庞巴迪甲虫的非凡火力后面的化学 - “迷人的故事，没有人能够告诉”

庞巴迪甲虫。

如果你想看到自然世界的奇迹之一，只是惊吓庞巴迪甲虫。但要小心：当甲虫害怕时，它们会用一个复杂的芳香化学物质鸡尾酒淹没内部室，触发胶带的级联，引发释放流体的化学反应，并将其射出昆虫的喷嘴，在机枪上射出昆虫的喷嘴。毒性，烫伤 - 热蒸气。爆炸性的，高压爆炸的有毒化学品不会伤害甲虫，但它染色和刺激人体皮肤 - 可以彻底杀死较小的敌人。

甲壳虫的非凡阿森纳被一些人作为上帝存在的证据举行：如何在地球上，创造主义者争论，这可能是一个复杂的，多学前的国防机制偶然进化？现在，霍博肯史蒂文斯理工学院的研究人员，N.J.展示了庞巴迪甲虫在过程中如何讨论其致命的爆炸性，了解进化如何引起甲虫的卓越火力。

“我们首次解释这些令人难以置信的甲虫生物合成化学品以为其爆炸制造燃料，”作品的研究教授萨拉杜斯·阿特盖尔说：在本工作教授，目前在7月2020年7月的自然科学问题上出现。“这是一个迷人的故事，没有人能够告诉之前。”

追查甲虫内部化学套装的工作，加州大学的Attygalle及其同事，伯克利使用氘是稀有氢同位素，标记专门合成的化学混合物。由Kipling领导的团队将在甲虫的内部流体中注入氘标记的化学物质，或用狗粮混合它们，并在几天内将它们送入甲虫。

Attygalle的团队通过在冰箱里弹出它们，然后轻轻地拉紧在他们的腿上，讨厌困倦的昆虫，直到他们在仔细放置的过滤纸上发射防守喷雾剂。该团队还解释了一些甲虫，使用人的毛圈绑定封闭连接其化学水库和反应室的微小管道，并抽取用于产生爆炸的原料化学品。

使用质谱仪，Attygalle检查了向氘标记的产品发送到史蒂文的样品，使他能够完全将甲虫纳入其炸弹制作套件的化学品。“人们一直在推测这至少50年，但最后我们有一个明确的答案，”Attygalle说。“事实证明，甲虫的生物化学比我们想象的更为复杂。”

此前，研究人员认为，从甲虫喷雾中发现的两种有毒的苯样的化学物质被甲壳素喷雾中发现的浓度从氢醌代谢，一种在人类中可以引起癌症或遗传损伤的有毒化学品。史蒂文斯的团队表明，实际上只是甲虫的苯醌中的一种衍生自氢醌，另一个从完全单独的前体：M-甲酚，煤焦中发现的毒素。

Attygalle说，甲虫可以安全地代谢甲虫可以安全地代谢这些有毒化学品。在未来的研究中，他希望沿着甲虫的化学供应链进一步追随上游，以了解前体是如何从天然可用的物质生物合成的。

该团队的调查结果还表明甲虫的炸药依赖于许多其他令人毛骨悚然的爬行中发现的化学途径。其他动物，如千里足也使用苯醌来阻止捕食者，虽然它们缺乏轰炸爆炸的化学防御能力。蜘蛛和千里足等进化的遥远生物也使用类似的策略，表明多种生物体具有独立地演化的方法来生物合成化学品。

这是一个提醒人们庞巴迪甲虫，虽然是显着的，但是Attygalle说，是丰富而完全自然的挂毯的一部分。“通过研究甲虫化学的相似之处和差异，我们可以更清楚地看到它们和其他物种如何适合进化树，”他解释道。“甲虫令人难以置信的佩戴，他们都有惊人的化学故事来讲述。”

参考：“BezoIngs的生物合成起源在爆炸性排放轰炸机Beetle Brachinus Elongatulus”由attygalle，Sihang Xu，Wendy Moore，Reilly McManus，Aman Gill＆Kipling将于6月16日，自然科学.DOI：
10.1007 / s00114-020-01683-0.