Скорпионы, уже обладающие внешностью, кричащей «не трогай», тайно усиливали свои клешни и жала металлами, такими как цинк, марганец и железо. Новое исследование показывает, что это не просто неряшливое питание — это намеренная, вооружённая металлургия.

Сэм Кэмпбелл, биолог из Университета Квинсленда, сообщил журналистам, что присутствие металлов в оружии скорпионов известно с 1990-х годов. Неясно было, эволюционировали ли твари таким образом или просто случайно закусывали неправильной грязью. Чтобы выяснить это, Кэмпбелл и его команда изучили 18 таксонов скорпионов из Смитсоновского национального музея естественной истории, используя высокоразрешающую сканирующую электронную микроскопию и микрорентгенофлуоресцентную визуализацию для создания цветных карт распределения металлов.

Результаты, опубликованные в Journal of The Royal Society Interface, демонстрируют сложный дизайн. Цинк концентрируется на самом кончике жала, чтобы сохранять его твёрдым и устойчивым к проколам, в то время как марганец располагается чуть ниже, обеспечивая гибкость и поглощая вибрации — превращая жало в биологическое копьё, которое не сломается при ударе. «Это имеет смысл, потому что укус скорпиона довольно агрессивен и создаёт большую силу, поэтому жало должно выдерживать это, не ломаясь», — объяснил Кэмпбелл.

Клешни получают аналогичное улучшение. Обогащение цинком и железом появляется только на зубчатых бугорках подвижного сегмента клешни, как у самурайского меча, где самый твёрдый материал проходит вдоль режущей кромки. Кэмпбелл отметил, что когда эти бугорки появляются, появляется и металл — а везде на клешне ничего нет. Так что остальная часть клешни просто отдыхает, неукреплённая.

Но эволюция на этом не остановилась. Виды, которые сильно полагаются на свои жала для охоты, такие как семейство Buthidae, имеют длинные тонкие клешни с меньшим количеством металла. Между тем, императорский скорпион (Pandinus imperator) использует свои массивные, укреплённые металлом клешни, чтобы раздавливать добычу, а жало приберегает для самообороны. Команда обнаружила обратную корреляцию: если у вида скорпионов клешни сильно обогащены цинком, то его жало относительно бедно цинком, и наоборот. «Дело не в том, что они просто выбирают укреплять одно оружие вместо другого, — сказал Кэмпбелл. — Я думаю, это эволюционное стремление укреплять то оружие, которое используется чаще всего».

Однако обогащение железом преподнесло сюрприз. Кэмпбелл предполагает, что это скорее связано с устойчивостью к истиранию, чем с твёрдостью: скорпионы с тонкими клешнями должны дольше удерживать извивающуюся добычу, пока действует яд, поэтому железо помогает им сохранять хватку. Цинк, с другой стороны, компенсирует более слабые клешни, добавляя твёрдости.

Несмотря на этот умный дизайн, жала скорпионов всё равно ломаются в дикой природе — прямо в переходной зоне между цинком и марганцем. Кэмпбелл признал, что это «довольно интересная слабость» и что у него пока нет реальной теории на этот счёт. Одна из возможностей заключается в том, что цинк и марганец являются ограниченными ресурсами, поэтому скорпионы укрепляют только самые критически важные части.

У исследования есть пробелы. Команда использовала только один образец на вид, упуская вариации между особями и между полами (самки обычно намного крупнее). Они также не отслеживали изменения в течение линек — скорпионы сбрасывают экзоскелет по мере роста, и одно исследование показало, что новорождённые скорпионы не имеют обогащения металлами, металлы появляются только ко второй стадии.

Кэмпбелл признал, что скорпионов notoriously трудно изучать: они ночные, пустынные и любят рыть норы. «Мы не знаем на 100 процентов, каково их поведение, — сказал он. — Было бы хорошо установить истинные корреляции между тем, что мы наблюдаем в дикой природе, как они взаимодействуют с окружающей средой, и тем, что мы находим в их экзоскелетах в лаборатории. Это было бы огромное, огромное исследование».