北美有一種即使被汽車輾軋也不會死亡的甲蟲。東京農工大學等日美兩國組成的研究團隊詳細調查了這種甲蟲的身體，發現其外骨骼的接縫處有兩對獨特的凹凸結構等，由此構成了堅硬的身體。今後在參考生物結構和功能等進行技術開發的「仿生學」領域將會受到關注。
棲息在美國加利福尼亞州南部乾旱地區的甲蟲「惡魔鐵錠甲蟲（Phloeodes diabolicus）」沒有翅膀，不能飛行，但擁有可以承受汽車輾軋的堅硬外骨骼。基於這一特徵，還被稱爲「用鋼鐵武裝的甲蟲」。
惡魔鐵錠甲蟲（圖片由美國加利福尼亞大學的David Kisailus教授提供）
爲揭開甲蟲身體的祕密，研究團隊利用金屬材料試驗法測試了這種甲蟲的外骨骼。由此發現，這種昆蟲大約可以承受133牛頓的重量，約相當於其自重的3萬9000倍。性能爲近緣物種的一倍以上。
研究團隊利用電子顯微鏡和CT掃描調查外骨骼還發現，連接處的截面像拼圖的碎片一樣，透過兩對凹凸結構齧合在一起。以前只在甲蟲身上發現過一對這樣的結構，這應該是首次發現兩對。
另外，在甲蟲的表皮，由多醣甲殼素和蛋白質形成的纖維以條紋狀堆疊疊片，這種層結構也延伸到了凹凸部分。據介紹，這爲甲蟲實施能承受巨大重力的韌性做出了很大貢獻。調查外骨骼的有機物質成分還發現，蛋白質的含量比日本的獨角仙高出10％左右。這應該也爲實施堅硬的外殼做出了貢獻。
惡魔鐵錠甲蟲外骨骼連接處的截面。兩對凹凸結構齧合在一起（中央的虛線方框内）。左側的紅框内用黃線突出了這種凹凸結構。右上方的黃框内爲近緣物種的凹凸結構，只有一對凹凸結構（圖片由美國加利福尼亞大學的David Kisailus教授提供）
研究團隊利用碳材料類比這兩對凹凸結構製作了人工結構體，調查接合部的特性應答，與連接飛機等的外板接頭處和零件的「鉚釘」相比，人工結構體在韌性方面表現尤爲優異。這種結構有望用於飛機和汽車等的生產。
東京農工大學的新垣篤史副教授（生物工學）表示：「纖維層狀結構位於凹凸部分是一種能提高韌性的絕妙設計。這種昆蟲應該是在惡劣的環境中演化出了這些特徵」。
研究團隊由東京農工大學、美國加利福尼亞大學、普渡大學、勞倫斯伯克利國家實驗室和德克薩斯大學組成。相關研究成果已於10月21日發佈在英國科學期刊《自然》上。
日文：JST Science Portal編輯部
中文：JST客觀日本編輯部
