Článek
Když se brouk bombardýr cítí ohrožený, nezkouší utéct ani se schovat. Otočí se k útočníkovi zadečkem a vystřelí na něj proud téměř vroucí, žíravé chemické směsi, a to v sériích rychlých mikrovýbuchů, které se odehrávají stokrát až tisíckrát za vteřinu. Vědcům trvalo desítky let, než přišli na to, jak přesně dokáže brouk tenhle proces uvnitř vlastního těla ovládat, aniž by sám vybuchl.
Chemická továrna v zadečku
Obranný systém brouka bombardýra, česky také nazývaného prskavec, tvoří dvojice žláz na konci zadečku, každá rozdělená na dvě oddělené komory. Ve větší, zásobní komoře se hromadí vodní roztok peroxidu vodíku a takzvaných hydrochinonů, tedy chemikálií, ze kterých vzniká výsledná dráždivá látka. Menší, reakční komora je vystlaná buňkami, které produkují enzymy kataláza a peroxidáza. Když brouka něco ohrozí, stáhne svaly kolem zásobní komory a malé množství roztoku protlačí ventilem do reakční komory. Tam se chemikálie během zlomku vteřiny setkají s enzymy, prudce zreagují a uvolní teplo i tlak, které vymrští žíravou, téměř vroucí tekutinu ven z těla.
Stovky mikrovýbuchů za vteřinu
Dlouho se vědci domnívali, že brouk vystřelí jeden delší proud tekutiny. Teprve tým vedený Ericem Arndtem z Massachusettského technologického institutu a entomoložkou Wendy Mooreovou z Arizonské univerzity v roce 2015 pomocí rychlého rentgenového zobrazování na synchrotronu přímo uvnitř žijících brouků ukázal, že jde ve skutečnosti o velmi rychlou sérii oddělených mikroexplozí. Snímky pořízené rychlostí až dva tisíce záběrů za vteřinu odhalily, že mezi zásobní a reakční komorou funguje pružná membrána, která funguje jako pasivní ventil. Tlak z výbuchu membránu na okamžik nafoukne a ventil uzavře, jakmile tlak klesne, membrána se uvolní a ventil se znovu otevře pro další dávku. Tenhle cyklus se opakuje s frekvencí, která podle výzkumu dosahuje až tisíce pulzů za vteřinu, takže lidské ucho ho vnímá jako jediné ostré prasknutí, i když jde ve skutečnosti o dávku z mnoha rychlých výstřelů.
Přesná muška i opakovaná palba
Výsledná tekutina, chemicky jde o takzvané benzochinony, dosahuje teploty blízké bodu varu vody a tryská z těla brouka rychlostí kolem deseti metrů za vteřinu. Podle výzkumu je sprej díky pulznímu mechanismu až pětkrát rychlejší a horkejší než u jiných druhů hmyzu, které používají chemicky podobnou látku bez explozivního vystřelování. Brouk navíc dovede hlaveň na konci zadečku otáčet a mířit tak přesně na útočníka z různých úhlů, včetně dopředu přes vlastní tělo. Podle pozorování zvládne bombardýr vystřelit v rychlém sledu i několik desítek dávek za sebou, než mu dojdou zásoby chemikálií, a k jejich doplnění pak potřebuje čas v řádu desítek minut. Odradit dokáže mravence, pavouky, dravý hmyz i drobné obratlovce jako žáby, a díky tak účinné obraně nemá bombardýr v přírodě prakticky žádné přirozené predátory.
Proč tahle zbraň nevznikla naráz
Složitost celého mechanismu někdy slouží jako oblíbený argument lidí zpochybňujících postupný vznik druhů evolucí, s tím, že prý muselo jít o zbraň, která buď fungovala celá najednou, nebo vůbec. Entomologové ale ukazují, že to tak není. Schopnost vylučovat dráždivé chinony obrannými žlázami na konci zadečku je mezi střevlíkovitými brouky, do jejichž velké čeledi bombardýr patří, poměrně běžná a najde se u řady příbuzných druhů, které ale žádnou explozivní reakci nemají, jen postupně vylučují dráždivou tekutinu. Bombardýrova podčeleď si podle všeho postupně vyvinula účinnější variantu téhož základního systému, tedy zesílenou produkci reaktantů, oddělenou reakční komoru a nakonec i samotnou explozivní, pulzující reakci. Každý dílčí krok přitom sám o sobě zvyšoval šanci přežít útok predátora, takže nejde o mechanismus, který musel vzniknout naráz v celé dnešní podobě.
Brouk bombardýr tak není jen kuriozitou z přírody, ale i inspirací pro techniku. Vědci, kteří odhalili princip jeho pulzního motorku, upozorňují, že podobný mechanismus krátkých, opakovaných a přesně řízených výbuchů by se dal v budoucnu využít třeba při vývoji palivových vstřikovačů nebo systémů tlumících ničivou sílu výbuchu. Málokterý hmyz se tak může pochlubit tím, že jeho obranný systém zajímá nejen biology, ale i inženýry.
