Dette indlæg er det første i en kort blogserie med titlen “Kend dit insekt”. Billederne og beskrivelserne er skrevet af entomologistuderende, der er indskrevet på et seminar af samme navn.
Af: Flor Edith Acevedo
Insekters underkæber eller kæber er stærkt sklerotiserede strukturer, der tjener en række forskellige funktioner, herunder fødeindtagelse og forsvar. Hos myrer bruges mandiblerne også som redskaber til at udføre aktiviteter som at skære blade, grave, bære og tage sig af ynglen. Endnu et interessant aspekt ved insekters mandibler er, at de kan spille en vigtig rolle i parringssucces, hjortebillehanner (Coleoptera: Lucanidae) får store mandibler, som synes at tiltrække flere hunner (Gotoh et al. 2011).
Insekters mandibler består hovedsageligt af kitin og proteiner; tilstødende kæder af kitin er tværbundet af hydrogenbindinger for at danne kitinmikrofibriller. De fysiske egenskaber ved insekters mandibler påvirkes af kutikeltykkelsen, chitinfibrenes placering, proteinindholdet og metalaflejring (Klowden 2008).
Nogle insekter øger deres mandiblers hårdhed ved at inkorporere metaller som zink, mangan, kobber og calcium. Metallerne findes hovedsageligt i underkæbenes skærekanter for at øge hårdheden og reducere slibeslitage (Cribb et al. 2008; Schofield et al. 2002).
Det er ikke alle insekter, der ophober de samme mineraler i deres underkæbe. Mineralsammensætningen synes at være forbundet med den taksonomiske gruppe, som et bestemt insekt tilhører. For eksempel er ophobning af Zn udbredt i larver af lepidoptera. Den er også til stede hos termitter, myrer, græshopper og nogle biller. Calcium findes derimod hovedsageligt hos Diptera (Cribb et al. 2008; Schofield et al. 2002; Hillerton et al. 1984; Cribb et al. 2005).
Zn-indholdet er stærkt korreleret med mandibulær hårdhed hos termitter, myrer og havormen Nereis virens (Cribb et al. 2008; Schofield et al. 2002; Broomell et al. 2006). Mineralisering er dog ikke den eneste måde at øge underkæbens hårdhed på. Nogle biller har mandibler, der er hårdere end rustfrit stål, men mangler alligevel mineraler. En bedre forståelse af den fysiske og kemiske struktur af insekternes kutikula ville være af stor interesse for materialeforskningen (Cribb et al. 2010).
Et andet vigtigt aspekt, der er involveret i biomekanikken ved insekternes fødeindtagelse, er den tilknyttede mandibulære muskulatur. Sammen påvirker underkæben og musklerne kraften, hastigheden og præcisionen af underkæbens bevægelser (Clissold 2007).
Min forskning fokuserer på studiet af tilpasningsmekanismer, der anvendes af planteædende insekter til at æde bestemte planter. Under fødeindtagelsen er planteædere nødt til at ødelægge planternes cellevægge for at få adgang til næringsstofferne. Denne forstyrrelse er normalt først fysisk og derefter kemisk; derfor kan bladenes struktur hæmme den indledende tilegnelse af næringsstoffer. Planter med et højt indhold af lignin vil f.eks. være sværere at ødelægge. Ophobningen af cellulose, lignin, silicium og trichomer er barrierer for mekanisk beskadigelse og fungerer som planternes mekaniske forsvar ved at reducere fordøjeligheden og forårsage slid på insekternes mandibler.
For at insekterne kan ernære sig og udvikle sig på planter med hårde blade, er de nødt til at tilpasse deres fysiologi, morfologi og udvikling. Lepidoptera-larver (larver) er i stand til at øge størrelsen af deres hovedkapsel, når de æder hårdt plantevæv (Bernays 1991). Større hovedkapsler kan rumme større mandibulære muskler; derved øges den kraft, der kræves for at æde hårde blade.
