Coleottero bombardiere

Gli insetti e i piccoli animali adottano le più svariate tecniche per sopravvivere nella continua lotta per la vita. Ad esempio il camaleonte cambia colore per mimetizzarsi nell’ambiente circostante, l’insetto stecco si mimetizza con i rami dell’albero in cui si trova mentre la mantide religiosa attende le sue prede  sulle foglie vicino ad altre infiorescenze dell’orchidea simulando di essere un fiore carico di nettare.

Altri animali posseggono ghiandole di veleno che sono in grado di secernere sostanze capaci di paralizzare o uccidere le prede o per difendersi da predatori come nel caso di serpenti, formiche, farfalle, rane e meduse. Un caso emblematico è quello del bombardiere ovvero di un coleottero della famiglia Carabidi che, quando è disturbato, emette dalle ghiandole addominali, una nuvoletta di vapore bollente  ad alta pressione acre e irritante accompagnata da un boato.

Questo coleottero è dotato di un paio di ghiandole che si aprono all’estremità dell’addome ciascuna delle quali  è costituita da due compartimenti: quello interno contiene una soluzione di idrochinone e perossido di idrogeno mentre quello esterno contiene una miscela di enzimi.

Quando è minacciato il coleottero bombardiere fa sì che la soluzione contenuta nel compartimento interno giunga a quello esterno dove, a gli enzimi catalizzano la reazione esotermica:

C6H4(OH)2(aq) + H2O2(aq)C6H4O2(aq) + 2 H2O(l)

in cui l’idrochinone viene ossidato a chinone.

Per conoscere il calore sviluppato dalla reazione consideriamo le seguenti reazioni:

C6H4(OH)2(aq)  → C6H4O2(aq) + H2(g)    ΔH° = 177 kJ

H2O2(aq)H2O(l) + ½ O2(g)   ΔH° = – 94.6 kJ

H2(g) + ½ O2(g)    H2O(l)   ΔH° = – 286  kJ

Applicando la llegge di Hess sommando membro a membro le tre ultime reazioni e semplificando si ottiene l’equazione complessiva per la quale ΔH° = + 177 – 94.6 – 286 = – 204 kJ

La quantità di energia sviluppata è in grado di portare la miscela all’ebollizione.

Il coleottero bombardiere è in grado di scaricare la miscela sotto forma di spray verso il predatore ed inoltre il chinone prodotto dalla reazione agisce da repellente nei confronti di altri insetti o animali quali formiche, ragni e rane. Un bombardiere ha reagenti sufficienti da essere  in grado di produrre da 20 a 30 scariche in rapida successione ciascuna delle quali accompagnata da una detonazione.

La tecnica di difesa attuata dal coleottero bombardiere ha una sorprendente analogia con la famigerata V-1 tedesca che univa le caratteristiche di un aereo a quelle di una bomba aeronautica. Infatti sia l’ordigno bellico utilizzato dalla Luftwaffe nell’ultima fase della seconda guerra mondiale noto con il nomignolo di buzz bomb, che il coleottero bombardiere sono in grado generare un getto a impulsi tramite una reazione chimica.

Le operazioni che il coleottero bombardiere non possono essere portate a termine dagli uomini, a meno che non siano dei chimici che tuttavia possono fare questo tipo di operazioni, ma certo non all’interno dei loro corpi ma solo nei  laboratori

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Author: Chimicamo

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