不莱梅应用科学大学 (HSB) 的科学家们使用离心机证明，当昆虫在较高的机械负荷下生长时，它们的外骨骼会变得更坚固。这些基础知识对于更好地理解角质层、骨骼和许多生物材料的进化非常重要。

大多数生物材料的一个典型特征是它们对机械载荷的反应能力。例如，在风中摇曳的树木通过添加更多木材来增强自身强度以承受力量。同样，人类和其他脊椎动物的骨骼结构具有添加或去除骨材料的能力，从而优化其机械性能。

然而，地球上的大多数动物都有角质层外骨骼。到目前为止，尚不清楚这些外骨骼是否也能对机械载荷做出反应，或者脊椎动物的骨骼和木材在这方面是否具有独特的进化能力。

为了回答这个基本的生物学问题，来自不莱梅应用科学大学(HSB)生物结构和仿生学工作组的科学家们在大型离心机中饲养蝗虫数周，或者为它们配备了小型定制的“背包”。然后研究人员测量了腿部的硬度，并使用 X 射线显微断层扫描来分析角质层的结构。

该研究发表在Royalsocietypublishing.org/doi … .1098/rspb.2023.2141 > Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences。

“我们第一次能够直接证明昆虫的外骨骼能够对机械负载做出反应，”Karen Stamm 博士说，她在 HSB 的 Bionik 创新中心 (BIC) 进行了这项研究，作为她的研究项目的一部分。博士 研究。“在三倍于自身体重的离心机中放置两周后，蝗虫的腿变得更僵硬，角质层的结构也与生活在正常重力下的蝗虫不同。”

HSB 生物结构和仿生学工作组组长 Jan-Henning Dirks 教授表示：“迄今为止，人们只知道骨内骨骼和植物具有适应机械负载的能力。” “我们的结果表明，我们的骨骼对机械负荷的反应能力并不是独一无二的。这些基础知识可以帮助我们更好地了解许多生物材料和骨骼系统的进化途径。”

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