Ротовой аппарат насекомых в прямом смысле слова образован видоизмененными конечностями. Чтобы понять это, нужно обратиться к эволюции.
Насекомые, с точки зрения современной систематики, приходятся близкой родней ракообразным. Они даже объединены в одну общую кладу — Pancrustacea (что можно перевести как «все ракообразные»), что подтверждает их общее происхождение.
Эволюция их конечностей — прекрасный пример специализации. У древних примитивных членистоногих на всех сегментах тела были практически одинаковые парные конечности. Со временем они начали меняться, приспосабливаясь к разным функциям.
Конечности, находившиеся на головных сегментах ближе ко рту, преобразовались в ротовые органы: мандибулы (верхние челюсти), максиллы (нижние челюсти) и лабиум (нижнюю губу, которая также является сросшимися конечностями).
А самые передние конечности превратились в антенны (усики) — органы чувств. Таким образом, истинные ноги, используемые для передвижения, сохранились только на грудном отделе. Получается, что «ходильные ноги» добывают пищу для «тех ног», что стали челюстями.
У читателя, знакомого со сравнительной анатомией, может возникнуть резонный вопрос: почему у членистоногих мандибулы — это верхние челюсти, а у позвоночных (например, у человека) мандибула — это нижняя челюсть?
Ответ не зависит ни от происхождения, ни от положения этих структур. Однако, я всё равно пролью ведро воды, прежде чем сформулирую чёткий ответ.
Итак, у членистоногих челюсти, как мы выяснили, — это бывшие конечности, которые «мигрировали» к ротовому отверстию и взяли на себя функцию пережевывания пищи.
У позвоночных история совершенно иная. Наши очень далекие предки, первые хордовые, не имели челюстей. Их рот, как у современных миног и миксин, был просто отверстием для всасывания пищи.
Челюсти у позвоночных развились из жаберных дуг — структур, поддерживавших жабры у наших предков – саркоптеригий (технически – это рыбы). В частности, первая челюсть (схематично — будущая нижняя) образовалась из видоизмененной третьей пары жаберных дуг.
Ее верхняя часть стала поддерживать череп, а нижняя — превратилась в подвижный хватательный аппарат. Верхняя челюсть, в свою очередь, у большинства позвоночных срастается с черепом и остается неподвижной.
Так почему же термин «мандибула» применяется к ним обоим?
Термин «мандибула» в биологии описывает в первую очередь функцию структуры (основная жевательная челюсть), а не её эмбриональное происхождение или пространственное положение.
Несмотря на разное эволюционное происхождение (конечности у членистоногих и жаберные дуги у позвоночных), и мандибулы жука, и нижняя челюсть человека выполняют схожую задачу — захват и измельчение пищи.
Принцип работы ротового аппарата у насекомых и у людей порой сильно различается, но между этими разными «ртами» есть общее: они являются аналогичными структурами, выполняющими сходную функцию, но имеющими разное эволюционное происхождение и структурное положение.
Таким образом, сравнение двух столь непохожих групп, как насекомые и позвоночные, наглядно демонстрирует – пути эволюции — неисповедимы.
К слову, научная фантастика предлагает вариаций челюстей из куда более эффективных придатков — простор для фантазии безграничен.
Однако «придумать» — это прерогатива разума, тогда как жизнь зародилась в бездумном хаосе.
Эволюция не руководствовалась замыслом Божества, а работала с тем, что было под рукой, не имея ни цели, ни направления, вечно балансируя между выживанием и парадоксальным вымиранием в бесконечном пути к балансу.
Текст: Самир Ефимов.
Иллюстрации взяты из открытых источников с целью научного просвещения.