Acest articol este primul dintr-o scurtă serie de bloguri intitulată “Cunoaște-ți insecta”. Imaginile și descrierile sunt scrise de către studenții absolvenți de Entomologie înscriși la un seminar cu același nume.
De: dr: Flor Edith Acevedo
Mandibulele sau fălcile insectelor sunt structuri puternic sclerozate care îndeplinesc o varietate de funcții, inclusiv hrănirea și apărarea. La furnici, mandibulele sunt, de asemenea, folosite ca instrumente pentru a efectua activități precum tăierea frunzelor, săpatul, transportul și îngrijirea puietului. Un alt aspect interesant al mandibulelor insectelor este că acestea pot juca un rol important în succesul împerecherii, masculii de gândac cerb (Coleoptera: Lucanidae) cresc mandibule mari care par să atragă mai multe femele (Gotoh et al. 2011).
Mandibulele insectelor sunt compuse în principal din chitină și proteine; lanțurile adiacente de chitină sunt reticulate prin legături de hidrogen pentru a forma microfibrile de chitină. Proprietățile fizice ale mandibulelor insectelor sunt afectate de grosimea cuticulei, de dispunerea fibrelor de chitină, de conținutul de proteine și de depunerea de metale (Klowden 2008).
Câteva insecte sporesc duritatea mandibulelor lor prin încorporarea de metale precum zincul, manganul, cuprul și calciul. Metalele se găsesc în principal în marginile tăietoare ale mandibulelor pentru a spori duritatea și a reduce uzura abrazivă (Cribb et al. 2008; Schofield et al. 2002).
Nu toate insectele acumulează aceleași minerale în mandibulele lor. Compoziția minerală pare să fie asociată cu grupul taxonomic din care face parte o anumită insectă. De exemplu, acumularea de Zn este larg răspândită la larvele de lepidoptere. De asemenea, este prezentă la termite, furnici, lăcuste și la unii gândaci. Calciul, pe de altă parte, se găsește în principal la diptere (Cribb et al. 2008; Schofield et al. 2002; Hillerton et al. 1984; Cribb et al. 2005).
Conținutul de Zn este puternic corelat cu duritatea mandibulei la termite, furnici și la viermele marin Nereis virens (Cribb et al. 2008; Schofield et al. 2002; Broomell et al. 2006). Totuși, mineralizarea nu este singura modalitate de a crește duritatea mandibulei. Unii coleoptere, au mandibule mai dure decât oțelul inoxidabil, dar nu au minerale. O mai bună înțelegere a structurii fizice și chimice a cuticulei insectelor ar fi de mare interes în cercetarea materialelor (Cribb et al. 2010).
Un alt aspect important implicat în biomecanica hrănirii insectelor, este musculatura mandibulară atașată. Împreună, mandibulele și mușchii influențează forța, viteza și precizia mișcării mandibulei (Clissold 2007).
Cercetarea mea se axează pe studiul mecanismelor de adaptare utilizate de insectele erbivore pentru a se hrăni cu anumite plante. În timpul hrănirii, erbivorele trebuie să întrerupă pereții celulelor vegetale pentru a avea acces la substanțele nutritive. Această perturbare este, de obicei, mai întâi fizică și apoi chimică; prin urmare, structura frunzelor poate inhiba dobândirea inițială a nutrienților. De exemplu, plantele cu un conținut ridicat de lignină vor fi mai greu de distrus. Acumularea de celuloză, lignină, siliciu și tricomi sunt bariere pentru deteriorarea mecanică și servesc drept apărare mecanică a plantei prin reducerea digestibilității și provocarea uzurii mandibulelor insectelor.
Pentru ca insectele să se poată hrăni și dezvolta pe plante cu frunze dure, ele trebuie să-și adapteze fiziologia, morfologia și dezvoltarea. Larvele de lepidoptere (omizi) sunt capabile să își mărească dimensiunea capsulei capului atunci când se hrănesc cu țesuturi vegetale dure (Bernays 1991). Capsulele capului mai mari pot găzdui mușchi mandibulari mai mari; astfel, crește forța necesară pentru a se hrăni cu frunze dure.
.