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尾部架有“炮管”喷射100℃毒雾2厘米长的甲虫是如何做到的?

时间:2022-08-08 03:07来源:未知 作者:admin 点击:

  1955年的一天,被世人称为“化学生态之父”的托马斯·埃斯纳(Thomas Eisner)在美国麻省野外发现了一只普通小甲虫,于是他伸手去抓,想好好地研究一下,结果却很意外,甲虫尾部突然产生爆响,并喷射高温的有毒喷雾,埃斯纳手指被烫伤了,并闻到恶心的臭味。

  出于好奇,埃斯纳将这种奇怪的虫子带回了实验室,他很快发现小甲虫非常特别,尾部架有“炮管”,在遇到刺激时,射出“毒气弹”来攻击敌人,一声爆响之后,尾部“炮管”向外喷射100℃有毒喷雾,小甲虫长度只有2厘米,但射程却能达到好几米。

  小甲虫被命名为Bombardier beetles,翻译过来的中文意思是“投弹手甲虫”。在我国,Bombardier beetles也很常见,四川,广西,广东,福建,台湾,江西,贵州,等省都可以看到,中文学名“气步甲”,有人将其称为“放屁虫”,因为喷出的喷雾很臭。

  放屁虫的身体长度不足两厘米,头部为黄褐色,中间点缀着黑色纵斑,外貌特征和大多数小型甲壳虫比较类似,看不出来有什么特别的,像极了青蛙、螳螂、蟾蜍最爱吃的小昆虫,但当它们捕捉或一口吞下之后,肯定就要后悔了。

  放屁虫感受到刺激后,能在极短时间内把尾部“炮管”对准敌人,产生爆响并射出带有恶臭的100℃有毒喷雾,如同“毒气弹”一般,射程甚至可以达到体长的300倍,一只2厘米长放屁虫,毒液能飞溅到6米开外,所以用手去抓放屁虫相当危险。

  有镜头显示,螳螂抓住放屁虫的0.1秒,放屁虫就展开了反击,尾部对准螳螂,高速喷射有毒喷雾,螳螂瞬间失去了攻击能力,放开放屁虫,胡乱挥舞着前臂,肯定是又臭又烫,因为绿色前臂变成了黑色。还有镜头显示,一只蟾蜍将放屁虫一口吞下,但转眼又吐了出来,露出难受的表情。

  有不少朋友称被放屁虫毒伤过,至今记忆犹新,有网友说,我小时候在水库边捉过放屁虫,喷了一手黄黄的物质,有灼烧感,指甲盖都烫黄了,但并没有产生烫伤。还有网友表示,小时候胳膊被放屁虫烫伤过一次,至今还留有伤疤。

  在地球上,有毒动物很常见,但产生瞬间高温的动物只怕也只有放屁虫了,2厘米长甲虫是如何做到的?研究发现,放屁虫喷雾是由化合物苯二酚和过氧化氢反应而产生,一开始,它们分别储存在放屁虫肚子里面,一旦遇到危险,放屁虫会猛烈收缩尾部肌肉,让这两种物质相遇。

  过氧化氢的分子式为H2O2,苯二酚分子式为C6H4(OH)2,这两种元素化学反应后生成苯醌,苯醌分子式为C6H4O2,化学反应的方程式为:C6H4(OH)2+H2O2=C6H4O2+2H2O。

  苯醌是一种具有刺激性臭味的金黄色棱柱状结晶,溶于热水,熔点115.7℃,具有很强的挥发性,能腐蚀皮肤,能让眼角膜溃疡,眼球晶状体混浊,严重情况下可导致皮肤组织坏死,因此毒性很猛,遇到放屁虫,一定要注意保护眼睛,因为它是最脆弱的器官。

  苯二酚和过氧化氢起的化学反应本来就够快的,为了让化学反应更加剧烈,放屁虫分泌出催化酶,让C6H4(OH)2和H2O2直接分解成氢气和苯醌,化学式为:C6H4(OH)2=C6H4O2+H2,2H2O2=2H2O+O2,其过程加剧了反应速度,释放出大量热。

  研究人员测量的结果显示,毒雾温度可高达100℃,能让混合物达到水的沸点,压力聚增,迫使苯二酚和过氧化氢储存室关闭,迫使含有苯醌的化合物从排气阀猛烈地排出,并发出巨大的砰砰声,形成有毒喷雾。

  为了对准目标,放屁虫必要的时候快速转动尾部“炮管”,可以旋转270°,瞄准目标后,有毒喷雾以约每秒500个脉冲的速率喷出,百分之百击中目标,弹不虚发。瞄准目标,让两种物质发生化学反应,分泌催化酶,这一系列动作全部在1秒之内完成。

  高炮每打一发炮弹后,需要很长的准备时间,但是放屁虫可以像机关枪一样连续扫射,不过放屁虫的“毒气弹”并不是无限,在喷射20多次后,将会用光“炮弹”,差不多需要20多个小时才补充完成,在这段时间内,没有了“毒气弹”防身,对放屁虫而言,危险万分。

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