera vastgelegd door Wendy Moore en haar collega's aan de Universiteit van Arizona. Veel kevers scheiden vuile geurende of slecht smakende chemicaliën uit hun buik af om roofdieren af te weren, maar bombardierkevers nemen een stap verder. Wanneer ze bedreigd worden, combineren ze chemische stoffen in een explosieve kamer in hun buik om tegelijkertijd hun defensieve lading te verwarmen en te stimuleren als een kokende hete spray. Assistent professor Moore, van de afdeling Entomologie aan de universiteit, heeft een paper gepubliceerd samen met haar team dat niet alleen onthult de kever's vuurapparaat in nooit eerder gezien detail, maar lost ook een lang bestaand mysterie op van hoe de dieren hun ongelooflijke snelvuur mogelijkheden bereiken. 'Begrijpen hoe deze kevers produceren - en overleven - repetitieve explosies kunnen nieuwe ontwerpprincipes bieden voor technologieën zoals blast mitigatie en voortstuwing,' zei ze. De studie werd geleid door doctoraalstudent Eric Arndt en Christine Ortiz in het Department of Materials Science and Engineering aan Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Cambridge. Arndt en Ortiz werkten samen met professor Moore aan de studie van de anatomie van de reactiekamer van de kever, die is opgebouwd uit cuticula, een samenstelling van chitine, eiwitten en wassen. Het materiaal, dat ook het exoskelet van insecten vormt, beschermt de kever tegen de giftige chemicaliën, hoge temperaturen en hoge druk tijdens explosies. Een echte hot shot! Het onderzoek, met inbegrip van videobeelden (hierboven weergegeven) onthult niet alleen het vuurapparaat van de kever in nooit eerder gezien detail, maar lost ook een lang bestaand mysterie op van hoe de bugs hun snelvuurmogelijkheden bereiken. Het mechanisme van de spraypulsatie van de bombardierkever was niet begrepen omdat eerdere studies, afhankelijk van externe waarnemingen, niet precies konden peilen wat er in de reactiekamer van het chemische pistool gebeurt. Afrikaanse bombardierkevers kunnen nauwkeurig doelwitten raken in elke richting. Onderzoekers aan Cornell University knapte een ander type Bombardierkever, Stenaptineus insignis' aanval in 1999, om te onthullen dat ze het explosieve defensieve mechanisme gebruiken om tijd te kopen wanneer ze worden aangevallen. De kever is vrij kwetsbaar op de grond omdat, in tegenstelling tot de meeste insecten zoals bijen en vliegen, het niet onmiddellijk kan opstijgen. Dit betekent dat het langzame proces van het onthullen van zijn vleugels het insect zijn leven kan kosten als het onder aanval van mieren, bijvoorbeeld. Dus het valt zijn aanvallers op zijn beurt, waardoor het tijd om in de lucht te komen. De spray zelf bevat p-benzochinonen - verbindingen bekend om hun irriterende eigenschappen. De chemicaliën worden apart opgeslagen in de buik van het schepsel en vervolgens explosief gecombineerd, verklarend waarom ze met zo'n hoge snelheid en bij 100 C worden uitgeworpen. 'Vijfentwintig jaar geleden ontdekte een team van wetenschappers van Cornell University en MIT dat elke ontploffing van de bombardierkever eigenlijk een serie buitengewoon snelle micro-pulsen is', zei Assistant Professor Moore. 'Wat niet bekend was, is wat ervoor zorgt dat elke ontlading gepulseerd wordt, zoals een machinegeweer. 'Vorige onderzoekers suggereerden dat de pulsen werden veroorzaakt door spiercontracties of door een uitwaaierende uitgang tijdens de explosies.' Met enzymen die spier en vet verteren, hebben de onderzoekers de reactiekamer gereinigd, waardoor ze het konden onderzoeken onder een microscoop. Tijdens het bestuderen van de vorm van de reactiekamer merkten ze dat sommige gebieden van de kamerwand dun waren en niet zo sterk als andere, en dat één gebied bij de mengklep er bijzonder dun uitzag. Ze voorspelden dat deze dunne nagelriem zou worden verplaatst door de kracht van de reacties op een zodanige manier dat het zou invloed op de klep - tijdelijk afsluiten van de stroom van de reagentia. Om deze hypothese te onderzoeken, het team direct waargenomen de interne dynamiek van spray pulsatie in levende Brachinus elongatulus kevers, een soort bombardier kever, die wordt gevonden in het zuiden van Arizona. Van 500 kevers, de onderzoekers waren in staat om 30 lozingen van 14 individuen op te nemen. Dit was genoeg om high-definition, high-speed video te geven van wat er gebeurt in de reactiekamer van een bombardierkever wanneer het afgaat. Alle kanonnen branden: 'Vijfentwintig jaar geleden ontdekte een team van wetenschappers van Cornell University en MIT dat elke ontploffing van de bombardierkever eigenlijk een serie buitengewoon snelle micro-pulsen is', zei Assistant Professor Moore, wat leidde tot de machinegeweer analogie. Er wordt een voorraadbeeld van een machinegeweer getoond. Het blijkt dat de pulsen worden gegenereerd op een passieve manier, niet door een actief proces waarbij spiercontractie, zoals eerder gedacht. Als de chemicaliën door een klep in de reactiekamer, ze mengen met enzymen en explosief vrij zuurstofgas, waterdamp en warmte, het drijven van een hete, schadelijke spray door het mondstuk en uit de uitgang porie. Elke explosie in de kamer dwingt een zeer elastisch gebied van de kamerwand - het dunne snijvlak Moore gevonden in haar eerdere dissecties - uit te breiden en aan te tasten op de klep die de twee kamers scheidt, tijdelijk de stroom van de reagentia afsnijden en resulteert in een gepulseerde levering. 'Het blijkt dat het expansiemembraan van de reactiekamer fungeert als een passief sluitingsmechanisme, dat is iets dat nog niet eerder was beschreven of zelfs voorspeld voor deze studie,' Professor Moore zei. 'We ontdekten ook dat de kamer anatomie varieert tussen vrouwelijke en mannelijke kevers.' Hoewel het nog steeds niet helemaal duidelijk is waarom het voor de kever nuttig zou kunnen zijn om een gepulseerde levering te hebben, vermoedt ze dat het verdelen van de spray in zeer korte, snelle pulsen de kever in staat stelt om de energie van de ontploffing en de kleine lichaamsgrootte tegelijkertijd te ondersteunen. 'Door een gepulseerde levering, produceren deze kleine kevers een relatief grote hoeveelheid defensieve spray, die ze kunnen richten precies en met grote kracht en snelheid,' zei ze. 'Dit is echt een van de meest opmerkelijke en elegante defensieve mechanismen gedocumenteerd tot op heden.' Bij dreiging vuurt de bombardierkever herhaaldelijk stromen vloeistof van achteren af, compleet met 'pistoolrook'. De verwijdering van vloeistof is te zien in de afbeeldingen hierboven, die afkomstig zijn uit een studie uit 1999 die een andere bug vond, Stenaptineus insignis, gebruikt zijn wapen om 'tijd te kopen' wanneer hij onder vuur ligt omdat hij niet weg kan vliegen.
Bombardier kever bootst machinegeweer met behulp van chemicaliën in zijn maag. Als chemicaliën overgaan in de buik mengen ze zich met enzymen en exploderen. Elke explosie zorgt ervoor dat de vuile geurende vloeistof worden gedwongen van de achterkant. Het 'pulseert' herhaaldelijk van de kever achter - en de bug kan zelfs richten.