Совместная музейная выставка «Челюсти»
(палеонтологическая коллекция) из фондов ГБУ ЯНАО «ЯНО МВК им. И.С. Шемановского и фондовых коллекций МБУК «Ямальского районного музея»
Около 460 млн. лет назад, на нашей планете произошла революция: на Земле появились первые животные, вооружённые челюстями. Именно челюсти дали возможность развиться крупным хищникам, а затем выйти позвоночным из моря на сушу.
Многие люди считают, что у всех животных челюсти устроены одинаково. Однако, это не так. Челюсти бывают разные: с зубами, как у млекопитающих, беззубые, как у птиц, вытянутые в рострум, как у рыбы-пилы, или в хоботок, как у бабочек, а у миноги их нет совсем.
На выставке «Челюсти» можно познакомиться с разнообразием челюстей различных животных из естественнонаучной коллекции МВК и Ямальского районного музея, а также узнать, что такое мандибулы, зачем рострум рыбе-пиле и присоска миноге и почему грызуны обязательно должны питаться грубой пищей, а птицы вынуждены глотать камешки.
А разобраться в том, как работают челюсти у разных животных, помогут неожиданные сравнения с хорошо известными бытовыми приспособлениями и механизмами.
Самыми примитивным животным, представленным на выставке, является минога. Они внешне схожи с рыбами, и вовсе не имеют челюстей. Ротовое отверстие у них располагается на дне присасывательной воронки, которая густо снабжена роговыми зубами. Такие зубы имеются и на вершине языка. Миноги паразиты, они присасываются к своей добыче и с помощью языка пробуравливают кожу жертвы, выпускают в рану пищеварительные ферменты, которые расщепляет белки. Это позволяет им растворить и затем всосать все мягкие ткани добычи, оставив лишь кожу и кости.
Впервые челюсти в процессе эволюции появились у рыб. Предполагается, что эти челюсти развились из жаберных дуг бесчелюстных позвоночных. Самыми страшными челюстями, без преувеличения, обладают акулы. Строение челюсти хищника зависит от образа жизни и употребляемой пищи.
Зубы размещаются на челюстях в несколько рядов, из которых лишь передний является рабочим, а остальные - резервные. Дело в том, что акулы часто теряют зубы из рабочего ряда. В этом случае на место выбывшего из строя выдвигается новый зуб из близлежащего ряда, по принципу конвейера. А терять зубы акулам приходится часто. Они не прочно закреплены в слабо кальцинированных челюстях хищниц, поскольку практически не имеют корней. Расширенным основанием зубы размещены в деснах и относительно легко могут покидать свои гнезда.
Существуют и различные преобразования челюстного аппарата у высокоспециализированных рыб. Например, у рыбы-пилы верхняя челюсть уплощилась и вытянулась в рострум, напоминающий пилу. Но используются они несколько иначе, чем этот инструмент. Скорее, их можно сравнить с граблями или лопаточками, которыми рыбы выкапывают свою добычу (рыб и мелких бентосных животных) из морского дна.
У хищных рыб челюсти вооружены сильными клыковидными зубами, между которыми находятся мелкие зубы, так как у судака. Судак – типичный хищник. Питается мелкой рыбой, а молодые особи также поедают водных беспозвоночных.
Например, у рыб семейства Ежи-рыбы зубы каждой челюсти слились вместе с образованием сплошных режущих пластин, не разделенных спереди. За это их и называют Двузубовыми. А рыб семейства осетровых на верхней челюсти расположены две пары осязательных усиков. Нижняя губа не цельная имеет рарыв.
Челюсти насекомых – это видоизменённые конечности. Их модификации позволяют насекомым употреблять самую разную пищу самым удобным способом.
Ротовой аппарат бабочек, питающихся нектаром, напоминает длинную трубочку для коктейля. В его образовании принимают участие нижние челюсти и нижняя губа. Верхние челюсти у бабочек отсутствуют. Во время приёма пищи бабочка расправляет длинный хоботок, погружая его вглубь цветка, и высасывает нектар.
Долгоносики, слоники, носатики. Все эти забавные названия относятся к одному из самых многочисленных семейств жуков. Отличительной чертой этих насекомых является немного вытянутая голова с длинной головотрубкой, на конце которой расположены челюсти, напоминающие бурильный аппарат. Основное предназначение этого хоботка – прогрызание канала в растениях, орехах, древесине для питания и проталкивания в этот канал отложенных яиц.
Среди жужелиц встречаются хищники, растительноядные, а также имеющие смешанный тип питания. Хищные жуки питаются другими насекомыми, дождевыми червями и моллюсками. Длинные серповидные мандибулы (верхние челюсти) хорошо приспособлены для захвата и удержания добычи. Для многих хищных жужелиц характерно внекишечное пищеварение. Слюнные железы у них отсутствуют, а роль пищеварительного сока играет секрет средней кишки, который изливается наружу, обильно смачивая схваченную жертву. Под воздействием секрета ткани размягчаются. И жук начинает поглощать разжиженную пищу, фактически всасывая её.
Челюсти птиц преобразованы в клюв, одеты в роговой чехол, и не имеют зубов. Клюв дятлов – долото, закреплённое на черепе. На нём есть продольные ребра жёсткости, а сомкнутые кончики надклювья и подклювья образуют острое вертикальное лезвие. Поскольку вершина клюва стирается и затупляется, происходит его постоянный рост. Некоторые птицы (в особенности вегетарианцы) отсутствие зубов во рту компенсируют заглатыванием мелких камешек. В толстостенном мускульном желудке зёрна, попавшие между камешками, легко перетираются как в жерновах.
Наибольшего совершенства достигли челюсти у млекопитающих. В челюстях млекопитающих в альвеолах располагаются зубы разного вида: впереди сидят резцы, а за ними, по обе стороны, следуют клыки, потом малые коренные и, наконец, большие коренные. Зубной ряд может видоизменяться в связи с пищевыми предпочтениями животных.
Уникальными, самозатачивающимися резцами обрабатывают свой корм грызуны. Рассматривая череп ондатры можно увидеть, что верхние и нижние резцы напоминают стамески и постоянно, в течение всей жизни, растут своей корневой частью, тогда как их концы стираются. Эффект самозатачивания возникает благодаря тому, что передняя сторона зуба покрыта более прочной эмалью и разные части зуба стираются неравномерно.
Зубы хищных зверей (например, челюсть белого медведя) приспособлены к схватыванию, умерщвлению и разрыванию добычи. Крупные клыки, похожие на кинжалы, удерживают и убивают жертву. Особые «хищные» зубы (последний верхний предкоренной и первый нижний коренной) разрезают мясо способом, схожим с действием ножниц. Нижняя челюсть хищников может двигаться только вверх и вниз, движения в сторону невозможны.
Рассмотрим челюсти травоядных животных – например, шерстистого носорога и овцебыка. Формы зубов у растениеядных могут варьировать в зависимости от типа растительной пищи, употребляемой тем или иным видом. Тем не менее не смотря на то, что у этих животных могут быть разное количество зубов отдельных типов, зубы травоядных сходны по структуре. Передние зубы (резцы) как правило плоские, широкие и с тупым окончанием в форме лопаты. Клыки могут быть мелкими как у лошадей, или значительного размера как у бегемотов, свиней и некоторых приматов (что используется многими для защиты), или даже могут вообще отсутствовать. Коренные же зубы, как правило, квадратной формы в основании, с довольно плоской слегка варьируемой от вида к виду бугорковой поверхностью, для обеспечения функции перемалывания.
Своеобразным строением зубного аппарата обладали мамонты. На каждой челюсти у мамонтов располагалось по два щечных зуба (всего 4). Они напоминают терку, поскольку мамонтам, чтобы прокормиться, нужно было перетереть зубами до 300-400 кг жесткого растительного корма в день. Коренные зубы мамонтов менялись шесть раз за достаточно продолжительную жизнь в 60-80 лет (три раза менялись молочные зубы и три раза – постоянные). Бивни, видоизмененные верхние резцы, менялись не так часто. В младенчестве у мамонтят появлялись молочные бивни всего несколько сантиметров длиной, они даже не были видны снаружи. Потом они выпадали и появлялись настоящие бивни, которые росли всю жизнь.