Мандибулы муравья что это

Жвалы

Жвалы, или Мандибулы (лат. mandibulae ) — верхние (парные) челюсти ротового аппарата членистоногих. У ракообразных, многоножек и насекомых служат для разгрызания и размельчения пищи, а у общественных насекомых (муравьи, пчёлы, осы, шмели, термиты) также и для построения гнёзд.

Содержание

Описание

Форма жвал сильно различается у разных групп членистоногих, особенно разнообразны они у насекомых. У членистоногих челюсти хитиновые и, как правило, расположены горизонтально. Жвалы несут на жевательном крае сильные хитиновые утолщения и зубцы.

Морфология мандибул зависит от специализации всего ротового аппарата, в состав которого они входят наряду с нижними челюстями (максиллами), нижней губой (лабиум) и другими его частями.

Различают несколько типов ротовых органов, из которых первичным является грызущий, предназначенный для разрывания и поглощения более или менее твердой пищи. В этом случае жвалы могут быть особенно крупными и разнообразными. В процессе эволюции возникло несколько модификаций этого исходного типа для потребления жидкой пищи, которые у разных сосущих групп насекомых устроены по-разному. Жвалы при этом в разной степени редуцируются. В одних случаях сосание связано с проколом пищевого субстрата и возникает колюще-сосущий ротовой аппарат (клопы, тли, комары и др.), в других прием пищи не сопровождается проколом, как, например, у бабочек. Особую модификацию представляет мускоидный тип ротового аппарата, возникший у мух и приспособленный к потреблению как жидкой, так и твердой пищи.

Другой путь развития исходного ротового аппарата наблюдается у скрыточелюстных, нижняя губа которых слилась с т. н. оральными складками, образовав парные челюстные карманы, в которые погружены мандибулы и максиллы.

Самые крупные жвалы (мандибулы) известны у представителей отряда Жесткокрылые. Хорошо заметные разветвлённые рога самцов жука-оленя (семейство жуки-рогачи Lucanidae) и есть его жвалы.

Большинство жуков и их личинок имеют крепкие грызущие жвалы (например, жуки-дровосекиCerambycidae). У них они очень разнообразны по форме, зависящей от их кормовой специализации.

Жужелицы (Carabidae) из трибы Cychrini имеют длинные верхние челюсти, которые выступают далеко перед ними и помогают им доставать улиток прямо из раковин.

Прямокрылые

Крупные челюсти имеют саранчовые, кузнечиковые и другие представители отряда Прямокрылые.

Источник

Мандибулы (ротовая часть членистоногих) — Mandible (arthropod mouthpart)

Нижней челюсти (от латинского : нижней челюсти или mandĭbŭ-люм, челюсти) в качестве членистоногих является пара ротовых , используемых либо для кусает или резки и удержания пищи. Мандибулы часто называют просто челюстями. Мандибулы присутствуют у современных подтипов Myriapoda (многоножки и др.), Crustacea и Hexapoda (насекомые и др.). Эти группы составляют кладу Mandibulata , которая в настоящее время считается сестринской группой по отношению к остальным членистоногим, кладе Arachnomorpha ( Chelicerata и Trilobita ).

В отличие от хелицер из паукообразных , мандибулы часто можно использовать , чтобы жевать пищу. Мандибулы также отличаются наличием антенн , а также наличием трех различных частей тела: головы, груди и живота. ( Головогрудь (или просома) хелицератов — это слияние головы и груди.)

СОДЕРЖАНИЕ

Насекомые

Челюсти насекомых столь же разнообразны по форме, как и их пища. Например, у кузнечиков и многих других насекомоядных растений челюсти с острыми краями движутся из стороны в сторону. У большинства бабочек и мотыльков нет челюстей, так как они в основном питаются нектаром цветов.

У пчелиной матки челюсти с острыми режущими зубами, в отличие от рабочих пчел , у которых челюсти беззубые. Самцы добсонфии имеют тонкие челюсти до 2,5 см в длину, что вдвое меньше длины тела насекомого. Осы-гончары используют свои челюсти, чтобы смешивать капли воды с глиной при строительстве гнезда.

Муравьи

У муравьев длинные, широкие зубчатые челюсти, которые используются для рытья, сбора пищи, борьбы и резки, и, вероятно, они являются наиболее важным рабочим инструментом, которым обладают муравьи. Муравьи обычно кусают друг друга во время драки. Некоторые муравьи используют челюсти, чтобы ранить врага и впрыскивать яд в рану. Муравьи-комбайны используют свои челюсти для сбора и переноса семян. У армейских муравьев острые челюсти лучше приспособлены для борьбы, чем для добычи пищи или кормления личинок . Муравьи-плотники вьют гнезда в различных деревянных конструкциях, которые выдолбливают своими острыми челюстями.

Форма и размер челюстей жуков варьируются от вида к виду в зависимости от пищевых предпочтений. Например, у хищных жуков есть расширенные челюсти, чтобы хватать или раздавить добычу. Челюсти тигровых жуков (похожие на колющие клыки тигров) хорошо приспособлены для убийства добычи. У личинок ныряльщиков и светлячков полые челюсти, через которые впрыскивается пищеварительная жидкость для разжижения тканей жертвы. Когда этот процесс закончен, они всасывают переваренную ткань через челюсти.

В antlerlike челюсть рогачей , по существу , их тезка черт. У некоторых тропических видов они могут достигать 10 см в длину, равную длине тела жука. Эти челюсти в основном используются в бою.

Бабочки и мотыльки

Гусеницы используют острые челюсти, чтобы разрезать листья из стороны в сторону. Только у нескольких бабочек есть функциональные мандибулы на взрослой стадии. Наиболее ярким примером являются представители семейства Micropterigidae , маленькие бабочки с зубчатыми мандибулами, используемые для жевания пыльцевых зерен, без даже самого рудиментарного хоботка .

Многоножки

Среди многоножек , многоножки имеют сильные, щетинистые челюсти, которые имеют ряд зубов во всех многоножках для членов ордена Geophilomorpha кроме. Многоножки имеют небольшие челюсти, их только функционирующий ротовые, как максиллы сливают с нижней губой ( губа ).

Ракообразные

У ракообразных есть пара нижних челюстей, которые обычно состоят из увеличенного базального сегмента (тазика) и щупика (сенсорного щупальца), состоящего из всех остальных сегментов. У некоторых групп, например у Branchiopoda , щупик уменьшен или отсутствует. Нижние челюсти ракообразных могут быть оборудованы специальными зубами (коренными и резцовыми отростками).

Источник

Пружинящие жвалы муравьев Acanthognathus teledectus помогают им катапультироваться из опасных мест

Муравьи — очень интересные насекомые, которые довольно часто преподносят сюрпризы ученым-энтомологам, инженерам и прочим специалистам. Энтомологи университета Иллинойса на днях опубликовали результаты исследований, где показано интересные способности муравьев вида Acanthognathus teledectus рода Odontomachus. По-английски эти муравьи называются trap-jaw ants, что буквально означает «муравьи с челюстями-капканами». И действительно, жвалы этих насекомых настолько сильны, что жертва не имеет шансов выбраться из цепкой хватки муравья. Кроме того, жвалы сходятся со скоростью в 40 м/с, что в некоторых случаях позволяет убивать жертву сразу же.

Это свойство жвал муравья позволяет ему еще и катапультироваться из опасных мест. Энтомологи из университета Иллинойса записали на видео одно такое катапультирование — муравей в результате смог спасти себя от личинок муравьиного льва. Эти личинки создают в песке воронки, прячась на дне воронки. Когда муравей (зачастую в такие ловушки попадают именно муравьи) попадает в воронку, он не может выбраться по осыпающимся стенкам, а муравьиный лев получает возможность схватить жертву на дне воронки, и вкусно покушать. С Odontomachus такого рода фокусы не проходят.

Для того, чтобы выяснить, насколько спасительной является способность катапультироваться, ученые распределили муравьев в пластиковые емкости с 4-см слоем песка и личинками муравьиного льва на дне. Как оказалось, что вероятность попасть в «лапы» муравьиного льва — 50%. Правда, челюсти помогают муравью не во всех случаях, а только примерно в 15%.

На видео хорошо видно, что в ходе катапультирования муравей переворачивается в воздухе несколько раз, а «полет» получается довольно продолжительным. В результате муравей бежит по своим делам дальше, а муравьиный лев остается голодным.

Источник

Ученые разобрались в работе муравьиного «усилителя челюстей»

Adrian Smith / YouTube

Американские ученые изучили механизм работы челюстей муравьев из рода мирмотерасов. Для этого они записали на видео представителей двух колоний мирмотерасов во время захвата еды с использованием мандибул и изучили их внутреннее и внешнее строение. Ученые выяснили, что мирмотерасы могут закрывать челюсти за 0,62 миллисекунды, а механизм усиления силы удара является уникальным среди ему подобных. Статья опубликована в журнале Journal of Experimental Biology.

Скорость — один из фундаментальных аспектов выживания в животном мире, помогающий как добывать пищу, так и спасаться от неприятеля. Скорость чаще всего ограничена мышечным потенциалом конечностей, однако, у некоторых животных в процессе эволюции развились специальные механизмы увеличения силы. Например, механизмы усиления позволяют ракам-богомолам иметь очень мощные лапы, которые помогают им быстро перемещаться и эффективно атаковать противника. Некоторые виды муравьев используют такие механизмы для повышения силы внешних челюстей-мандибул (жвал), позволяя им захватывать добычу или скрываться от противника. Среди четырех известных родов муравьев с таким механизмом самым малоизученным является род мирмотерасов (лат. Myrmoteras), который обитает в Юго-восточной Азии.

Авторы новой работы изучили скорость движения и мышечный механизм, отвечающий за усиление мандибул муравьев-мирмотерасов. Движения мандибул при захвате были сняты при помощи высокоскоростной видеокамеры, снимающей со скоростью 50 тысяч кадров в секунду, а внутреннее и внешнее строение механизма усиления жвал было изучено при помощи компьютерной микротомографии (x-ray microtomography) и стереомикроскопа post mortem.

Анализ скорости движения мандибул показал, что в спокойном состоянии мирмотерасы держат челюсти открытыми на 280 градусов, а при захвате добычи закрывают их, в среднем, за 0,62 миллисекунды, а отношение силы к массе их мандибул равно 21 кВт/кг. Эти показатели почти в два раза меньше, чем у другого рода муравьев с «усиленными» мандибулами (одонтомахусов), однако, по мнению ученых, такой силы и скорости мирмотерасам достаточно для того, чтобы эффективно охотиться, а сама скорость и сила объясняется тем, что их мандибулы длиннее и тоньше, чем у одонтомахусов.

Анализ внутренней и внешней морфологии мандибул в закрытом и открытом состоянии помог выявить строение механизма усиления, а также его работу. Так, мандибула муравья прикреплена к мышечной структуре головы при помощи аподемы — хитинового покрова. Групп, отвечающих за движения мандибул, две: открывающая и закрывающая. Закрывающая группа мышц занимает четверть всего объема головы муравья, и подразделяется на две части: «быструю» закрывающую мышцу, состоящую из часто сокращающихся мышечных тканей, и «медленную» — из мышечных тканей, сокращающихся медленнее.

Строение головы муравья-мирмотераса. Красным цветом обозначена «медленная» закрывающая мышца, синим – «быстрая», белым – открывающая мышца, золотым – аподема. Фиолетовым обозначена мандибула

Larabee et al. / Journal of Experimental Biology 2017

Источник

Муравьи сжимают жвалы в 700 раз быстрее, чем мы моргаем

В мире насекомых муравьи считаются настоящими мастерами охоты. Развитое групповое взаимодействие позволяет муравьям атаковать цели, намного превосходящие их по размерам. А у насекомых, сравнимых по размеру с муравьями, и вовсе нет никаких шансов спастись. Главную роль в этом играют чрезвычайно сильные и быстрые жвалы муравьев, называемые также мандибулами.

Эти жвалы – сложные инструменты захвата, давно притягивающие внимание биологов. У каждого рода этих насекомых есть свой уникальный механизм, приводящий мандибулы в движение. На этот раз объектом изучения ученых стали муравьи рода Myrmoteras.

Данные насекомые обитают на территории юго-восточной Азии и не отличаются большими размерами, зато имеют длинные жвалы, которые могут открываться на 270 градусов перед тем, как сомкнуться на теле жертвы. Myrmoteras крайне чувствительны к переменам окружающей среды, поэтому их изучение в лабораторных условиях практически невозможно. Вооружившись высокоскоростной камерой, пишущей 50 000 кадров в секунду, и микроскопами, биологи начали изучение этих муравьев на месте их обитания.

Чаще всего Myrmoteras охотятся на ногохвосток – чрезвычайно быстрых и ловких членистоногих, обитающих в верхних слоях почвы. Чтобы успеть поймать свою жертву, широко разведенные челюсти муравья должны работать крайне быстро. Проследив при помощи высокоскоростной камеры за их схлопыванием, ученые выяснили, что это действие занимает у муравьев всего 0,5 миллисекунд – более чем достаточно, чтобы поймать ногохвостку. Удивительно, что это в 700 раз быстрее того, как моргает человек!

Столь большой скорости схлопывания жвал муравьи добиваются при помощи мышц в задней части головы, которые, сжимаясь, действуют будто пружина, придавая мандибулам огромную скорость. Можно сказать, что, выходя на охоту, муравей каждый раз «взводит» свое грозное оружие, натягивая свою мышцу-пружину.

Иллюстрация: depositphotos | saje

Рекомендуем Стрижи установили рекорд, оставаясь в воздухе 10 месяцев подряд!

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник