Tudja-e, hogy a sáskarák páncélzata egy pokolgép robbanását is kibírja?

Az egészen extrém tulajdonságokkal rendelkező sáskarák

A trópusi indo-pacifikus korallzátonyok közt él az a papagájtarka, apró, arasznyi és pompázatos rák, amelynek olyan erős a páncélja, hogy nem töri át a pisztolygolyó sem. A sáskarák e különleges tulajdonsága felkeltette a hadsereg figyelmét is.

Lövedék sebességével osztja csonttörő ütéseit

David Kisailus anyagtudós, a University of California kutatója és kollégái a Science Magazinbanpublikálták rendkívül érdekes kutatási eredményeiket a sáskarák különleges képességeiről.

Az egészen extrém tulajdonságokkal rendelkező sáskarák Forrás: Dominique Barray

A sáskaarák legkülönlegesebb tulajdonsága, hogy kalapácsszerű karmával

egy 0,22 kaliberű kilőtt töltény gyorsaságával zúzza össze a prédáját.

A mérések szerint 23 méter/másodperc sebességgel forgatja karmát, és 91 kilogramm ütéserejű csapásokat mér áldozatára.

A sáskarák a trópusi indo-pacifikus korallzátonyok sekély vizeinek lakója, ahol az üledékbe ásott járatokba, vagy a korallok közötti hasadékokba bújva lesi áldozatait Forrás: Elter Tamás

A színpompás és ártalmatlannak tűnő apró állat – annak ellenére, hogy átlagos testhossza mindössze 10 centiméter - saját testsúlyának 2500-szorosával képes ütni.

Az utolsó és utolsó előtti ízzel, vagy "karommal" egy lövedék gyorsaságával csap le áldozatára Forrás: Roy L. Caldwell

Ráadásul rendkívül gyors ütései kavitációt keltenek, ami még az akvárium vastag falát is összetöri.

A csapások olyan buborékokat keltenek, amelyek szintén képesek lecsapni a zsákmányt, nagyjából a kezdeti csapás erejének a felével. Ez a különleges tengeri ízeltlábú unkósbotszerű végtagjával hatalmas erejű ütést képes mérni, egy pisztolylövedék gyorsaságával. A sáskarák ütése az egyik leggyorsabb mozdulat az állatvilágban.

Akváriumfalat és csontot repesztő lökéshullámok

A kavitáció mint fizikai jelenség, akkor keletkezik, amikor a folyadékfázis hirtelen gázfázisba megy át a nyomás csökkenése miatt.

Bernoulli törvénye szerint, ha a folyadék sebessége megnő, a nyomás csökken.

Ilyenkor a víz forráspontja is lecsökken és gőzbuborékok keletkeznek, amelyek amikor az áramlás során olyan helyre érnek, ahol nagyobb a nyomás, hirtelen összeroskadnak.

A kavitáció kialakulásnak fázisai, a sáskarák ütése nyomán Forrás: Journal of Experiemental Biology

Az egymásnak csattanó folyadékfelületek lökéshullámot keltenek, ami erős zajjal, rezgéssel és erózióval jár.

A kutatók alkalmanként kísérleti jelleggel bedugták ujjukat a rák akváriumába,

sokrétegű gumikesztyűvel és viaszréteggel védve magukat, és bár a csontjaik nem törtek el a sáskarák csapásától a védőréteg miatt, az egyik tudós, Kisalius azt nyilatkozta, pokoli fájdalmat okozott a rák ütése, és ha nincs a védőréteg, biztos eltört volna az ujja.

Ellenáll egy kisebb pokolgép robbanásának is

A sáskarák különleges képességei arra ösztönzik Kisaliust és csapatát, hogy a természetet leutánozva, a rák páncéljához hasonló tulajdonságú anyagokat alkossanak,

amelyeket egyaránt felhasználhatnak az autó és repülőgépgyártásban,

az űrtechnikában, hajócsvarok gyártásánál és nem utolsó sorban sisakok és új, sokkal ellenállóbb katonai páncélzat kifejlesztésénél..

A hadsereg fejlesztőinek fantáziáját is megmozgatja a parányi ízeltlábú ellenálló páncélzata Forrás: Body Armor

A hathónapos fejlesztés eredménye egy olyan 1 cm vastagságú anyag lett, ami kibírja a kézifegyverekből kilőtt lövedékek becsapódását.

Az egyik kísérlet alkalmával 20 dkg robbanóanyaggal feltöltött kisméretű pokolgépet tettek a rákpáncél-anyagra

ami sérülésmentesen kibírta a robbanást. Kisalius szerint ez az ellenálló képesség ráadásul még tovább optimalizálható.

Molekuláris szinten találták meg a sáskarák titkát

A kutatók molekuláris szinten találták meg a sáskarák titkát, elektronmikroszkóppal és más érzékeny technikákkal vizsgálva a rák karmát. A sáskarák hihetetlen ereje a karom hármas struktúrájából származik: ezek a hatás, vagy ütőfelület, a periodikus ,és a barázdált felületek. Ezek együtt rendkívül különleges ütéselnyelő magot, egy spirális, úgynevezett Bouligand-struktúrát alkotnak.

A sáskarák jelentéktelennek látszó, ám félelmetes erejű ütőalaklamatossága, a kalapácsszerűen ellaposodó első pár láb Forrás: Phys.org

Ha repedés keletkezne az ütés erejétől annak az összes spirális szálon végig kéne futnia a töréshez,

de e struktúra felemészti a törést eredményezhető energiát.

Az ütőfelületet egy kalcium tartalmú anyag, a hydroxiapatite uralja, ez biztosítja egyébként az emberi csontok erősségét is.

A kemény kagylóhéj feltörése a sáskarák számára csupán egy pihentető csuklógyakorlat Forrás: Untamed Science

Az ásványok oszlopformát alkotnak, amelyek merőlegesek az ütőfelületre, egy beton oszlophoz hasonlóan, amely alátámasztja a hidat. A periodikus terület támogatja az ütőfelületet egy szénhidrát tartalmú molekulával, a chitosannal, amely hosszú láncokat alkotva kiegészíti a rákpáncélban levő anyag, a kitin részét.

Senkit ne tévesszen meg a színpompás, ártalmatlannak látszó tengeri ízeltlábú szép látványa Forrás: Roy L. Caldwell

A chitosan-réteg pont az ütőfelület alatt fekszik, ez teszi szívóssá a töréssel szemben. Ez a rendkívül sajátos Bouligand-struktúra engedi, hogy páncél egyszerre legyen merev és rugalmas,

ami egyébként az általános anyagtudományban két egymást kizáró körülmény.

A rák héja tehát olyan ütéselnyelő struktúra, ami egy kemény, mineralizált külső héjból és az azt körülvevő hajlékonyabb, rugalmasabb magból áll.

Nem árt, ha a búvárok igen óvatosan viselkednek a sáskarákkal

A sáskarák egy másik különleges szerve a komplex szem, mellyel több hullámhosszú színt lát, mint az emlősök. A sáskarákok a trópusi indo-pacfikus térség korallzátonyainak lakói. Valójában nem rákok, nevüket rákszerű kinézetükről kapták.

A sáskarák az indo-pacifikus korallzátonyok lakója Forrás: Elter Károly

Kaisalus és kollégái igen találóan „nehéz páncélos hernyókhoz" hasonlítja ezeket a tengeri állatokat.

U-alakú gödröt ásnak a homokban, közel a zátony széléhez, és abban elrejtőzve lesik zsákmányukat. A sáskarák kalapácsszerű karmaival puhatestűeket, rákokat, és kisebb halat zsákmányol. Magányos, territoriális vadászok, vagy a tengerfenékbe ásott gödrökben vagy pedig barlangokban, hasadékokban bújnak meg.

Az állatvilág különlegessége a sáskarák rendkívüli színlátást biztosító bonyolult, összetett szeme Forrás: Roy L. Caldwell

.A sáskarákok belső megtermékenyítéssel szaporodnak,és a nőstény miután lerakta a petéket, elülső végtagján szállítja ezeket mindaddig, amíg kikelnek a kisrákok.

A sáskarákok általában monogám párkapcsolatban élnek.

A korallzátonyok mentén merülő kedvtelési búvárokat véletlenül se tévessze meg az ártalmatlannak látszó apró, ám rendkívül harcias és balesetveszélyes sáskarákra bukkannak Forrás: Origo

A kedvtelési búvároknak nagyon óvatosan kell viselkedniük ezekkel a szemet vonzó, csodaszép, és jelentéktelennek tűnő állatokkal szemben, mert az óvatlan búvár, ha felpiszkál egy sáskarákot, komoly balesetveszélyes „kokszira" számíthat. Mint a korallzátonyok lakói, sajnos ezek a gyönyörű és különleges állatok is veszélyben vannak.