この記事は「昆虫を知る」という短いブログシリーズの第一回目です。 画像と説明は、同名のゼミに在籍する昆虫学の大学院生が書いています。

By: Flor Edith Acevedo

昆虫の大あごは、大きく硬化した構造で、摂食や防御などさまざまな機能を担っています。 アリでは、大あごは、葉を切る、掘る、運ぶ、子アリの世話をするなどの活動を行うための道具としても使用されています。 さらに、昆虫の大あごのもう一つの興味深い点は、交尾の成功に重要な役割を果たすことで、クワガタのオス（Coleoptera: Lucanidae）は大きな大あごを伸ばし、多くのメスを引き寄せるようです（Gotoh et al.2011）。

昆虫大あごの主成分はキチンおよびタンパク質で、キチンの隣接鎖は水素結合により架橋されてキチンミクロ線維を形成しています。 昆虫の大あごの物性は、キューティクルの厚さ、キチン繊維の配列、タンパク質含有量、金属付着量によって影響を受ける（Klowden 2008）。

一部の昆虫は、亜鉛、マンガン、銅、カルシウムなどの金属を取り入れて大あごの硬さを高めている。 これらの金属は主に大顎の刃先に存在し、硬度を高め、磨耗を軽減します（Cribb et al. 2008; Schofield et al. 2002）。

すべての昆虫が大あごに同じ鉱物を蓄積しているわけではありません。 そのミネラル組成は、特定の昆虫が属する分類群に関連しているようです。 例えば、Znの蓄積は鱗翅目幼虫に広く見られる。 また、シロアリ、アリ、バッタ、一部の甲虫にも含まれている。 一方、カルシウムは主に双翅類に多く含まれる(Cribb et al. 2008; Schofield et al. 2002; Hillerton et al. 1984; Cribb et al. 2005)

Zn 量と大あごの硬さは、シロアリ、アリ、海虫 Nereis virens で高い相関がある (Cribb et al. 2008; Schofield et al. 2002; Broomell et al. 2006)。 しかし、大顎骨の硬度を上げる方法は、鉱化だけではありません。 大あごがステンレス鋼よりも硬いにもかかわらず、ミネラルを持たない甲虫もいる。 昆虫のクチクラの物理的・化学的構造をよりよく理解することは、材料研究において大きな関心を呼ぶでしょう（Cribb et al. 筋肉は下の画像を参照してください。 Photo by Matt Bertone ©

昆虫の摂食のバイオメカニクスに関わるもう一つの重要な側面は、付着した大顎筋組織です。 大あごと筋肉が一緒になると、大あごの動きの力、速度、精度に影響を与えます (Clissold 2007)。

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私の研究は、昆虫草食動物が特定の植物を食べるために用いる適応メカニズムの研究を中心としています。 摂食の際、草食動物は植物の細胞壁を破壊して、栄養分を得る必要があります。 この破壊は通常、まず物理的に、次に化学的に行われます。したがって、葉の構造によって、最初の栄養分の獲得が阻害されることがあるのです。 例えば、リグニンを多く含む植物は、破壊しにくくなる。 セルロース、リグニン、ケイ素、トリコームの蓄積は機械的損傷の障壁となり、消化率を下げ、昆虫の大あごの摩耗を引き起こすことによって植物の機械的防御として機能する。

昆虫が硬い葉を持つ植物で食し発達できるようにするには、生理、形態、発達を適応させることが必要である。 鱗翅目（りんしもく）の幼虫（イモムシ）は、植物の硬い組織を食べるときに頭莢（とうきょう）を大きくすることができる（Bernays 1991）。 7958>