Ротовой аппарат членистоногих превратился в несколько форм, каждая из которых адаптирована к разным стилям или способам питания. Большинство ротовых аппаратов представляют собой видоизмененные парные придатки , которые у предковых форм больше походили на ноги, чем на ротовой аппарат. Как правило, у членистоногих есть ротовой аппарат для резки, жевания, прокалывания, сосания, измельчения, выкачивания и фильтрации. В данной статье изложены основные элементы четырех групп членистоногих: насекомых, многоножек, ракообразных и хелицератов. В качестве модели используются насекомые, с поочередным введением новых ротовых органов других групп. Однако насекомые не являются предковой формой других членистоногих, обсуждаемых здесь.
Ротовой аппарат насекомых имеет разнообразную форму. Первые насекомые имели жевательный ротовой аппарат. Специализация включает ротовой аппарат, модифицированный для сифонирования, прокалывания, сосания и обтирания. Эти модификации менялись несколько раз. Например, комары и тля как колоть, так и сосать; однако самки комаров питаются кровью животных, тогда как тли питаются растительными жидкостями. В этом разделе представлен обзор отдельных ротовых аппаратов жующих насекомых.
Верхняя губа представляет собой плоское продолжение головы (ниже наличника), закрывающее нижние челюсти. В отличие от других ротовых частей, верхняя губа представляет собой единую сросшуюся пластинку (хотя изначально она представляла собой — и в эмбриональном состоянии — представляет собой две структуры). Это самый верхний ротовой аппарат, расположенный на средней линии. Она служит для удержания пищи на месте во время жевания нижней челюстью, поэтому ее можно просто описать как верхнюю губу.
Жевательные насекомые имеют две челюсти, по одной с каждой стороны головы. Обычно это самый крупный ротовой аппарат жевательных насекомых, используемый для пережевывания (разрезания, измельчения, разрывания, раздавливания, пережевывания) пищевых продуктов. Они открываются наружу (в стороны головы) и сходятся медиально.
Парные челюсти разрезают пищу и манипулируют ею во время жевания. Максиллы могут иметь волосы и «зубы» по внутреннему краю. На внешнем крае галея представляет собой чашевидную или ковшовую структуру, которая располагается над внешним краем губы. У них также есть щупики, которые используются для определения характеристик потенциальной пищи.
Губа представляет собой единую структуру, хотя и образована двумя сросшимися вторичными челюстями. Его можно охарактеризовать как дно рта, функционирующее в закрытой пасти насекомого. В случае с верхними челюстями он помогает манипулировать пищей во время жевания.
Гортаринкс представляет собой шаровидную структуру, исходящую от основания губ. Это помогает глотанию. Он выполняет роль языка, встречающегося у крупных позвоночных.
Многоножки включают четыре класса членистоногих, каждый из которых имеет схожую морфологию : класс Chilopoda ( многоножки ); класс Diplopoda ( многоножки ); класс Pauropoda ; и класс Симфила . Ротовой аппарат многоножек аналогичен ротовому аппарату жевательных насекомых, хотя между классами многоножек есть некоторые различия. Верхняя губа присутствует, но иногда не выражена и образует верхнюю губу, часто в сочетании с эпистомом . Губа образована первыми челюстями двуногих, образующими гнатохилариум. Образовавшаяся таким образом предротовая полость содержит парные нижние челюсти и все имеющиеся верхнечелюстные кости.
Многоножки , помимо ротового аппарата, обладают парой «ядовитых когтей» или щипцов. Они, как и челюсти ракообразных, представляют собой видоизмененные ноги, а не настоящий ротовой аппарат. [1] Форципулы возникают из первого сегмента тела, изгибаясь вперед и к средней линии. Наконечник представляет собой заостренный клык с отверстием ядовитой железы. Форципулы используются для захвата и отравления добычи.
Ракообразные включают в себя несколько классов с различными способами питания, поддерживаемыми рядом адаптаций ротового аппарата. Однако в целом ракообразные обладают парными челюстями с противоположными кусающими и шлифовальными поверхностями. За нижними челюстями следуют парные первая и вторая максиллы. И челюсти, и максиллы были по-разному модифицированы у разных групп ракообразных для фильтрационного питания с использованием щетинок.
Первые три пары ног преобразованы в максиллепеды , которые помогают манипулировать пищевыми продуктами, передавая пищу вперед к челюстям для пережевывания или к челюстям для разрезания на более мелкие кусочки.
Ракообразные, питающиеся фильтратором, имеют щетинки на видоизмененных придатках, которые действуют как фильтры. Фильтрационное питание, возможно, развилось в связи с плаванием, при этом ранние морфологические адаптации происходили на придатках туловища. Последующие адаптации, похоже, отдавали предпочтение придаткам прямой фильтрации. Фильтрующие придатки генерируют потоки воды, которые доставляют пищу для сбора щетинками. Другие щетинки можно использовать для очистки фильтрующих щетинок, а третьи щетинки могут транспортировать пищу в рот.
У ракушек есть грудные придатки, приспособленные для питания, — усики, которые фильтруют 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 ); класс Eurypterida (вымершие эвриптериды ); класс Arachnida ( пауки , скорпионы , клещи и клещи ); и класс Pycnogonida ( морские пауки ). Хелицераты частично характеризуются наличием хелатных придатков, хотя ракообразные также обладают хелатными придатками. Хелицератов легче отличить от других членистоногих отсутствием усиков и нижних челюстей.
Хелицеры – это хелатные придатки, которые используются для захвата пищи. Например, у мечехвостов они похожи на клешни, тогда как у пауков они полые, содержат ядовитые железы (или соединены с ними) и используются для введения яда, чтобы вывести добычу из строя перед кормлением. У некоторых пауков хелицеры имеют зубы, которые используются для мацерации добычи, чтобы помочь пищеварению секретируемыми ферментами. Пауки без зубчатых хелицер впрыскивают пищеварительные ферменты непосредственно в добычу. Клещи и клещи имеют ряд хелицер. У хищных животных есть хелицеры, которые разрывают и раздавливают добычу, тогда как у травоядных хелицеры могут быть модифицированы для прокалывания и сосания (как и у паразитических видов). У морских пауков хелицеры (также известные как хелифоры) короткие, хелатные и расположены по обе стороны от основания хоботка, а иногда рудиментарны или отсутствуют.
Морские пауки обладают трубчатым хоботком, выступающим вперед от туловища, на конце которого находится 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 сенсорными щетинками и сильными грубыми гребнями вокруг рта.