Ученые из Университета Монтаны обнаружили, что форма «рогов» у разных видов пластинчатоусых жуков наилучшим образом подходит для того способа, которым этот жук сражается с соперниками.
Самцы многих жуков из семейства пластинчатоусых снабжены наростами на голове и переднеспинке – грозным оружием, которое они используют в битвах за самку. Некоторые виды получили благодаря этому украшению свои названия, например, жук-олень (Lucanus cervus) и жук-носорог (Oryctes nasicornis).
Главная цель поединков жуков – сбросить своего оппонента вниз с ветки или ствола дерева. При этом «боевые стили» у разных видов отличаются. Одни жуки пытаются поддеть соперника «вилами», другие захватить «клещами», а третьи фехтуют своими рогами, как мечами.
Эрин Маккалоу (Erin McCullough) и ее коллеги предположили, что форма и механические свойства «рогов» разных видов должны соответствовать применяемому жуком стилю боя. Они исследовали вооружение трех видов жуков (Trypoxylus dichotomus, Dynastes hercules и Golofa porteri), чтобы подтвердить эту гипотезу. Были созданы биомеханические 3D-модели рогов каждого вида и испытано их сопротивление давлению сверху, сбоку и скучиванию. Как оказалось, каждая из моделей лучше всего противостоит тому типу деформаций, который наиболее силен при способе драке, применяемом данным жуком.
Это достигается, в первую очередь, благодаря различной форме поперечного сечения рогов. У японского жука Trypoxylus dichotomus, который действует своими рогами как вилами, их поперечное сечение треугольное, что обеспечивает лучшую устойчивость к изгибу и скручиванию. Круглое сечение рогов у Golofa porteri позволяет им фехтовать рогами, давая наилучшее сопротивление к давлению в разных направлениях. А рога жука-геркулеса (Dynastes hercules) имеют эллиптическое сечение, так как максимальное давление они испытывают только в одном направлении.
Результаты исследования опубликованы в Proceedings of the National Academy of Sciences.
