Insekti imaju jednostavne oči. Kratak opis klase insekata

Sposobnost da se vidi svijet u cijelom spektru svojih boja i nijansi - jedinstveni poklon priroda čovjeku. Svijet boja koje naše oči mogu uočiti je svijetao i nevjerojatan. Ali čovjek nije jedino živo biće na ovoj planeti. Vide li i životinje i kukci predmete, boje, noćne oblike? Kako muhe ili pčele vide našu sobu, na primjer, ili cvijet?

oči insekata

Moderna je znanost uz pomoć posebnih instrumenata uspjela vidjeti svijet očima različitih životinja. Ovo je otkriće u svoje vrijeme postalo senzacija. Ispostavilo se da mnoga naša manja braća, a posebno kukci, vide potpuno drugačiju sliku od one koju vidimo mi. Vide li muhe uopće? Da, ali nikako tako, i ispada da mi i muhe, i druga leteća i gmižuća stvorenja, kao da živimo u istom svijetu, ali potpuno različito.

Sve je to zbog Kukaca, on nije sam, bolje rečeno, nije sasvim sam. Oko kukca skup je tisuća faseta ili ommatidija. Izgledaju kao konusne leće. Svaka takva ommatidija vidi drugačiji dio slike koji je samo njemu dostupan. Kako vide muhe? Slika koju promatraju izgleda kao slika složena od mozaika, odnosno slagalice.

Oštrina vida insekata ovisi o broju ommatidija. Najvidljiviji je vretenac, ima ommatidije - oko 30 tisuća. Vidljivi su i leptiri - oko 17 tisuća, za usporedbu: muha ima 4 tisuće, pčela 5. Najslabijevidni je mrav, čije oko ima samo 100 faseta.

Svestrana obrana

Druga sposobnost insekata koja se razlikuje od ljudi je sposobnost da vide sve oko sebe. Očna leća je sposobna vidjeti sve pod kutom od 360o. Među sisavcima, zec ima najveći vidni kut - 180 stupnjeva. Zato je i dobio nadimak kosi, ali što da se radi kad ima toliko neprijatelja. Lav se ne boji neprijatelja, a oči mu gledaju na manje od 30 stupnjeva horizonta. Kod malih insekata priroda je nadoknadila nedostatak rasta sposobnošću da vide svakoga tko im se prikrade. Ono što još razlikuje vizualnu percepciju insekata je brzina kojom se mijenja slika. Tijekom brzog leta uspijevaju primijetiti sve ono što ljudi ne mogu vidjeti pri takvoj brzini. Na primjer, kako muhe vide TV? Da su naše oči kao u muhe ili pčele, morali bismo vrtjeti film deset puta brže. Skoro je nemoguće uhvatiti muhu s leđa, ona vidi pokret ruke brže nego što se pojavi. Čovjek se insektu čini kao spora kornjača, a kornjača kao općenito nepomičan kamen.

Boje duge

Gotovo svi insekti su slijepi za boje. Razlikuju boje, ali na svoj način. Zanimljivo je da oči insekata, pa čak i nekih sisavaca uopće ne percipiraju crvenu boju ili je vide kao plavu ili ljubičastu. Pčeli crveno cvijeće izgleda crno. Biljke koje trebaju oprašivanje pčelama ne cvjetaju crveno. Većina svijetle boje grimizna, ružičasta, narančasta, bordo, ali ne crvena. Oni rijetki koji si dopuštaju crvenu odjeću oprašuju se na drugačiji način. Takav je odnos u prirodi. Teško je zamisliti kako su znanstvenici uspjeli dokučiti kako muhe vide boje sobe, ali ispada da im je omiljena žuta boja, a plava i zelena ih iritiraju. Samo tako. Da biste imali manje muha u kuhinji, samo je trebate pravilno obojiti.

Mogu li muhe vidjeti u mraku?

Muhe, kao i većina letećih insekata, spavaju noću. Da, da, i njima je potreban san. Ako se muha stalno tjera i tri dana ne spava, ona ugine. Muhe slabo vide u mraku. To su insekti sa okrugle oči, ali kratkovidno. Ne trebaju im oči da pronađu hranu.

Za razliku od muha, pčele radilice dobro vide noću, što im omogućuje rad u noćna smjena Isti. Noću cvijeće intenzivnije miriše i manje je konkurenata za nektar.

Dobro vide noću, ali nedvojbeni lider u viziji u mraku je američki žohar.

Oblik stavke

Zanimljiva je percepcija oblika predmeta od strane različitih insekata. Specifičnost je u tome što oni možda uopće ne percipiraju jednostavne forme, koje im nisu potrebne za opstojnost. Pčele i leptiri ne vide predmete jednostavnih oblika, osobito nepokretne, ali ih privlači sve što ima složene oblike cvjetova, osobito ako se kreću ili njišu. To posebno objašnjava činjenicu da pčele i ose rijetko ubodu nepomično stajaću osobu, a ako i ubodu to je u predjelu usana kada priča (miče usnama). Muhe i neki drugi insekti ne percipiraju osobu, sjede na njemu jednostavno u potrazi za hranom, koju traže mirisom i vide pomoću senzora na šapama.

Opće značajke vida insekata

• Samo leptiri mogu razlikovati crvenu boju - oni oprašuju rijetko cvijeće takav raspon.
• Sve oči imaju fasetnu strukturu, a razlika je u broju omatidija.
• Trikromazija ili sposobnost pretvaranja boja u tri osnovne boje: ljubičastu, zelenu i ultraljubičastu.
• Sposobnost razbijanja i odbijanja svjetlosnih zraka i sagledavanja cijele slike okolne stvarnosti.
• Sposobnost gledanja slika koje se vrlo brzo mijenjaju.
• Insekti znaju kako se snalaziti po sunčevoj svjetlosti, pa se moljci okupljaju na svjetiljku.
• Binokularni vid pomaže predatorima u svijetu insekata da točno odrede udaljenost do svog plijena.

I muhe i pčele imaju pet očiju. Tri jednostavna oka nalaze se u gornjem dijelu glave (moglo bi se reći, na tjemenu), a dva složena ili fasetna oka nalaze se na stranama glave. Složene oči muha, pčela (kao i leptira, vretenaca i nekih drugih insekata) predmet su entuzijastičnog proučavanja znanstvenika. Činjenica je da su ti organi vida raspoređeni na vrlo zanimljiv način. Sastoje se od tisuća pojedinačnih šesterokuta, ili, drugim riječima, znanstveni jezik, aspekti. Svaka od faseta je minijaturna špijunka koja daje sliku zasebnog dijela predmeta. Složene oči kućne muhe imaju otprilike 4000 faseta, pčela radilica- 5000, za dron - 8000, za leptira - do 17 000, za vretenca - do 30 000. Ispostavilo se da oči insekata šalju u njihov mozak nekoliko tisuća slika pojedinih dijelova predmeta, koji, iako stapaju se u sliku predmeta kao cjeline, ali sav taj predmet izgleda kao da je sastavljen od mozaika.

Zašto su potrebne složene oči? Vjeruje se da se uz njihovu pomoć kukci orijentiraju u letu. Dok jednostavne oči Dizajniran za gledanje objekata koji su u blizini. Dakle, ako se pčeli odstrane ili prekriju složene oči, ona se ponaša kao da je slijepa. Ako su jednostavne oči zapečaćene, čini se da insekt ima sporu reakciju.

1,2 -Složene (složene) oči pčele ili muhe
3 -tri jednostavna oka pčele ili muhe

Pet očiju omogućava kukcima da pokriju 360 stupnjeva, odnosno vidjeti sve što se događa ispred, s obje strane i iza. Možda je zato tako teško neopaženo se približiti muhi. A ako uzmete u obzir da složene oči mnogo bolje vide pokretni objekt od nepokretnog, onda se samo čudimo kako čovjek ponekad uspije udariti muhu novinama!

Značajka insekata sa složene oči hvatanje i najmanjeg pokreta ilustrirano je sljedećim primjerom: ako pčele i muhe sjednu s ljudima da gledaju film, činit će im se da dvonožni gledatelji dugo gledaju u jedan kadar prije nego prijeđu na sljedeći . Da bi kukci gledali film (a ne pojedinačne kadrove, poput fotografije), film projektora treba vrtjeti 10 puta brže.

Trebamo li zavidjeti očima kukaca? Vjerojatno ne. Na primjer, oči muhe vide mnogo, ali nisu sposobne gledati izbliza. Zato hranu (kap pekmeza, na primjer) otkrivaju pužući po stolu i doslovno se sudarajući s njom. A pčele, zbog osobitosti svog vida, ne razlikuju crvenu boju - za njih je crna, siva ili plava.

Stranica 3 od 5

Kukac i čovjek gledaju na svijet doslovno drugačijim očima. Oči svih insekata - bilo kućne muhe, stršljena, leptira ili kornjaša - složene su (fasetirane), sastoje se od pojedinačnih ocela. (Mnoge vrste također imaju jednostavne oči.) Neki leptiri i vretenca imaju složeno oko sastavljeno od 30 000 elemenata; mravi imaju samo šest. Svako oko ima svoju leću, žarišna duljina koji je fiksan i ne akomodira. Insekt vidi mozaičnu sliku (ovako izgleda jako uvećana novinska fotografija - sastavljena od pojedinačnih mrlja) i slabo razlikuje oblik predmeta. Ali složeno oko savršeno vidi kretanje, što pomaže kukcima da izbjegnu predatore i otkriju plijen.

Oči muha i vretenaca zauzimaju veći dio površine glave, pružajući pogled od gotovo 360 stupnjeva, tako da se grabežljivci mogu vidjeti kako im prilaze straga, odozgo i odozdo. Mravi, koji većinu vremena provode pod zemljom, snalaze se s nerazvijenim očima, a neke vrste su i slijepe.

Građa složenog oka

Koliko očiju ima vilin konjic?

Za grabežljive i brzo leteće insekte vid je veliki značaj. Njihove oči sastoje se od mnogo pojedinačnih očiju. Takvo složeno oko kod vretenaca može se sastojati od 30 000 pojedinačnih leća. Prolazeći kroz leće i prozirne kristalne čunjeve, svjetlost dopire do osjetljivih stanica. Oni ga pretvaraju u električne impulse, koji se zatim prenose u mozak, gdje se prikuplja cjelovita slika. Čini se da je ova slika podijeljena u ćelije i sastoji se od mnogo točkica - poput novinske fotografije ili čuvara zaslona na TV-u. Osim složenih očiju, mnogi kukci imaju tri mala oka na čelu - s mnogo stanica osjetljivih na svjetlost i jednom zajedničkom lećom. Insekti ih trebaju kako bi odredili stupanj osvijetljenosti okolnog prostora i prilagodili položaj svog tijela tijekom leta. Kod vretenaca jasno su vidljivi pojedinačni oceli unutar složenih očiju. Relativno jednostavno u pogledu strukture, dodatno oko u središtu čela izgleda kao kap vode.

Dragonfly brzina leta

Veliki vretenca obično lete brzinom od oko 30 km/h. Jedna australska vrsta vretenaca može doseći brzinu do 58 km/h kada leti na kratkim udaljenostima. Ipak, prvaci u brzim letovima su konjske muhe. američki izgled Konjska muha dostiže brzine do 70 km/h. Zahvaljujući svojim izravnim mišićima, vretenca mogu pomicati krila u svim smjerovima pa čak i letjeti unatrag.

Vide li insekti boje?

Ljudske vidne stanice prepoznaju tri osnovne boje: plavu, zelenu i crvenu. Sve ostale boje nastaju miješanjem ove tri osnovne boje. Svaka medonosna pčela odvojeno oko također sadrži tri vrste stanica, koje, međutim, razlikuju plavo, zeleno i ultraljubičasto svjetlo. Pčele ne percipiraju crvenu boju: ona im se čini kao tamnosiva ili crna. Ultraljubičasto svjetlo daje pčelama, mravima i muhama informacije o smjeru vibracija polarizirane svjetlosti, koje analizira mozak kukca. Stoga kukci, čak i pri visokim oblacima, mogu procijeniti položaj sunca i snaći se u tom području. Vodene bube i glatkice također koriste podatke o polariziranoj svjetlosti, pomoću koje vide vodene površine koje reflektiraju svjetlost u letu.

Što je rezolucija?

Osoba može percipirati 20 izmjeničnih slika u sekundi. Ako se to dogodi brže, tada se slika vidi u pokretu. Ovaj se efekt koristi pri snimanju filmova. Slika na monitoru računala i TV ekranu ažurira se 50 puta u sekundi i stoga izgleda konstantno. Oko balegarice može razlikovati pojedinačne slike unutar četiri tisućinke sekunde. Medonosne pčele vide 300 slika u sekundi.

Pokaži sve

Varijante strukture organa vida

Kod insekata, oči se mogu predstaviti u tri varijante:

• (fasetiran);
• (leđni, očeli);
• ličinka (bočna, ličinka). (fotografija)

Oni imaju drugačija struktura i nejednaku sposobnost gledanja.

Složene oči nalaze se kod većine insekata, a što su potonji više razvijeni, to su njihovi vidni organi obično bolje razvijeni. također se naziva fasetiranim, jer oni vanjska površina Predstavljen je skupom leća smještenih jedna do druge - fasetama.

Ommatidium

Ommatidium

A (lijevo) - apozicijski ommatidij,

B (desno) - superpozicija ommatidija

1 - aksoni vidnih stanica, 2 - stanice retine,

3 - rožnica, 4 - kristalni konus,

5 - pigmentne stanice, 6 - svjetlovod, 7 - rabdom

Složeno oko sastoji se od različitog, obično velikog broja pojedinačnih strukturne jedinice- ommatidija. uključuju brojne strukture koje osiguravaju provođenje, lom svjetlosti (faseta, stanice rožnice, kristalni stožac) i percepciju vizualnih signala (stanice mrežnice, rabdom, nervne ćelije). Osim toga, svaki ima uređaj za izolaciju pigmenta, zbog čega je potpuno ili djelomično zaštićen od bočnih zraka.

Dijagram strukture jednostavnog oka

Od svih vrsta očiju kukci imaju najslabiju sposobnost vida. Prema nekim izvješćima, oni uopće ne nastupaju vidna funkcija, i odgovorni su samo za poboljšanje funkcije složenih očiju. To posebno dokazuje činjenica da kod kukaca praktički nema jednostavnih bez složenih. Osim toga, kada se složene oči naslikaju, insekti se prestaju orijentirati u prostoru, čak i ako imaju dobro definirane oči.

Značajke vida insekata

Posvećen proučavanju vida kukaca veliki iznos znanstveni radovi. Zbog takvog interesa stručnjaka, mnoge značajke očiju Insecta sada su pouzdano razjašnjene. Međutim, struktura vidnih organa kod ovih organizama toliko je raznolika da se kvaliteta vida, percepcija boje i volumena, razlikovanje pokretnih i nepokretnih objekata, prepoznavanje poznatih vizualnih slika i druga svojstva vida uvelike razlikuju. različite grupe insekti Na to mogu utjecati sljedeći čimbenici: u složenom oku - struktura ommatidija i njihov broj, konveksnost, mjesto i oblik očiju; u jednostavnim očima i - njihovom broju i suptilnim strukturnim značajkama, koje se mogu predstaviti značajnom raznolikošću opcija. Vizija pčela dosad je najbolje proučena.

Kretanje predmeta igra određenu ulogu u percepciji oblika. Kukci će vjerojatnije sletjeti na cvjetove koji se njišu na vjetru nego na one koji miruju. vretenca žure za pokretnim plijenom, a mužjaci leptira reagiraju na ženke koje lete i teško vide one koji sjede. Vjerojatno je to zbog određene učestalosti iritacije ommatidija očiju tijekom pokreta, treptanja i treptanja.

Prepoznavanje poznatih predmeta

Kukci prepoznaju poznate predmete ne samo po boji i obliku, već i po rasporedu predmeta oko njih, tako da se ideja o izuzetnoj primitivnosti njihove vizije ne može nazvati istinitom. Na primjer, pješčana osa pronalazi ulaz u jazbinu, vođena predmetima koji se nalaze oko nje (trava, kamenje). Ako se uklone ili im se promijeni mjesto, to može zbuniti kukca.

Percepcija udaljenosti

Ovu značajku najbolje je proučavati na primjeru vretenaca, zemljanih kornjaša i drugih grabežljivih kukaca.

Sposobnost određivanja udaljenosti je zbog prisutnosti viših insekata binokularni vid, odnosno dva oka čija se vidna polja djelomično sijeku. Strukturne značajke očiju određuju kolika je udaljenost gledanja određenog kukca. Na primjer, kornjaši skakači reagiraju na plijen i napadaju ga kada su na udaljenosti od 15 cm od objekta.

Svjetlosni pokret

Mnogi se kukci kreću tako da stalno održavaju isti kut upada svjetlosti na mrežnicu. Tako, sunčeve zrake svojevrsni su kompas po kojem se kukac orijentira. Po istom principu, moljci se kreću u smjeru umjetnih izvora svjetlosti.

Vjeruje se da osoba dobiva do 90% znanja o vanjskom svijetu uz pomoć svog stereoskopskog vida. Zečevi su stekli bočni vid, zahvaljujući kojem mogu vidjeti predmete koji se nalaze sa strane, pa čak i iza njih. Kod dubokomorskih riba, oči mogu zauzimati do polovice glave, a parijetalno "treće oko" lampure omogućuje mu da se dobro snalazi u vodi. Zmije mogu vidjeti samo pokretni objekt, ali oči sivog sokola prepoznate su kao najbudnije na svijetu, sposobne pratiti plijen s visine od 8 km!

Ali kako svijet vide predstavnici najbrojnije i najraznovrsnije klase živih bića na Zemlji - kukci? Zajedno s kralješnjacima, kojima su inferiorni samo u veličini tijela, kukci imaju najsavršeniji vid i složenu strukturu. optički sustavi oči. Iako složene oči kukaca nemaju akomodaciju, zbog čega se mogu nazvati kratkovidnima, one, za razliku od ljudi, mogu razlikovati objekte koji se kreću iznimno brzo. A zahvaljujući uređenoj strukturi svojih fotoreceptora, mnogi od njih imaju pravo "šesto čulo" - polarizacijski vid.

Vizija blijedi - moja snaga,
Dva nevidljiva dijamantna koplja...

A. Tarkovski (1983.)

Teško je precijeniti važnost Sveta (elektromagnetska radijacija vidljivi spektar) za sve stanovnike našeg planeta. sunčeva svjetlost služi kao glavni izvor energije za fotosintetske biljke i bakterije, a posredno preko njih i za sve žive organizme zemljine biosfere. Svjetlost izravno utječe na tok svih raznolikosti životni procesiživotinja, od reprodukcije do sezonskih promjena boje. I, naravno, zahvaljujući percepciji svjetlosti posebnim osjetilnim organima, životinje primaju značajne (i često b O većina) informacija o okolnom svijetu, mogu razlikovati oblik i boju predmeta, odrediti kretanje tijela, snalaziti se u prostoru itd.

Vizija je posebno važna za životinje sposobne za aktivno kretanje u prostoru: s pojavom pokretnih životinja vid se počeo formirati i poboljšavati. vidni aparat- najsloženiji od svih poznatih osjetilni sustavi. Ove životinje uključuju kralješnjake, a među beskralješnjake - glavonošci i insekti. Upravo se ove skupine organizama mogu pohvaliti najsloženijim organima vida.

Međutim, vizualni aparat ovih skupina bitno se razlikuje, kao i percepcija slika. Smatra se da su kukci općenito primitivniji od kralježnjaka, a da ne govorimo o njihovoj najvišoj razini - sisavcima i, naravno, ljudima. Ali koliko su različite njihove vizualne percepcije? Drugim riječima, je li svijet viđen očima malog bića zvanog muha puno drugačiji od našeg?

Mozaik od šesterokuta

Vidni sustav insekata u načelu se ne razlikuje od ostalih životinja i sastoji se od perifernih organa vida, živčane strukture i formacije središnjeg živčani sustav. Ali što se tiče morfologije vidnih organa, ovdje su razlike jednostavno upečatljive.

Svima je poznat kompleks fasetiran oči kukaca, koje se nalaze kod odraslih kukaca ili kod ličinki kukaca koje se razvijaju sa nepotpuna transformacija, tj. bez stadija kukuljice. Nema mnogo iznimaka od ovog pravila: to su buhe (red Siphonaptera), lepezaste (red Strepsiptera), većina srebrnih ribica (obitelj Lepismatidae) i cijeli razred kriptognatana (Entognatha).

Složeno oko izgleda kao košara zrelog suncokreta: sastoji se od niza faseta ( ommatidija) - autonomni prijemnici svjetlosnog zračenja koji imaju sve što je potrebno za regulaciju svjetlosnog toka i formiranje slike. Broj faseta uvelike varira: od nekoliko kod čekinjastih repova (red Thysanura) do 30 tisuća kod vretenaca (red Aeshna). Iznenađujuće, broj ommatidija može varirati čak i unutar jedne sustavne skupine: na primjer, brojne vrste mljevenih kornjaša koji žive na otvorenim prostorima imaju dobro razvijene složene oči s veliki iznos ommatidija, dok su kod zemaljskih kornjaša koji žive pod kamenjem oči jako reducirane i sastoje se od malog broja omatidija.

Gornji sloj ommatidija predstavljen je rožnicom (lećom) - dijelom prozirne kutikule koju izlučuju posebne stanice, a koja je vrsta šesterokutne bikonveksne leće. Ispod rožnice većine insekata nalazi se prozirni kristalni konus, čija struktura može varirati između različiti tipovi. Kod nekih vrsta, posebno onih koje vode noćne životinje, postoje dodatne strukture u aparatu za lomljenje svjetlosti koje uglavnom igraju ulogu antirefleksni premaz i povećanje prijenosa svjetlosti oka.

Slika koju formiraju leća i kristalni stožac pada na fotoosjetljivu retinalnog(vidne) stanice, koje su neuron s kratkim repom-aksonom. Nekoliko stanica mrežnice tvori jedan cilindrični snop - retinula. Unutar svake takve stanice, na strani okrenutoj prema unutra, nalazi se ommatidij rabdomer- posebna formacija mnogih (do 75–100 tisuća) mikroskopskih resica, čija membrana sadrži vizualni pigment. Kao i kod svih kralježnjaka, ovaj pigment je rodopsin- složeni obojeni protein. Zbog ogromnog područja ovih membrana, neuron fotoreceptora sadrži veliki broj molekule rodopsina (na primjer, kod vinskih mušica Drosophila ovaj broj premašuje 100 milijuna!).

Rabdomere svih vidnih stanica, spojene u rabdom, te su fotoosjetljivi, receptorski elementi složenog oka, a sve retinule zajedno čine analogiju naše mrežnice.

Aparat fasete koji lomi svjetlost i osjetljiv na svjetlost duž perimetra je okružen stanicama s pigmentima, koji igraju ulogu svjetlosne izolacije: zahvaljujući njima, svjetlosni tok, kada se lomi, dopire do neurona samo jednog ommatidija. Ali ovako su fasete raspoređene u tzv fotopičan oči prilagođene jakom dnevnom svjetlu.

Za vrste koje vode sumrak ili noćni način života, karakteristične su oči drugačijeg tipa - skotopičan. Takve oči imaju niz prilagodbi na nedovoljan svjetlosni tok, na primjer, vrlo velike rabdomere. Osim toga, u omatidijama takvih očiju pigmenti koji izoliraju svjetlost mogu slobodno migrirati unutar stanica, tako da svjetlosni tok može doprijeti do vidnih stanica susjednih omatidija. Ova pojava je u podlozi tzv tamna adaptacija oči insekata - povećana osjetljivost oka pri slabom svjetlu.

Kada rabdomeri apsorbiraju svjetlosne fotone u stanicama retine, živčanih impulsa, koji se šalju duž aksona do uparenih optičkih režnjeva mozga kukca. Svaki optički režanj ima tri asocijativna centra, gdje se obrađuje tok vizualnih informacija koje istovremeno dolaze iz mnogih aspekata.

Od jedan do trideset

Prema drevnim legendama, ljudi su nekada imali "treće oko" odgovorno za ekstrasenzornu percepciju. Nema dokaza za to, ali ista lampuga i druge životinje, poput čupavog guštera i nekih vodozemaca, imaju neobične organe osjetljive na svjetlost na "pogrešnom" mjestu. I u tom smislu kukci ne zaostaju za kralježnjacima: osim uobičajenih složenih očiju, imaju male dodatne ocele - ocelli nalazi se na frontoparijetalnoj površini, i stabljike- sa strane glave.

Očeli se nalaze uglavnom kod kukaca koji dobro lete: odraslih (kod vrsta s potpunom metamorfozom) i ličinki (kod vrsta s nepotpunom metamorfozom). U pravilu su to tri ocela raspoređena u obliku trokuta, ali ponekad mogu nedostajati srednji ili dva bočna. Struktura ocela je slična ommatidijama: ispod leće koja lomi svjetlost imaju sloj prozirnih stanica (analogno kristalnom stošcu) i retinalnu mrežnicu.

Stabljike se mogu naći u ličinkama kukaca koje se razvijaju s potpunom metamorfozom. Njihov broj i mjesto variraju ovisno o vrsti: sa svake strane glave može biti od jednog do trideset ocela. U gusjenica je češće šest ocela, raspoređenih tako da svaka od njih ima posebno vidno polje.

U različitim redovima insekata, stabljika se može razlikovati jedna od druge u strukturi. Te su razlike vjerojatno posljedica njihova podrijetla iz različitih morfoloških struktura. Dakle, broj neurona u jednom oku može varirati od nekoliko jedinica do nekoliko tisuća. Naravno, to utječe na percepciju kukaca o okolnom svijetu: ako neki od njih mogu vidjeti samo kretanje svjetla i tamne mrlje, tada su drugi sposobni prepoznati veličinu, oblik i boju predmeta.

Kao što vidimo, i stabljike i ommatidije su analozi pojedinačnih faseta, iako modificirani. Međutim, kukci imaju druge "rezervne" mogućnosti. Tako su neke ličinke (osobito iz reda Diptera) sposobne prepoznati svjetlost čak i potpuno zasjenjenih očiju pomoću fotoosjetljivih stanica smještenih na površini tijela. I neke vrste leptira imaju takozvane genitalne fotoreceptore.

Sve takve fotoreceptorske zone strukturirane su na sličan način i predstavljaju klaster od nekoliko neurona ispod prozirne (ili prozirne) kutikule. Zbog takvih dodatnih "očiju" ličinke diptera izbjegavaju otvorene prostore, a ženke leptira ih koriste kada polažu jaja u zasjenjenim područjima.

Fasetirani polaroid

Što mogu složene oči insekata? Kao što je poznato, svako optičko zračenje može imati tri karakteristike: svjetlina, domet(valna duljina) i polarizacija(orijentacija oscilacija elektromagnetske komponente).

Insekti koriste spektralne karakteristike svjetlosti za registraciju i prepoznavanje objekata u okolnom svijetu. Gotovo svi oni mogu percipirati svjetlost u rasponu od 300-700 nm, uključujući i ultraljubičasti dio spektra, nedostupan kralježnjacima.

Obično, različite boje percipiran razna područja složeno oko insekti Takva "lokalna" osjetljivost može varirati čak i unutar iste vrste, ovisno o spolu jedinke. Često ista ommatidija može sadržavati različite receptore za boju. Dakle, u leptirima roda Papilio dva fotoreceptora imaju vizualni pigment s maksimumom apsorpcije na 360, 400 ili 460 nm, još dva na 520 nm, a ostali između 520 i 600 nm (Kelber i sur., 2001.).

Ali to nije sve što oko kukca može. Kao što je gore spomenuto, u vizualnim neuronima, fotoreceptorska membrana rabdomeralnih mikrovila je presavijena u cijev kružnog ili šesterokutnog poprečnog presjeka. Zbog toga neke molekule rodopsina ne sudjeluju u apsorpciji svjetlosti zbog činjenice da su dipolni momenti tih molekula smješteni paralelno s putanjom svjetlosnog snopa (Govardovski i Gribakin, 1975). Kao rezultat toga, microvillus stječe dikroizam- sposobnost različite apsorpcije svjetlosti ovisno o njezinoj polarizaciji. Povećanje polarizacijske osjetljivosti ommatidija također je olakšano činjenicom da molekule vizualnog pigmenta nisu nasumično smještene u membrani, kao kod ljudi, već su usmjerene u jednom smjeru i, štoviše, kruto su fiksirane.

Ako oko može razlikovati dva izvora svjetlosti na temelju njihovih spektralnih karakteristika, bez obzira na intenzitet zračenja, možemo govoriti o vid u boji . Ali ako to čini fiksiranjem kuta polarizacije, kao u ovom slučaju, imamo sve razloge govoriti o polarizacijskom vidu insekata.

Kako insekti percipiraju polariziranu svjetlost? Na temelju strukture ommatidija može se pretpostaviti da svi fotoreceptori moraju biti istovremeno osjetljivi i na određenu duljinu(e) svjetlosnih valova i na stupanj polarizacije svjetlosti. Ali u ovom slučaju može biti ozbiljnih problema- takozvani lažna percepcija boja. Dakle, svjetlost reflektirana od sjajne površine lišća ili vodene površine je djelomično polarizirana. U tom slučaju, mozak, analizirajući podatke fotoreceptora, može pogriješiti u procjeni intenziteta boje ili oblika reflektirajuće površine.

Insekti su se naučili uspješno nositi s takvim poteškoćama. Tako se kod niza insekata (prije svega muha i pčela) formira rabdom u ommatidijama koji percipiraju samo boju zatvorenog tipa, kod kojih rabdomeri ne dodiruju jedni druge. Istodobno, imaju i ommatidije s uobičajenim ravnim rabdomima, koji su također osjetljivi na polariziranu svjetlost. Kod pčela se takve fasete nalaze uz rub oka (Wehner i Bernard, 1993). Kod nekih leptira, distorzije u percepciji boja su eliminirane zbog značajne zakrivljenosti mikrovila rabdomera (Kelber et al., 2001).

Kod mnogih drugih insekata, posebno Lepidoptera, uobičajeni ravni rabdomi očuvani su u svim ommatidijama, tako da su njihovi fotoreceptori sposobni istovremeno percipirati i "obojenu" i polariziranu svjetlost. Štoviše, svaki od ovih receptora je osjetljiv samo na određeni preferirani kut polarizacije i određenu valnu duljinu svjetlosti. Ova sofisticirana vizualna percepcija pomaže leptirima u hranjenju i polaganju jaja (Kelber et al., 2001).

Nepoznata zemlja

Možete beskrajno kopati u značajke morfologije i biokemije oka kukca i još uvijek vam je teško odgovoriti na tako jednostavan, au isto vrijeme nevjerojatno složeno pitanje: Kako vide insekti?

Čovjeku je teško čak i zamisliti slike koje nastaju u mozgu insekata. Ali treba napomenuti da je danas popularan mozaička teorija vida, prema kojem kukac vidi sliku u obliku svojevrsne slagalice šesterokuta, ne odražava sasvim točno bit problema. Činjenica je da iako svaka pojedinačna faseta snima zasebnu sliku, koja je samo dio cijele slike, te se slike mogu preklapati sa slikama dobivenim od susjednih faseta. Stoga će slika svijeta dobivena pomoću ogromnog oka vretenca, koje se sastoji od tisuća minijaturnih fasetnih kamera, i "skromnog" oka mrava sa šest lica biti vrlo različita.

O Oštrina vida (rezolucija, tj. sposobnost razlikovanja stupnja raskomadanosti predmeta), tada je kod insekata određena brojem faseta po jedinici konveksna površina očiju, odnosno njihovu kutnu gustoću. Za razliku od ljudi, oči kukaca nemaju akomodaciju: radijus zakrivljenosti svjetlovodne leće se ne mijenja. U tom smislu, insekti se mogu nazvati kratkovidnim: oni vide više detalja što su bliže objektu promatranja.

Istodobno, insekti sa složenim očima mogu razlikovati objekte koji se vrlo brzo kreću, što se objašnjava visokim kontrastom i malom inercijom njihovog vizualnog sustava. Primjerice, čovjek može razlikovati samo dvadesetak bljeskova u sekundi, a pčela deset puta više! Ovo je svojstvo od vitalnog značaja za brzoleteće kukce koji moraju donositi odluke u letu.

Slike u boji koje opažaju insekti također mogu biti mnogo složenije i neobičnije od naših. Primjerice, cvijet koji nam se čini bijel često u svojim laticama skriva mnogo pigmenata koji mogu reflektirati Ultraljubičasto svijetlo. A u očima kukaca oprašivača svjetluca mnoštvom šarenih nijansi – pokazivača na putu do nektara.

Vjeruje se da insekti "ne vide" crvenu boju, koja u " čisti oblik"i izuzetno je rijedak u prirodi (s izuzetkom tropskih biljaka koje oprašuju kolibrići). Međutim, crveno obojeno cvijeće često sadrži druge pigmente koji mogu reflektirati kratkovalno zračenje. A ako uzmete u obzir da su mnogi insekti sposobni percipirati ne tri osnovne boje, poput osobe, već više (ponekad i do pet!), Tada bi njihove vizualne slike trebale biti jednostavno ekstravaganca boja.

I konačno, "šesto čulo" insekata je polarizacijski vid. Uz njegovu pomoć, insekti uspijevaju vidjeti u svijetu oko sebe ono što ljudi mogu dobiti tek naslutiti pomoću posebnih optičkih filtara. Na taj način kukci mogu točno odrediti lokaciju sunca na oblačnom nebu i koristiti polariziranu svjetlost kao “nebeski kompas”. A vodeni kukci u letu otkrivaju vodene površine pomoću djelomično polarizirane svjetlosti koja se odbija od vodene površine (Schwind, 1991.). Ali kakve slike oni “vide” jednostavno je nemoguće zamisliti...

Svatko tko je iz ovog ili onog razloga zainteresiran za vid insekata mogao bi imati pitanje: zašto nisu razvili komorno oko slično ljudskom oku, sa zjenicom, lećom i drugim uređajima?

Na ovo pitanje svojedobno je iscrpno odgovorio istaknuti američki teorijski fizičar, nobelovac R. Feynman: “Ovo je donekle ometeno zanimljivi razlozi. Prije svega, pčela je premalena: da ima oko slično našem, ali odgovarajuće manje, tada bi veličina zjenice bila reda veličine 30 mikrona, pa bi stoga difrakcija bila tolika da bi pčela još uvijek ne mogu bolje vidjeti. Previše malo oko- Ovo nije dobro. Ako je takvo oko napravljeno dovoljne veličine, onda ne bi trebalo biti manje od same glave pčele. Vrijednost složenog oka leži u činjenici da ne zauzima praktički nikakav prostor - samo tanki sloj na površini glave. Dakle, prije nego što date savjet pčeli, ne zaboravite da ona ima svoje probleme!

Stoga ne čudi da su kukci sami odabrali svoj put u vizualnoj spoznaji svijeta. A da bismo ga vidjeli iz kuta kukaca, morali bismo nabaviti ogromne složene oči kako bismo održali uobičajenu vidnu oštrinu. Malo je vjerojatno da bi nam takva akvizicija bila korisna s evolucijske točke gledišta. Svakom svoje!

Književnost
1. Tyshchenko V. P. Fiziologija insekata. M.: postdiplomske studije, 1986., 304 str.
2. Klowden M. J. Fiziološki sustavi insekata. Academ Press, 2007. 688 str.
3. Nation J. L. Fiziologija i biokemija insekata. Drugo izdanje: CRC Press, 2008.