Este post é o primeiro de uma pequena série de blogs chamada “Conheça seu inseto”. As imagens e descrições são escritas por estudantes graduados em Entomologia inscritos em um seminário do mesmo nome.
Por: Flor Edith Acevedo
Insect mandíbulas ou mandíbulas são estruturas fortemente esclerizadas que servem a uma variedade de funções, incluindo alimentação e defesa. Nas formigas, as mandíbulas também são usadas como ferramentas para realizar atividades como cortar folhas, cavar, carregar e cuidar da criação. Outro aspecto interessante das mandíbulas de insetos é que elas podem desempenhar um papel importante no sucesso do acasalamento, os machos de besouro (Coleoptera: Lucanidae) cultivam grandes mandíbulas que parecem atrair mais fêmeas (Gotoh et al. 2011).
As mandíbulas de insetos são compostas principalmente de quitina e proteínas; cadeias adjacentes de quitina são interligadas por ligações de hidrogênio para formar microfibrilas de quitina. As propriedades físicas das mandíbulas dos insetos são afetadas pela espessura da cutícula, a disposição das fibras de quitina, o conteúdo proteico e a deposição de metais (Klowden 2008).
Alguns insetos aumentam a dureza de suas mandíbulas incorporando metais como zinco, manganês, cobre e cálcio. Os metais são encontrados principalmente nas arestas de corte das mandíbulas para aumentar a dureza e reduzir o desgaste abrasivo (Cribb et al. 2008; Schofield et al. 2002).
Nem todos os insetos acumulam os mesmos minerais em suas mandíbulas. A composição mineral parece estar associada com o grupo taxonômico ao qual um determinado inseto pertence. Por exemplo, o acúmulo de Zn é generalizado em larvas de lepidópteros. Também está presente em térmitas, formigas, gafanhotos e alguns escaravelhos. O cálcio, por outro lado, é encontrado principalmente em Diptera (Cribb et al. 2008; Schofield et al. 2002; Hillerton et al. 1984; Cribb et al. 2005).
Zn é altamente correlacionado com a dureza mandibular em térmitas, formigas e o verme marinho Nereis virens (Cribb et al. 2008; Schofield et al. 2002; Broomell et al. 2006). A mineralização não é a única forma de aumentar a dureza mandibular. Alguns besouros, têm mandíbulas mais duras que o aço inoxidável, mas carecem de minerais. Uma melhor compreensão da estrutura física e química da cutícula do inseto seria de grande interesse na pesquisa de materiais (Cribb et al. 2010).
Outro aspecto importante envolvido na biomecânica da alimentação de insetos, é a musculatura mandibular anexada. As mandíbulas e músculos juntos afetam a força, velocidade e precisão do movimento mandibular (Clissold 2007).
A minha investigação centra-se no estudo dos mecanismos de adaptação utilizados pelos herbívoros de insectos para se alimentarem de plantas particulares. Durante a alimentação, os herbívoros precisam de perturbar as paredes celulares das plantas para terem acesso aos nutrientes. Esta perturbação é geralmente primeiro física e depois química; portanto, a estrutura das folhas pode inibir a aquisição inicial de nutrientes. Por exemplo, plantas com alto conteúdo de lignina serão mais difíceis de perturbar. A acumulação de celulose, lignina, silício e tricomas são barreiras para danos mecânicos e servem como defesas mecânicas das plantas, reduzindo a digestibilidade e causando desgaste das mandíbulas dos insectos.
Para que os insectos possam alimentar-se e desenvolver-se em plantas com folhas duras, necessitam de adaptar a sua fisiologia, morfologia e desenvolvimento. As larvas de Lepidoptera (lagartas) são capazes de aumentar o tamanho da cápsula da cabeça quando se alimentam de tecidos de plantas duras (Bernays 1991). As cápsulas maiores da cabeça podem abrigar músculos mandibulares maiores; assim, aumentando a força necessária para se alimentar de folhas duras.
