Защо голямото око на насекомото е сферично? Как изглежда светът през очите на обикновена муха? Структурата на сложното око

Органите на зрението са развити при повечето насекоми. достигат най-голямо развитие сложни или сложни очи . Броят на визуалните елементи - ommatidia или фасети, в окото на домашна муха достига 4 хиляди, а в водните кончета дори 28 хиляди Ommatidium се състои от прозрачна леща или роговица под формата на двойно изпъкнала леща и прозрачен кристал конус, лежащ под него. Заедно те правят оптична система. Под конуса е ретината, която възприема светлинните лъчи. свързани клетки на ретината нервни влакнасъс зрителните лобове на мозъка. Всеки омматидиум е заобиколен от пигментни клетки.

В зависимост от възприемането на светлината различна интензивностРазграничаване на апозиционните и суперпозиционните типове очи. Първият тип структура на очите е характерен за дневните насекоми, вторият - за нощните.

IN апозиционно оковсеки омматидий е изолиран в горната си част чрез пигмент от съседни омматидии. Така всяка структурна единица на окото работи отделно от всички останали, възприемайки само „своята“ част от външното пространство. Цялостната картина се формира в мозъка на насекомо, сякаш от много парчета мозайка.

IN суперпозиционно око ommatidia са само частично, макар и по цялата дължина, защитени от странични лъчи: те са полупропускливи. От една страна пречи на насекомите при интензивна светлина, от друга страна им помага да виждат по-добре привечер.

Ocelli (дорзални прости очи)- това са малки зрителни органи, които някои възрастни имат и обикновено се намират на върха на главата. Обикновено се представят в размер на три, като един лежи леко отпред, а още два - отзад и отстрани на предната част. Те не съдържат омматидий, структурата на простите очи е значително опростена. Отвън е разположена роговицата, състояща се от кореногенни клетки, по-дълбоко е светлинновъзприемащият апарат на ретиналните (чувствителни) клетки, още по-ниски са пигментните клетки, които преминават във влакната на зрителния нерв.

От всички разновидности на очите на насекомите, простите очи имат най-слабата способност да виждат. Според някои доклади те изобщо не се представят зрителна функция, и са отговорни само за подобряване на функцията на сложните очи. Това по-специално се доказва от факта, че насекомите практически нямат прости очи при липса на сложни. Освен това, когато рисувате върху сложни очи, насекомите престават да се ориентират в пространството, дори ако имат добре очертани прости очи.

Стъбла, или странични прости очи- присъстват в ларви на насекоми с пълна метаморфоза. По време на стадия на какавидата те се "преобразуват" в сложни очи. Те изпълняват визуална функция, но поради опростената структура виждат сравнително зле. За да се подобри зрението, ларвите на ларвите често се представят в ларви в количество от няколко парчета. В ларвите на триони те са подобни на гръбните, а в гъсениците на пеперудите приличат на сложни очни омматидии. Гъсениците възприемат формата на предметите, различават малки детайли на тяхната повърхност.

Най-сложните от сетивните органи при насекомите са органите на зрението. Последните са представени от образувания от няколко типа, от които най-важните са сложни фасетни очи с приблизително същата структура като сложните очи на ракообразните.

Очите се състоят от отделни омматидии (фиг. 337), чийто брой се определя главно от биологичните характеристики на насекомите. Активни хищници и добри летци, водните кончета имат очи с до 28 000 фасети всяко. В същото време мравките (нег. Hymenoptera), особено работещите индивиди от видове, живеещи под земята, имат очи, състоящи се от 8 - 9 ommatidia.

Всеки омматидий представлява перфектна фотооптична сенсила (фиг. 338). Състои се от оптичен апарат, включващ роговицата, прозрачен участък от кутикулата над омматидиума и така наречения кристален конус. Заедно те действат като леща. Възприемащият апарат на омматидиума е представен от няколко (4 - 12) рецепторни клетки; тяхната специализация е стигнала много далеч, както се вижда от пълната им загуба на флагеларни структури. Всъщност чувствителните части на клетките - рабдомерите - са клъстери от гъсто опаковани микровили, разположени в центъра на омматидиума и плътно прилежащи един към друг. Заедно те образуват фоточувствителен елементочите са роби.

Екраниращите пигментни клетки лежат по ръбовете на омматидиума; последните са значително различни при дневните и нощните насекоми. В първия случай пигментът в клетката е неподвижен и постоянно разделя съседните омматидии, като не позволява на светлинните лъчи да преминават от едно око към друго. Във втория случай пигментът може да се движи в клетките и да се натрупва само в горната им част. В този случай лъчите на светлината попадат върху чувствителните клетки не на една, а на няколко съседни омматидии, което значително (почти два порядъка) повишава общата чувствителност на окото. Естествено, този вид адаптация възниква при здрач и нощни насекоми. Ommatidia се отклоняват от чувствителните клетки нервни окончанияобразуване на зрителния нерв.

В допълнение към сложните очи, много насекоми имат и прости очи (фиг. 339), чиято структура не съответства на структурата на един омматидий. Рефрактивният апарат има лещовидна форма, непосредствено под него има слой от чувствителни клетки. Цялото око е покрито с обвивка от пигментни клетки. Оптичните свойства на простите очи са такива, че те не могат да възприемат изображения на обекти.

Ларвите на насекомите в повечето случаи имат само прости оцели, които обаче се различават по структура от простите оцели на възрастни стадии. Няма приемственост между очите на възрастните и ларвите. По време на метаморфозата очите на ларвите се резорбират напълно.

Визуалните способности на насекомите са перфектни. Въпреки това, структурните особености на сложното око предопределят специален физиологичен механизъм на зрението. Животните със сложни очи имат "мозаечно" зрение. Малкият размер на омматидиите и тяхната изолация един от друг водят до факта, че всяка група чувствителни клетки възприема само малък и относително тесен лъч от лъчи. Лъчите, падащи под значителен ъгъл, се абсорбират от скрининговите пигментни клетки и не достигат до фоточувствителните елементи на омматидиите. Така, схематично, всеки омматидий получава изображение само на една малка точка от обект, разположен в зрителното поле на цялото око. В резултат на това изображението се състои от толкова светлинни точки, съответстващи на различни части на обекта, колкото фасети са перпендикулярни на лъчите от обекта. Общата картина се комбинира, така да се каже, от множество малки частични изображения чрез прилагането им едно към друго.

Възприемането на цвета от насекомите също се отличава с известна особеност. Представители по-високи групи Insecta имат цветно зрение, основан на възприятието на три основни цвята, чието смесване дава цялото цветно разнообразие на света около нас. Въпреки това, при насекомите, в сравнение с хората, има силно изместване към късовълновата част на спектъра: те възприемат зелено-жълто, синьо и ултравиолетови лъчи. Последните са невидими за нас. Следователно цветовото възприемане на света от насекомите рязко се различава от нашето.

Функциите на простите очи на възрастните насекоми все още изискват сериозно проучване. Очевидно те до известна степен "допълват" сложните очи, влияейки върху активността на поведението на насекомите при различни условия на осветление. Освен това е доказано, че простите оцели, заедно със сложните очи, могат да възприемат поляризирана светлина.

Въпросът „Колко очи имаш? обикновена муха?" не е толкова просто, колкото изглежда. Две големи очиразположени отстрани на главата, могат да се видят с просто око. Но всъщност устройството на органите на зрението на мухата е много по-сложно.

Ако погледнете увеличеното изображение на очите на муха, можете да видите, че те са подобни на пчелни пити и са съставени от много отделни сегменти. Всяка от частите има формата на шестоъгълник с правилни ръбове. Оттук идва името на такава структура на окото - фасет ("фасет" на френски означава "ръб"). Много и някои членестоноги могат да се похвалят със сложни сложни очи, а мухата далеч не е шампион по брой фасети: тя има само 4000 фасети, а водните кончета имат около 30 000.

Клетките, които виждаме, се наричат ​​омматидии. Омматидиите са с форма на конус, чийто тесен край се простира дълбоко в окото. Конусът се състои от клетка, която възприема светлина, и леща, защитена от прозрачна роговица. Всички омматидии са плътно притиснати един към друг и свързани с роговицата. Всеки от тях вижда "своя" фрагмент от картината и мозъкът добавя тези малки изображения в едно цяло.

Разположението на големите сложни очи е различно при женските и мъжките мухи. При мъжките очите са близко разположени, а при женските са по-раздалечени, тъй като имат чело. Ако погледнете муха под микроскоп, тогава в средата на главата над фасетираните органи на зрението можете да видите три малки точки, подредени в триъгълник. Всъщност тези точки са прости очи.

Общо мухата има един чифт сложни очи и три прости - общо пет. Защо природата пое по толкова труден път? Факт е, че фасетна визияе формирана, за да обхване преди всичко възможно най-много пространство с поглед и улавяне на движение. Тези очи изпълняват основните функции. С прости очи мухата беше "осигурена" за измерване на нивото на осветеност. Сложните очи са основният орган на зрението, а простите са второстепенни. Ако мухата нямаше прости очи, тя щеше да е по-бавна и можеше да лети само при ярка светлина, а без сложни очи щеше да е сляпа.

Как една муха вижда света?

Големите изпъкнали очи позволяват на мухата да вижда всичко около себе си, тоест ъгълът на гледане е 360 градуса. Той е два пъти по-широк от човека. Неподвижните очи на насекомото гледат едновременно от четирите страни. Но зрителната острота на мухата е почти 100 пъти по-ниска от тази на човека!

Тъй като всеки омматидиум е независима клетка, картината е мрежеста, състояща се от хиляди отделни малки изображения, които се допълват взаимно. Следователно светът за една муха е сглобен пъзел, състоящ се от няколко хиляди парчета и доста неясен. Повече или по-малко ясно, насекомото вижда само на разстояние от 40 - 70 сантиметра.

Мухата е в състояние да различава цветове и дори невидими човешко окополяризирана и ултравиолетова светлина. Окото на мухата усеща и най-малката промяна в яркостта на светлината. Тя може да види слънцето, скрито от гъсти облаци. Но на тъмно мухите виждат лошо и водят предимно дневен начин на живот.

Друга интересна способност на мухата е бързата реакция на движение. Една муха възприема движещ се обект 10 пъти по-бързо от човек. Лесно "изчислява" скоростта на даден обект. Тази способност е жизненоважна за определяне на разстоянието до източника на опасност и се постига чрез "прехвърляне" на изображението от една клетка - омматидиум в друга. Авиоинженерите са възприели тази характеристика на зрението на мухата и са разработили устройство за изчисляване на скоростта на летящ самолет, повтаряйки структурата на окото му.

Благодарение на това бързо възприятие, мухите живеят в забавена реалност в сравнение с нас. Движение с продължителност една секунда, от човешка гледна точка, се възприема от мухата като действие от десет секунди. Със сигурност хората им изглеждат много бавни същества. Мозъкът на насекомото работи със скоростта на суперкомпютър, като получава изображение, анализира го и предава съответните команди на тялото за хилядни от секундата. Ето защо не винаги е възможно да убиете муха.

И така, правилният отговор на въпроса "Колко очи има обикновената муха?" ще бъде номер пет. Основните са сдвоен орган в муха, както при много живи същества. Защо природата е създала точно три прости очи- остава загадка.

Как виждат насекомите?

Мухата рязко избягва обект, летящ към нея, пеперудата избира определено цвете, а гъсеницата пълзи към себе си. високо дърво. Насекомите, подобно на хората, също имат органи на зрението, но те виждат и възприемат света по специален начин. С изключителната си визия, недостъпна за хората. Някои насекоми могат да определят само светло и тъмно, докато други са добре запознати с нюансите. И така, как насекомите виждат света?

Начини да видите света в насекомите

Способността им да виждат е разделена на три начина.

Цялата повърхност на тялото

Интересна функция, в които не е необходимо да имате очи. Но големият му недостатък е, че насекомото може да различава само светлината от тъмнината. Не вижда никакви предмети или цветя. Как работи? Светлината преминава през кутикулата външен слойкожата и прониква до главата на насекомото. Там протича реакция в мозъчните клетки и насекомото разбира, че върху него пада светлина. Такова устройство не е достъпно за всички, но много помага на онези насекоми, които живеят под земята, например земни червеи или слепи пещерни бръмбари. Този тип зрение се среща при хлебарки, листни въшки и гъсеници.

Свързани материали:

За какво е цветен прашец?

С прости очи

Насекомите с прости очи са по-щастливи. Те могат не само да определят тъмнината от светлината, но и да различават отделните обекти и дори тяхната форма. Такива очи най-често се срещат в ларви на насекоми. Например, ларвите на комарите имат очи вместо тъмни петнакоито улавят светлината. Но гъсениците имат пет до шест очи от всяка страна на главата. Поради това тя е добре запозната с формите. Но тя вижда много по-добре вертикалните обекти от хоризонталните. Например, ако трябва да избере дърво, тя по-скоро ще пропълзи до това, което е по-високо, а не до това, което е по-широко.

Сложни или фасетни очи

Такива очи най-често се срещат при възрастни насекоми. Можете веднага да ги идентифицирате - те обикновено се намират отстрани на главата. Сложните очи са много по-сложни и разнообразни от всички останали. Те могат да разпознават формите на предметите и да идентифицират цветовете. Някои насекоми виждат добре през деня, докато други виждат добре през нощта. Интересна особеност на тези очи е, че те не виждат цялата картина като цяло, а само парчета. И вече в мозъка насекомото събира пъзел от получените изображения, за да види пълна картина. Как мухата успява да свърже всички части на фрагмента по време на полет? Изненадващо, по време на полет тя вижда по-добре, отколкото в покой. А за място за кацане всяко насекомо е по-вероятно да избере нещо, което се движи или люлее.

Покажи всички

Разновидности на структурата на органите на зрението

При насекомите очите могат да бъдат представени в три разновидности:

• (фасетиран);
• (дорзално, оцели);
• ларва (странична, ларва). (снимка)

Те имат различна структураи неравна способност за виждане.

Сложните очи се срещат при повечето насекоми и колкото по-силно са развити последните, толкова по-добре са развити техните зрителни органи. наричани още фасетирани, защото те външна повърхностПредставлява се от набор от разположени една до друга лещи – фасети.

Омматидиум

Омматидиум

A (вляво) - апозиционен омматидий,

B (вдясно) - суперпозиционен омматидий

1 - аксони на зрителни клетки, 2 - ретинуларни клетки,

3 - роговица, 4 - кристален конус,

5 - пигментни клетки, 6 - светлинен проводник, 7 - рабдом

Сложното око е съставено от различни Голям бройиндивидуален структурни звена- омматидии. включват редица структури, които осигуряват проводимост, пречупване на светлината (фасет, коренова клетка, кристален конус) и възприемане на визуални сигнали (клетки на ретината, рабдом, нервни клетки). В допълнение, всеки има устройство за изолиране на пигмента, поради което е напълно или частично защитен от страничните лъчи.

Диаграма на структурата на просто око

От всички разновидности на очите на насекомите те имат най-слабата способност да виждат. Според някои доклади те изобщо не изпълняват зрителна функция и са отговорни само за подобряване на функцията на сложните очи. Това по-специално се доказва от факта, че при насекомите практически няма прости при липса на сложни. Освен това, когато рисувате върху сложни очи, насекомите престават да се ориентират в пространството, дори ако имат добре очертани.

Характеристики на зрението на насекомите

Посветен на изучаването на зрението на насекомите голяма суманаучни трудове. С оглед на такъв интерес от страна на специалистите, много характеристики на работата на очите на Insecta са надеждно изяснени досега. Структурата на органите на зрението при тези организми обаче е толкова разнообразна, че качеството на зрението, възприемането на цвят и обем, разграничаването между движещи се и неподвижни обекти, разпознаването на познати визуални образи и други свойства на зрението се различават значително в различни групинасекоми. Следните фактори могат да повлияят на това: сложно око- структура на омматидиите и техния брой, изпъкналост, местоположение и форма на очите; в прости очи и - техният брой и фините характеристики на структурата, които могат да бъдат представени от значително разнообразие от опции. Зрението на пчелите днес е най-добре проучено.

Определена роля във възприемането на формата играе движението на обекта. Насекомите са по-склонни да седят на цветя, които се люлеят от вятъра, отколкото на неподвижни. водните кончета се втурват след движеща се плячка, а мъжките пеперуди реагират на летящи женски и трудно виждат седящите. Вероятно въпросът е в определена честота на дразнене на очите на ommatidia по време на движение, мигане и трептене.

Разпознаване на познати предмети

Насекомите разпознават познати предмети не само по цвят и форма, но и по разположението на обектите около тях, така че идеята за изключителната примитивност на тяхното виждане не може да се нарече вярна. Например пясъчната оса намира входа на норката, като се фокусира върху онези обекти, които се намират около нея (трева, камъни). Ако бъдат премахнати или местоположението им се промени, това може да обърка насекомото.

дистанционно възприятие

Тази функция е най-добре проучена на примера на водни кончета, земни бръмбари и други хищни насекоми.

Способността за определяне на разстоянието се дължи на присъствието във висшите насекоми бинокулярно зрение, тоест две очи, чиито зрителни полета частично се пресичат. Структурните характеристики на очите определят колко голямо е разстоянието, налично за преглед на насекомото. Например скачащите бръмбари реагират на плячка и се нахвърлят върху нея, когато са на разстояние 15 см от обекта.

Леко движение на компаса

Много насекоми се движат по такъв начин, че постоянно поддържат същия ъгъл на падане на светлината върху ретината. По този начин, слънчеви лъчиса своеобразен компас, по който се ориентира насекомото. По същия принцип молците се движат по посока на изкуствените източници на светлина.