Ez a bejegyzés az első a “Ismerd meg a rovarod” című rövid blogsorozatban. A képeket és leírásokat az azonos nevű szemináriumra beiratkozott entomológus végzős hallgatók írják.
By: Flor Edith Acevedo
A rovarok mandibulái vagy állkapcsai erősen szklerotizált szerkezetek, amelyek számos funkciót látnak el, beleértve a táplálkozást és a védekezést. A hangyáknál az állkapcsokat szerszámként is használják olyan tevékenységek elvégzéséhez, mint a levélvágás, az ásás, a hordozás és a költésgondozás. A rovarok mandibuláinak egy másik érdekes aspektusa, hogy fontos szerepet játszhatnak a párzási sikerben, a szarvasbogár hímek (Coleoptera: Lucanidae) nagy mandibulákat növesztenek, amelyek a jelek szerint több nőstényt vonzanak (Gotoh et al. 2011).
A rovarok mandibulái főként kitinből és fehérjékből állnak; a szomszédos kitinláncok hidrogénkötésekkel keresztkötődnek, és kitin mikrofibrillákat alkotnak. A rovarok mandibuláinak fizikai tulajdonságait a kutikula vastagsága, a kitinrostok elrendeződése, a fehérjetartalom és a fémek lerakódása befolyásolja (Klowden 2008).
Egyes rovarok mandibuláik keménységét fémek, például cink, mangán, réz és kalcium beépítésével növelik. A fémek főként az állkapcsok vágóélén találhatók, hogy növeljék a keménységet és csökkentsék a koptató kopást (Cribb et al. 2008; Schofield et al. 2002).
Nem minden rovar akkumulálja ugyanazokat az ásványi anyagokat az állkapcsában. Úgy tűnik, hogy az ásványi összetétel összefügg azzal a rendszertani csoporttal, amelyhez az adott rovar tartozik. Például a Zn felhalmozódása széles körben elterjedt a lepidoptera lárvákban. A termeszekben, hangyákban, szöcskékben és néhány bogárban is jelen van. A kalcium viszont főként a Dipterákban található meg (Cribb et al. 2008; Schofield et al. 2002; Hillerton et al. 1984; Cribb et al. 2005).
A Zn-tartalom erősen korrelál az állkapocs keménységével termeszekben, hangyákban és a Nereis virens tengeri féregben (Cribb et al. 2008; Schofield et al. 2002; Broomell et al. 2006). Az ásványosodás azonban nem az egyetlen módja az állkapocs keménységének növelésének. Egyes bogarak mandibulája keményebb, mint a rozsdamentes acél, mégis hiányzik belőlük az ásványi anyag. A rovarok kutikula fizikai és kémiai szerkezetének jobb megértése nagy érdeklődésre tartana számot az anyagkutatásban (Cribb et al. 2010).
Egy másik fontos szempont, amely a rovarok táplálkozásának biomechanikájában szerepet játszik, az állkapocs izomzatának rögzítése. Az állkapocs és az izmok együttesen befolyásolják az állkapocs mozgásának erejét, sebességét és pontosságát (Clissold 2007).
Kutatásom középpontjában a rovarok növényevők által az egyes növényekkel való táplálkozáshoz használt alkalmazkodási mechanizmusok vizsgálata áll. A táplálkozás során a növényevőknek fel kell bontaniuk a növényi sejtfalakat, hogy hozzáférjenek a tápanyagokhoz. Ez a bontás általában először fizikai, majd kémiai úton történik; ezért a levelek szerkezete gátolhatja a tápanyagok kezdeti megszerzését. Például a magas lignintartalmú növényeket nehezebb megbontani. A cellulóz, a lignin, a szilícium és a trichomák felhalmozódása akadályozza a mechanikai sérülést, és a növény mechanikai védelmét szolgálja azáltal, hogy csökkenti az emészthetőséget és a rovarok mandibuláinak kopását okozza.
Azért, hogy a rovarok képesek legyenek táplálkozni és fejlődni a kemény levelű növényeken, fiziológiájukat, morfológiájukat és fejlődésüket adaptálniuk kell. A Lepidoptera lárvák (hernyók) képesek növelni fejkapszulájuk méretét, amikor kemény növényi szövetekkel táplálkoznak (Bernays 1991). A nagyobb fejkapszula nagyobb mandibuláris izmokat képes befogadni; ezáltal növelve a kemény leveleken való táplálkozáshoz szükséges erőt.
