Группа исследователей из Института эволюционной биологии и экологии животных Боннского университета при помощи специально сконструированного устройства измерила силу укуса у 654 видов насекомых из разных стран мира. Самые мощные челюсти оказались у австралийского кузнечика Chauliogryllacris acaropenates, чья сила укуса превышает 12 ньютонов.
До проведения нынешнего исследования в научной литературе упоминалась сила укуса всего двадцати видов насекомых. Изучение этого вопроса значительно затруднялось слишком малым размером челюстей насекомых, не позволявшим использовать для измерения силы их укуса стандартные приборы.
Разработав новое устройство forceX, авторы провели масштабное исследование. При помощи коллег они собрали 1290 живых экземпляров насекомых, принадлежащих к 654 видам 111 семейств. Длина насекомых составляла от 4,2 до 180,1 мм. Среди них были насекомые из Австралии, Китая, Дании, Франции, Германии, Греции, Панамы и Словении. Естественно, в экспериментах участвовали только насекомые с ротовым аппаратом грызущего типа: жуки, тараканы, перепончатокрылые, прямокрылые, стрекозы, богомолы, палочники и представители еще нескольких отрядов. Такие насекомые, как мухи, комары или бабочки, использующие для питания хоботок, в выборку, конечно, не вошли.
Для измерения экспериментатор держал живое насекомое двумя пальцами и давал ему укусить наконечник измерительного устройства. За процессом наблюдали при помощи входящего в состав устройства микроскопа, чтобы убедиться, что размер наконечника подходит для данного насекомого и что насекомое кусает наконечник дистальными резцами своих мандибул, чтобы все измерения оставались сопоставимыми. Если насекомые не начинали кусаться сами по себе, исследователи вставляли выступ наконечника между мандибулами, а также слегка раздражали насекомое, проводя по его голове или брюшку тонкой щеткой.
Chauliogryllacris acaropenates. Фото: University of Bonn
Все собранные материалы объединены в базу данных, которая доступна онлайн. Рекордсмен по силе укуса — австралийский кузнечик Chauliogryllacris acaropenates, чьи челюсти сжимаются с силой 12,19 ньютонов. Этот кузнечик питается мягкой растительной пищей, но столь мощные челюсти помогают ему прогрызать стволы деревьев, чтобы отложить в них яйца. С. acaropenates питается растительностью, а мощные жвалы нужны ему, чтобы выгрызать полости для откладки яиц в живой древесине. Места со второго по четвертое разделили близкородственные виды жуков-рогачей: Prosopocoilus zebra (10,9 Н), Prosopocoilus giraffa (10,58 Н) и Prosopocoilus occipitalis (9,82 Н). Для эксперимента использовались жуки, разводимые в неволе, а в природе эти виды обитают в тропических лесах Азии и используют мощные челюсти для поединков между самцами. Высокий результат (9,09 Н) показал и гигантский краснокрылый кузнечик (Tropidacris cristata), обитающий в Центральной и Южной Америке. В первую десятку входят только прямокрылые и жуки.
Перечислим лидеров среди других отрядов насекомых. Лучший результат среди палочников у Eurycantha calcarata (7,28 Н, 11-е место), среди тараканов — у мадагаскарского Gromphadorhina oblongata (5,65 Н, 24-е место), среди перепончатокрылых — у восточного шершня (Vespa orientalis, 5,55 Н, 26-е место), среди богомолов — у американского Stagmomantis parvidentata (5,21 Н, 29-е место), среди стрекоз — у дозорщика-императора (Anax imperator, 1,02 Н, 356-е место), среди сетчатокрылых — у красноголового муравьиного льва (Myrmeleon erythrocephalus, 0,5 Н, 696-е место) среди уховерток — у прибрежной уховертки (Labidura riparia, 0,28 Н, 1006-е место), среди мантофазмод — у Sclerophasma paresiensis (0,17 Н, 1222-е место), среди вислокрылок — у Archichauliodes sp. (0,151 Н, 1274-е место), среди эмбий — у Antipaluria urichi (0,149 Н, 1279-е место), среди верблюдок — у Phaeostigma notata (0,036 Н, 1787-е место). У обыкновенного шершня (Vespa carbo) челюсти сжимаются с силой 3,09 Н (101-е место), у европейского жука-оленя — с силой 7,44 Н (10-е место). В целом сила укуса у насекомых возрастает с увеличением длины тела и головы. Ну, а самые слабые челюсти среди всех исследованных видов оказались у австралийских наездников из рода Netelia — всего 0,011 ньютонов.
Исследование опубликовано на сервере препринтов bioRxiv.org.
