Detta inlägg är det första i en kort bloggserie som kallas “Känn din insekt”. Bilderna och beskrivningarna är skrivna av entomologistudenter som deltar i ett seminarium med samma namn.
Vid: Flor Edith Acevedo
Insekters mandibler eller käkar är kraftigt sklerotiserade strukturer som har en mängd olika funktioner, bland annat näring och försvar. Hos myror används mandiblerna också som verktyg för att utföra aktiviteter som att skära blad, gräva, bära och ta hand om yngel. Ytterligare en intressant aspekt av insekters mandibler är att de kan spela en viktig roll för parningsframgången, hjortbaggehannar (Coleoptera: Lucanidae) odlar stora mandibler som tycks locka till sig fler honor (Gotoh et al. 2011).
Insekters mandibler består huvudsakligen av kitin och proteiner; intilliggande kitinkedjor är tvärbundna med vätebindningar för att bilda mikrofibriller av kitin. De fysiska egenskaperna hos insekters mandibler påverkas av kutikeltjockleken, chitinfibrernas arrangemang, proteininnehållet och metalldepositionen (Klowden 2008).
Vissa insekter ökar mandiblernas hårdhet genom att införliva metaller som zink, mangan, koppar och kalcium. Metallerna återfinns främst i mandibelns skärkanter för att öka hårdheten och minska det slipande slitaget (Cribb et al. 2008; Schofield et al. 2002).
Inte alla insekter ackumulerar samma mineraler i sina mandibler. Mineralsammansättningen verkar vara förknippad med den taxonomiska grupp som en viss insekt tillhör. Till exempel är ackumulationen av Zn utbredd hos larver av lepidoptera. Den förekommer också hos termiter, myror, gräshoppor och vissa skalbaggar. Kalcium, å andra sidan, finns främst hos Diptera (Cribb et al. 2008; Schofield et al. 2002; Hillerton et al. 1984; Cribb et al. 2005).
Zn-innehållet är starkt korrelerat med mandibulär hårdhet hos termiter, myror och den marina masken Nereis virens (Cribb et al. 2008; Schofield et al. 2002; Broomell et al. 2006). Mineralisering är dock inte det enda sättet att öka mandibelns hårdhet. Vissa skalbaggar har mandibler som är hårdare än rostfritt stål, men saknar ändå mineraler. En bättre förståelse av den fysiska och kemiska strukturen hos insekternas kutikula skulle vara av stort intresse för materialforskningen (Cribb et al. 2010).
En annan viktig aspekt som är involverad i biomekaniken vid insektsätande är den fästade mandibulära muskulaturen. Tillsammans påverkar mandiblerna och musklerna kraften, hastigheten och precisionen i mandibelns rörelser (Clissold 2007).
Min forskning är inriktad på att studera de anpassningsmekanismer som används av växtätande insekter för att äta vissa växter. Under ätandet måste herbivorer störa växtens cellväggar för att få tillgång till näringsämnena. Denna störning är vanligtvis först fysisk och sedan kemisk; därför kan bladens struktur hindra det första förvärvet av näringsämnen. Växter med hög ligninhalt är t.ex. svårare att störa. Ansamlingen av cellulosa, lignin, kisel och trikomer är barriärer för mekanisk skada och fungerar som växternas mekaniska försvar genom att minska smältbarheten och orsaka slitage av insekternas mandibler.
För att insekterna ska kunna livnära sig och utvecklas på växter med hårda blad måste de anpassa sin fysiologi, morfologi och utveckling. Lepidoptera-larver (larver) kan öka sin huvudkapselstorlek när de äter på hårda växtvävnader (Bernays 1991). Större huvudkapslar kan hysa större mandibularmuskler; därigenom ökar den kraft som krävs för att äta på hårda blad.
