Мандибулы

Мандибулы (лат. mandibulae; верхние челюсти, жвалы) — пара придатков спереди от ротового отверстия членистоногих, часть ротового аппарата.

Образовались в ходе эволюции, когда несколько первых члеников тела вошли в состав головы. Они слились между собой, а их конечности образовали придатки головы. В частности, в мандибулы трансформировалась пара конечностей, находившихся на третьем членике тела предков членистоногих. Поэтому у членистоногих мандибулы и ноги являются гомологичными органами.

Мандибулы предназначены для отгрызания и измельчения жесткой пищи, защиты от врагов и нападения на добычу.

Строение

У большинства ракообразных и многоножек мандибулы сохраняют определенное сходство с конечностями предков и причленяются к головной капсуле только в одной точке. У насекомых же мандибулы в результате специализации стали простейшей частью ротового аппарата. В отличие от челюстей позвоночных, мандибулы насекомых двигаются в основном в горизонтальной, а не вертикальной плоскости. Признаком их специализации является причленение к головной капсуле в двух точках. Это ограничило им свободу движений — она стала возможна только в одной плоскости, но при этом значительно повысилась точность движений и их размах.

Типичная мандибула крылатых насекомых имеет вид треугольной пирамиды, которая подвижно крепится к голове в двух местах, в одном из них мандибула имеет выступ, в другом — впадину. К этим местам прирастают два сухожилия — одно тянется к мышце, открывающей мандибулу, второе — к закрывающей. Жевательная поверхность мандибулы несет довольно длинные и острые зубцы.

Работа мандибул осуществляется в результате согласованных действий специального аппарата мышц и нервной системы. Понятно, что открывание мандибул требует меньших усилий, чем закрывание, когда нужно что-либо откусить или перегрызть. Поэтому у саранчи, гусениц и других насекомых большая часть головной капсулы занята именно мышцами, которые закрывают мандибулы.

Функции

Мандибулы являются идеальным устройством, которое эффективно разрезает и измельчает. Это позволяет, например, личинкам жуков грызть самую твердую древесину, термитам — повреждать свинцовые оболочки кабелей.

В зависимости от образа жизни и характера питания, мандибулы в ходе эволюции претерпели определенные трансформации. В частности, у жуков-водолюбов, питающихся в воде детритом, мандибулы имеют тонкие и длинные зубцы, которыми насекомые отфильтровывают пищу.

Мандибулы жуков-навозников — тонкостенные пластинки, почти лишенные зубцов — ведь пища этих насекомых мягкая.

Хищники-стрекозы имеют на мандибулах многочисленные режущие зубцы.

Жуки-жужелицы из рода Carabus всасывают полупереваренную пищу, поэтому мандибулы нужны им только для удержания жертвы. Из-за этого мандибулы у них удлиненные, изогнутые, с выемкой и густой щеточкой волосков для фильтрования.

У сеноедов один край мандибул похож на долото, которым эти насекомые отскребают грибки и лишайники от субстрата, а второй — плоский и широкий для перетирания пищи. Ротовой аппарат слоновой вши сконструирован так, что во время еды плотно «закрытые» мандибулы прижимаются к коже слона, а затем с силой раскрываются. При этом острые зубцы раздирают кожу хозяина. Так вошь постепенно прогрызает достаточно глубокое отверстие до тех пор, пока не доберется до кровеносного сосуда.

Мандибулы могут выполнять дополнительные функции. У личинок муравьиного льва, жуков-плавунцов и некоторых жуков-светляков они образуют каналы, по которым в тело жертвы впрыскивается пищеварительная жидкость, а затем всасывается жидкая пища.

Свои особенности строения и функционирования имеют мандибулы в других типах ротовых аппаратов насекомых — колюще-сосущего, грызуще-лижущего и т. д. В частности, почти все бабочки вовсе не имеют мандибул.

В культуре

• Добавить мандибулы в образ пришельца из фильмов о Хищнике дизайнеру Стену Уинстону предложил Джеймс Кэмерон во время совместного перелета в Японию.
• Являются ресурсами в некоторых компьютерных играх жанра «симулятор выживания»: например, в Valheim можно добыть мандибулу искателя-солдата (насекомоподобное существо), в Grounded — мандибулы рыжего муравья-солдата.