Верхняя челюсть муравья 5 букв сканворд. Учёные открыли новый механизм работы муравьиных челюстей

Обитатели муравейника делятся на 4 группы:

Самки (матки) — основательницы любого муравьиного дома, их функция откладывать яйца. В колонии присутствует только одна самка-царица, которую муравьи тщательно оберегают, кормят и лелеют.
Самцы. Погибают через некоторое время после спаривания (основная их функция).
Рабочие муравьи (фуражиры). В их обязанности входит забота о всех особях семьи, доставка пропитания и защита муравейника от посягательств врагов.
Личинки. Будущее потомство. Личинки делятся на 2 вида: способные питаться самостоятельно и нуждающиеся во вскармливании. Последний вид преобладает, взрослые муравьи кормят таких личинок полупереваренной пищей из своего собственного пищевода.

Всё это многочисленное семейство нуждается в огромных количествах пищи. Чем же питаются муравьи?

Ротовой аппарат

Ротовой аппарат у этих насекомых «грызущий». В составе рта находятся:

губа верхняя (лабрум) ;
губя нижняя (лабиум) ;
жвалы (челюсти) .

В зависимости от вида верхние челюсти (мандибулы) и нижние (максиллы) могут быть: большими и маленькими, тупыми и очень острыми, с зубцами и просто гладкими, смыкающимися и перекрывающимися. Жвалы имеют возможность самостоятельно работать и при закрытом рте.

Нижняя губа имеет язычок, являющийся органом вкуса, и используемый муравьями ещё и для чистки своего тела.

Пища

Муравьи — всеядные насекомые. Рацион их зависит от вида и места обитания.

В тёплое время года поставка продовольствия осуществляется рабочими муравьями ежедневно. В холода всё происходит иначе: многие виды семейства муравьиные не впадают в спячку, в связи с чем осенью забивают своё жилище продуктами до отказа, это позволяет им спокойно пережить холодное время года.

СПРАВКА! Муравьи любят тащить в свой дом абсолютно всё, что попадается им на пути. И лишь потом пища распределяется между обитателями муравейника. Каждому — по вкусу.

Распределение идёт следующим образом:

личинки. Питаются белковой пищей: останками мелких насекомых, яйцами различных вредителей. Если речь идёт о домашних (фараоновых) муравьях, то личинкам часто перепадают продукты со стола хозяев дома (мясо, яйца, творог, сыр), порой добычей муравьёв становятся домашние тараканы-прусаки, которых также с удовольствием ест подрастающее поколение;
рабочие муравьи. Для поддержания сил им нужна углеводная пища, которая питательна, богата энергией и хорошо усваивается. Это: мякоть плодов и ягод, семена, орехи, корни и соки растений. Поселившись в домах, они с удовольствием поедают сахар, мёд. Излюбленным лакомством муравьёв является медвяная роса (сок растений, выделяемый ими при резких перепадах температур) и падь (сахарное молоко тли);
матка. Основа её рациона — белок. У многих видов пищу, предназначенную для матки, пережёвывают рабочие муравьи и поставляют её своей царице в удобном для употребления виде.

СПРАВКА! У рыжих лесных муравьев падь и роса составляют почти 60% от всего рациона.

Они трепетно охраняют тлю (дойную корову), разводят её на молодых побегах деревьев, а на зиму забирают с собой в муравейники.

Питаются муравьи часто , несколько раз в день.

Еда муравьев в зависимости от их вида

Существуют виды муравьёв-гурманов, которые предпочитают 1-2 постоянных продукта разнообразному рациону:

муравей-листорез . Насекомые этого вида собирают в своё жилище листья деревьев, тщательно пережёвывают их в кашу и складывают в специальные камеры. В тёплой листовой массе идёт быстрое развитие грибов, которыми и питаются листорезы. Сами листовые пластины слишком грубые для их нежных желудков и не годятся для употребления;
центромирмексы. Питаются исключительно термитами;
дракулы. Эти муравьи сосут сок собственных личинок, причём последние от этого не сильно страдают. Взрослые насекомые занимаются ловлей крупных насекомых: пауков, сороконожек, но сами их не едят, а кормят подрастающее поколение;
муравьи-жнецы. Питаются семенами высохших растений. Пища эта не очень удобоваримая, поэтому насекомые перемалывают её своими крепкими челюстями в кашицу;
муравьи-древоточцы . Источником углевода для этого вида является древесная смола, которая выделяется в местах повреждений коры;
понерины . Это целое подсемейство. Каждый из видов которого питается конкретным насекомым-вредителем. Их по праву называют санитарами леса.

Фото

Полезное видео

В данном видео вы подробнее ознакомитесь с питанием насекомых:

Муравьи — насекомые, не признающие одиночества и проживающие колониями. Муравейник — это подземное жилище, у которого большое количество камер. Они соединяются между собой ходами. Сверху над гнездом сооружают муравьиную кучку для выращивания своего потомства. Они также могут поселиться в трухлявом дереве и пне, который они благоустраивают для комфортного жилья.

Видео про муравьев:

Жизнь муравьев: описание членов колонии

Жители муравьиного дома подразделяются на четыре группы. Они делятся на:

Самок (маток), являющихся основательницами любого муравейника. Основной их функцией является кладка яиц. В муравьиной колонии есть лишь одна самка-царица, её муравьишки добросовестно охраняют, кормят и берегут;
Самцов, погибающих спустя некоторое время после того, как спарятся. В продолжение рода заключается их функция;
Рабочих муравьёв (фуражиров), которые обязаны заботиться о всех членах семейства, доставлять пропитание и защищать своё жилище от нападений врагов;
Личинок — будущего потомства.

Интересные факты о муравьях:

Ротовой аппарат

У муравьёв грызущий ротовой аппарат. Он состоит из:

Верхней губы (лабрума);
Нижней губы (лабиума);
Жвал (челюстей).

От вида муравьёв зависит какие верхние (мандибулы) и нижние (максиллы) челюсти:

СПРАВКА: Челюсти могут самостоятельно работать даже если рот закрыт. У нижней губы есть язычок, который служит органом вкуса, и используется насекомыми, чтобы почистить своё тело.

Большие или маленькие;
Тупые или очень острые;
Есть зубцы или нет;
Смыкающиеся или перемыкающиеся.

Что едят муравьи?

Муравьи являются всеядными насекомыми. Их пищевые предпочтения обусловлены их видом и местом обитания. В тёплое время года пропитание поставляется фуражирами каждый день. С наступлением холодов всё меняется: большинство видов муравьиного семейства не впадают в гибернацию, поэтому в осенний период запасаются пищей под завязку. Это позволит им без труда пережить холодный период.

СПРАВКА: Насекомые тащат в свой муравейник практически всё, что встречается им по дороге.

Еда муравьев в зависимости от их вида

В муравейнике происходит распределение пищи между жителями. Распределяют продовольствие так:

Личинкам достается белковая пища: останки мелких насекомых, яйца разных вредителей;

СПРАВКА: Личинкам домашних муравьёв (фараоновых) частенько достаётся пища с хозяйского стола (мясо, яйца, творог, сыр), также подрастающее потомство не брезгует питаться тараканами-прусаками.

Рабочим муравьям, чтобы поддержать силы необходимо питаться углеводной пищей, богатой энергией и отлично усваиваемой. Они питаются мякотью плодов и ягод, семенами, орехами, корнями и соком растений. Если живут в доме человека, лакомятся сахаром и мёдом. К десертам муравьёв относятся медвяная роса (сок растения, который оно выделяет если случаются резкие перепады температурного режима) и падь (сахарное молочко тли);
Основой рациона матки является белок. Пищу для неё доставляют в пережёванном виде.

СПРАВКА: Рацион лесных муравьишек состоит практически на 60% из пади и росы. Они бережно охраняют свою дойную корову, занимаются её размножением, а на зимовку берут в муравейник.

Как часто едят или чем питаются зимой?

Муравьи являются довольно подвижными и проворными насекомыми. Они обладают чем-то вроде головного мозга, поскольку способны вести общественный образ жизни. Питание у них происходит несколько раз за день. Рабочие муравьи занимаются поиском и доставкой в жилище продовольствия, которое тоже едят. Находящиеся в муравейнике употребляют в пищу собранные запасы.

СПРАВКА: Данные насекомые могут длительный период существовать без пищи в зимнее время, но лишь если они переохладились.

Муравьи, которые проживают на севере России пребывают в анабиозе почти 9 месяцев без еды. Большинство видов не впадают в зимний период в гибернацию и продолжают заниматься активной деятельностью. Питаются предварительно собранными запасами.

Примеры узкой пищевой специализации

Отдельные виды этих насекомых настоящие гурманы и отдают предпочтение некоторым излюбленным блюдам взамен разнообразного рациона:

Листорезы складируют древесные листочки, которые они заранее пережёвывают до состояния кашицы. В ней довольно быстро развивается гриб, им листорезы и питаются. Листочки они не проглатывают, поскольку желудки у них достаточно нежные для грубого волокна;
Центромирмексы едят лишь термитов, не употребляя остальной пищи;
Каждый из подсемейства понеринов питается своим любимым насекомым-вредителем;
Дракулы пьют сок собственных личинок, совсем нестрадающих от подобных действий. Взрослые особи ловят и запасаются крупными пауками, сороконожками и другими насекомыми. Они составляют рацион подрастающего потомства;
Древоточцы любят смолу, которая является источником углеводов. Она выделяется у дерева там, где повреждена кора;
Жнецы отдают предпочтение семенам засохших растений. Чтобы они отлично усвоились, с помощью своих крепких челюстей перемалывают их до состояния кашицы.

Чем питаются личинки?

Личинок делят на два вида:

Способных употреблять пищу;
Нуждающихся во вскармливании.

Первый вид питается мёртвыми насекомыми и другой белковой пищей. Второй вид кормится полупереваренной пищей из пищевода взрослых особей.

Муравьи являются необыкновенными существами. Энергичные труженики, приносящие большую пользу лесным массивам: рыхлят почву и уничтожают насекомых-вредителей. Они способны причинить серьёзных ущерб садоводам и огородникам, поскольку питаются рассадой, листочками и спелыми корнеплодами на приусадебных участках, а также продуктовыми запасами в доме человека.

Муравей-мирмотерас

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

Ученые выяснили, что за механизм усиления отвечает пружинящий механизм, находящийся в задней части головы муравья. Медленно сокращающиеся мышечные ткани «заряжают» пружинящий механизм, а часто сокращающиеся - запускают его. Такой сложный механизм усиления мандибул является уникальным: другие представители подобных видов муравьев, в основном, имеют непружинящие механизмы, состоящие только из двух отдельных мускулов - закрывающего и открывающего.

О том, как другие муравьи, одонтомахусы, используют мандибулы для того, чтобы спасаться от врагов, вы можете прочитать в нашей .

Елизавета Ивтушок

В биологии тоже составляют рейтинги самых-самых: больших, маленьких, умных… Недавно в один из таких «чартов» попал муравей и поставил абсолютный рекорд, навсегда оставив позади всех представителей животного мира. Только вот пришлось ввести несколько необычную номинацию: «Скорость части тела».

Если верить новому исследованию энтомолога Брайана Фишера (Brian L. Fisher) из Калифорнийской академии наук (California Academia of Sciences), существа, способные совершать самые скоростные движения – вовсе не леопарды или ловящие добычу языком хамелеоны, это – латиноамериканские муравьи.

Но не любые муравьи. Исследователь рассказывает о виде Odontomachus bauri . У этого вида с необыкновенной скоростью движутся челюсти. Если перевести в привычные размерности, то она достигает 230 километров в час! А это, по данным учёного, превышает возможности любых других хищников.

Вряд ли кто спросит что-нибудь типа: «Для чего нужна такая скорость?». Ясно дело, для чего – чтоб скорее есть или хватать. Однако, оказывается, не только для этого, но и чтобы быстро перемещаться, спасаясь от угрозы.

Впервые с феноменальными способностями муравьёв Фишер столкнулся в 2004 году. Тогда он собрал семь видов этих насекомых с необычной особенностью – их челюсти работали с «мгновенной скоростью». Вместе с коллегами Фишер приступил к исследованию поведения насекомых этих, используя для видеозаписи их движений камеру, снимающую с частотой 50 тысяч кадров в секунду.

…не успеет (фото с сайта myrmecos.net).

Каково же было удивление Фишера, когда выяснилось, что длительность укуса такого муравья составляет всего 0,13 миллисекунды. Как это происходит – смотрите (файл MOV, 207 килобайт; только учтите, скорость воспроизведения замедлена в 1667 раз). Для сравнения – человек моргает в две тысячи (!) раз медленнее…

Устройство челюстей Odontomachus bauri можно сравнить с капканом. Перед тем, как атаковать или убегать, муравей, раскрывает их на 180 градусов и задерживает в таком положении благодаря паре мощных противодействующих мышц. В нужный момент одни мышцы расслабляются, и за счёт тех, что были в напряжении, челюсти мигом «защёлкиваются».

Такое скоростное изобретение природы оказалось многофункциональным устройством, позволяющим не только мгновенно хватать жертву или убивать противника. Эти «резкие движения» происходят благодаря сокращению мышц настолько мощных, что их энергии вполне хватает, чтобы отбросить (или подбросить) себя на приличное расстояние.

На карте красными точками показаны основные места расселения Odontomachus bauri (иллюстрация с сайта antweb.org).

Чтобы транспортироваться таким необычным способом, муравью нужно всего лишь резко оттолкнуться от поверхности и катапультироваться подальше от опасности. Как муравей полетит дальше – уже будет зависеть от его «намерений». Можно и в длину – до 39,6 сантиметра, и в высоту – до 8,3 сантиметра. В масштабах, привычных для нашего мира, этот было бы то же самое, как если бы человек прыгал на 13,5 метров вверх и на 40 метров вдаль!

Эти два направления представляют собой фактически две стратегии защиты муравьёв. В первом случае муравей резко смыкает челюсти, ударяя ими по угрожающему объекту, одновременно отталкиваясь от него (смотрите видеоролик , MOV, 2,13 мегабайта; замедлено в 100 раз).

Так муравей отталкивается от стеклянной пластинки. Если не обратить внимания на второй кадр, где муравей ударяет челюстями о пластинку, то может создаться впечатление, что муравей просто «трогается с места» и куда-то летит (фото S. N. Patek, J. E. Baio, B. L. Fisher, A. V. Suarez).

Чтобы подпрыгнуть вверх, Odontomachus bauri делает то же самое, только отталкиваясь от земли — и примерно на 0,27 секунды взмывает вверх (смотрите ролик ; MOV, 1,28 мегабайта; замедлено в 100 раз). Этого вполне хватит, чтобы спастись от какой-нибудь голодной ящерицы.

Помимо таких удивительных способностей, эти насекомые обладают и другими, более известными муравьиными навыками. Разумеется, групповое поведение у них тоже есть.

Конечно, легко догадаться, как опасны эти насекомые во время коллективной атаки.

Эксперимент проводится в узкой камере с прозрачной стенкой. О «прыгучести» Odontomachus bauri судите сами (фото S. N. Patek, J. E. Baio, B. L. Fisher, A. V. Suarez).

Однако свои способности муравьи часто применяют не только для нападения, но и просто, чтобы напугать хищника. Как ни странно, делается это с помощью всё тех же прыжков: если убегает, подпрыгивая, целая группа муравьёв, то это, наверняка, должно выглядеть шокирующе. Такой вариант поведения Фишер назвал «эффектом попкорна» (хотя «скоростные» муравьи, наверное, не так съедобны как