ротовой аппарат членистоногих эволюционировал в несколько форм, каждая адаптирована к разному стилю или режиму питания. Большинство ротовых аппаратов представляют собой модифицированные парные придатки, которые у предков выглядели скорее как ноги, чем ротовые части. Как правило, у членистоногих есть ротовой аппарат для разрезания, жевания, прокалывания, сосания, измельчения, сифонирования и фильтрации. В этой статье описаны основные элементы четырех групп членистоногих: насекомые, многоножки, ракообразные и хелицераты. В качестве модели используются насекомые, в свою очередь вводятся новые части ротовой полости других групп. Однако насекомые не являются предковой формой других обсуждаемых здесь членистоногих.
Насекомое Ротовые органы имеют самые разные формы. У самых ранних насекомых был жевательный аппарат. Специализация включает ротовой аппарат, модифицированный для сифонирования, пирсинга, сосания и обмывания. Эти модификации менялись несколько раз. Например, комары (мухи) и тли (насекомые) прокалывают и сосут; однако самки комаров питаются кровью животных, а тли питаются жидкостями растений. В этом разделе представлен обзор отдельных частей рта жевательных насекомых.
Рисунок 1: Жевательный аппарат кузнечика. Условные обозначения: lr, labrum; md, нижняя челюсть; mx, максиллы; hp гипофаринкс; фунтов, губа.Верхняя губа - это плоское продолжение головы (ниже наличника), покрывающее нижние челюсти. В отличие от других частей ротовой полости, верхняя губа представляет собой единую сросшуюся пластинку (хотя изначально она была - и эмбрионально является - двумя структурами). Это самая верхняя часть ротового аппарата, расположенная по средней линии. Он служит для удержания пищи на месте во время жевания нижними челюстями и поэтому может быть просто описан как верхняя губа.
Жевательные насекомые имеют две челюсти, по одной с каждой стороны головы. Как правило, они представляют собой самый большой ротовой аппарат жевательных насекомых, используемый для пережевывания (разрезания, измельчения, разрыва, измельчения, жевания) пищевых продуктов. Они открываются наружу (по бокам головы) и сходятся кнутри.
Парные верхние челюсти режут пищу и манипулируют ею во время жевания. Максиллы могут иметь волоски и «зубы» по внутреннему краю. По внешнему краю галеа представляет собой чашевидную или совковидную структуру, которая находится над внешним краем губы. У них также есть щупальца, которые используются для определения характеристик потенциальной пищи.
Губа представляет собой единую структуру, хотя она образована двумя сросшимися вторичными верхнечелюстными частями. Его можно охарактеризовать как дно рта и закрытие рта насекомого. С помощью верхних челюстей он помогает манипулировать пищей во время жевания.
Гипофаринкс представляет собой несколько шаровидную структуру, отходящую от основания губы. Облегчает глотание. Он выполняет роль языка у крупных позвоночных.
Многоножки составляют четыре класса членистоногих, каждый с аналогичной морфологией : класс Chilopoda (многоножки ); класс Diplopoda (многоножки ); класс Pauropoda ; и класс Symphyla. Многоножек ротовой аппарат похож на ротовой аппарат жевательных насекомых, хотя есть некоторые различия между классами многоножек. Верхняя губа присутствует, но иногда не очевидна и образует верхнюю губу, часто в сочетании с эпитомом. Губная губа образована первыми челюстями у диплопод, образующими гнатохилярий. Сформированная таким образом преоральная полость содержит парные нижние челюсти и любые имеющиеся верхнечелюстные кости.
Многоножки, помимо ротового аппарата, обладают парой «ядовитых когтей», или форципул. Они, как и максиллипеды ракообразных, представляют собой модифицированные ноги, а не истинный ротовой аппарат. Форсипулы отходят от первого сегмента тела, изгибаясь вперед и к средней линии. Кончик - заостренный клык, в котором есть отверстие от ядовитой железы. Forcipules используются для поимки и отравления добычи.
Ракообразные включают ряд классов с различными режимами кормления, поддерживаемыми рядом приспособлений к ротовому аппарату. Однако в целом ракообразные обладают парными челюстями с противоположными поверхностями для кусания и измельчения. За нижними челюстями идут парные первая и вторая верхнечелюстные кости. И нижние челюсти, и верхние челюсти были по-разному модифицированы у разных групп ракообразных для фильтрования с помощью щетинок.
Рис. 3: Ротовые части съедобного краба : третьи челюстно-лицевые лапки скрывают оставшиеся ротовые частиДо первых трех пар ног изменены на maxillipeds, которые помогают манипулировать продуктами питания, передавая пищу вперед к нижним челюстям для жевания или к максиллам для разрезания на более мелкие кусочки.
Ракообразные, питающиеся фильтрацией, имеют щетинки на модифицированных придатках, которые действуют как фильтры. Фильтрованное питание могло развиться в связи с плаванием, с ранними морфологическими адаптациями, происходящими на придатках туловища. Последующие адаптации, похоже, отдавали предпочтение приложениям прямой фильтрации. Фильтрующие придатки создают водные потоки, которые переносят пищу в досягаемость для сбора щетинками. Другие щетинки можно использовать для чистки фильтрующих щетинок, а другие щетинки могут транспортировать пищевые продукты ко рту.
Barnacles имеют грудные придатки, модифицированные для кормления, усики, которые отфильтровывают взвешенные частицы пищи из потоков воды и передают пищу в рот.
Хелицераты включают четыре класса членистоногих со сходной общей морфологией, но определяющими различиями: Класс Xiphosura (подковообразные крабы ); класс Eurypterida (вымершие эвриптериды ); класс Arachnida (пауки, скорпионы, клещи и клещи ); и класс Pycnogonida (морские пауки ). Хелицераты частично определяются наличием хелатных придатков, хотя ракообразные также обладают хелатными придатками. Хелицераты легче отличить от других членистоногих по отсутствию усиков и нижних челюстей.
Рисунок 4: Типы хелицер: (A) складной нож, (B) ножницы и (C) 3-сегментный хелатChelicerae - хелатные придатки, которые используются для захвата еда. Например, у подковообразных крабов они похожи на клешни, тогда как у пауков они полые и содержат (или связаны) с ядовитыми железами и используются для введения яда, чтобы обезвредить добычу перед кормлением. У некоторых пауков у хелицер есть зубы, которые используются для мацерации предметов добычи, чтобы помочь пищеварению с помощью секретируемых ферментов. Эти пауки без зубчатых хелицер вводят пищеварительные ферменты непосредственно в свою добычу. У клещей и клещей есть целый ряд хелицер. У плотоядных есть хелицеры, которые разрывают и раздавливают добычу, тогда как у травоядных хелицеры могут быть модифицированы для прокалывания и сосания (как и паразитические виды). У морских пауков хелицеры (также известные как хелифоры) короткие и хелатные и расположены по обе стороны от основания хоботка, а иногда рудиментарны или отсутствуют.
Морские пауки обладают трубчатым хоботком впереди туловища, на конце которого есть отверстие для рта. У тех видов, у которых отсутствуют хелифоры и щупики, хоботок хорошо развит, более подвижен и гибок. В таких случаях он может быть снабжен сенсорной щетиной и сильными резкими гребнями вокруг рта.