Insekti imaju jednostavne oči. Kratak opis klase insekata

Sposobnost da se vidi svijet u cijelom spektru njegovih boja i nijansi - jedinstveni poklon priroda čovjeku. Svijet boja koje naše oči mogu percipirati 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 znanost je uz pomoć posebnih instrumenata uspjela vidjeti svijet očima različitih životinja. Ovo je otkriće u svoje vrijeme postalo senzacija. Ispada da mnoga naša manja braća, a posebno kukci, vide potpuno drugačiju sliku koju mi ​​promatramo. Vide li muhe uopće? Da, ali nikako tako, i ispada da mi i muhe, i one leteće i gmižuće, kao da živimo u istom svijetu, ali su potpuno različite.

Sve je u vezi Insekata, on nije sam, točnije, nije sasvim sam. Oko kukca skup je tisuća faseta ili ommatidija. Izgledaju kao konusne leće. Svaki takav ommatidium vidi drugačiji dio slike, dostupan samo njemu. Kako vide muhe? Slika koju promatraju je poput slike složene od mozaika, ili slagalice.

Oštrina vida insekata ovisi o broju ommatidija. Najvidniji je vretenac, ima ommatidija - čak 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

Još jedna sposobnost insekata, koja se razlikuje od ljudske, je mogućnost kružnog pogleda. Očna leća može sve vidjeti u 360 stupnjeva. Među sisavcima, zec ima najveći vidni kut - 180o. Stoga je dobio nadimak kosi, a što učiniti ako ima toliko neprijatelja. Lav se ne boji neprijatelja, a njegove oči gledaju manje od 30 o horizontu. 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 mijenjanja slike. Tijekom brzog leta uspijevaju primijetiti sve ono što ljudi pri takvoj brzini ne vide. Na primjer, kako muhe vide TV? Da su naše oči kao u muhe ili pčele, morali bismo vrtjeti film deset puta brže. Gotovo je nemoguće uhvatiti muhu s leđa, ona brže vidi pokret ruke nego što se dogodi. Čovjek izgleda kao kukac spora kornjača, a kornjača je 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 crveno ili ga vide kao plavo, ljubičasto. 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 u sobi, ali ispada da im je omiljena žuta boja, a smetaju im plava i zelena. To je to. Kako bi u kuhinji bilo manje muha, potrebno ju je samo dobro obojiti.

Mogu li muhe vidjeti u mraku?

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

Za razliku od muha, pčele radilice dobro vide noću, što im omogućuje rad u noćna smjena isto. Noću su cvjetovi mirisniji i manje je suparnika za nektar.

Oni dobro vide noću, ali američki žohar prepoznat je kao nedvojbeni lider u viziji u mraku.

Oblik stavke

Zanimljiva je percepcija oblika predmeta od strane različitih insekata. Specifičnost je u tome što oni možda uopće ne percipiraju jednostavne oblike koji im nisu potrebni za opstojnost. Pčele, leptiri ne vide predmete jednostavnih oblika, pogotovo nepomične, ali ih privlači sve što ima složene oblike cvjetova, pogotovo ako se kreću, njišu. To posebno objašnjava činjenicu da pčele i ose rijetko ubodu osobu koja stoji, a ako ubodu, onda u predjelu usana kada govori (pomiče 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.
• Građa oka je sva fasetirana, 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.
• Mogućnost pregledavanja slika koje se vrlo brzo mijenjaju.
• Insekti znaju kako se snalaziti po sunčevoj svjetlosti, pa noćni leptiri hrle na svjetiljku.
• Binokularni vid pomaže predatorima kukaca 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 fasetirana, 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 vrlo zanimljivi. Sastoje se od tisuća pojedinačnih šesterokuta, ili da se tako izrazim znanstveni jezik, aspekti. Svaka od faseta je minijaturno oko koje daje sliku zasebnog dijela predmeta. Složene oči kućne muhe imaju oko 4000 faseta, pčela radilica- 5000, za dron - 8000, za leptira - do 17 000, za vretenca - do 30 000. Pokazalo se da oči insekata šalju nekoliko tisuća slika pojedinih dijelova predmeta u njihov mozak, koji, iako stapaju se u sliku predmeta kao cjeline, ali svi osim ovog objekta izgledaju kao da su napravljeni od mozaika.

Zašto su vam potrebne složene oči? Vjeruje se da se uz njihovu pomoć kukci orijentiraju u letu. Dok jednostavne oči dizajniran za gledanje objekata koji su blizu. Dakle, ako pčela izvadi ili zalijepi složene oči, onda se ponaša kao slijepa pčela. Ako su jednostavne oči zalijepljene, čini se da insekt ima sporu reakciju.

1,2 -Fasetirane (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 pljesnuti muhu novinama!

značajka insekata složene oči uhvatiti i najmanji pokret prikazano je u sljedećem primjeru: ako pčele i muhe sjednu s ljudima da gledaju film, tada će im se učiniti da dvonožni gledatelji dugo gledaju u jedan kadar prije nego što prijeđu na sljedeći. Da bi kukci mogli gledati film (a ne pojedinačne kadrove, poput fotografije), film projektora mora se uvijati 10 puta brže.

Vrijedi li zavidjeti očima insekata? 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 - za njih je crna, siva ili plava.

Stranica 3 od 5

Kukac i čovjek gledaju na svijet doslovno drugačije oči. Oči svih insekata - bilo kućne muhe, stršljena, leptira ili kornjaša - složene su (fasetirane), sastoje se od zasebnih očiju. (Mnoge vrste također imaju jednostavne oči.) Kod nekih leptira i vretenaca složeno oko sastoji se 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 - od pojedinačnih mrlja) i slabo razlikuje oblik predmeta. Ali složeno oko savršeno vidi kretanje, što pomaže kukcima da izbjegnu predatore i otkriju plijen.

Oči muhe i vretenca zauzimaju veći dio površine glave, pružajući pogled od gotovo 360, tako da se grabežljivac može vidjeti kako prilazi 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, kao i za brzo leteće insekte, vizija ima 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 skuplja kompletna slika. Čini se da je ova slika podijeljena u ćelije i sastoji se od mnogo točaka - poput novinske fotografije ili čuvara zaslona na TV-u. Osim složenih očiju, mnogi kukci imaju tri mala ocela na čelu - s mnogo stanica osjetljivih na svjetlost i jednom zajedničkom lećom. Insekti ih trebaju kako bi odredili stupanj osvjetljenja okolnog prostora i prilagodili položaj tijela tijekom leta. Kod vretenaca, zasebne oči su jasno vidljive kao dio 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 vrsta australskog vretenca može doseći brzinu do 58 km/h kada leti na kratkim udaljenostima. Ipak, konjske muhe su prvaci u brzim letovima. američki pogled konjska muha razvija brzinu do 70 km / h. Vilin konjic, zahvaljujući svojim izravnim mišićima, može 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 plavu, zelenu i ultraljubičastu. Pčele ne percipiraju crvenu boju: čini im se tamno siva ili crna. Ultraljubičasto svjetlo daje pčelama, mravima i muhama informacije o smjeru vibracija polarizirane svjetlosti, koje analizira mozak kukca. Stoga kukci, čak i uz veliku naoblaku, mogu procijeniti položaj sunca i orijentirati se na tlu. Vodene stjenice i vodene stjenice također koriste podatke polarizirane svjetlosti kako bi vidjeli reflektirajuće vodene površine u letu.

Što je rezolucija?

Osoba može percipirati 20 uzastopnih 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 se čini konstantnom. 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 mogu biti predstavljene u tri varijante:

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

Oni imaju drugačija struktura i nejednaku sposobnost gledanja.

Složene oči nalaze se kod većine kukaca, a što su potonji više razvijeni, to su njihovi organi vida obično bolje razvijeni. nazivaju se i fasetirani jer su vanjska površina Predstavljen je skupom leća smještenih jedna do druge - fasetama.

Ommatidium

Ommatidium

A (lijevo) - apozicijski ommatidij,

B (desno) - superpozicijski ommatidij

1 - aksoni vidnih stanica, 2 - retinularne stanice,

3 - rožnica, 4 - kristalni konus,

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

Složeno oko sastoji se od raznih, u pravilu, velikog broja zasebnih strukturne jedinice- ommatidije. uključuju brojne strukture koje osiguravaju provođenje, lom svjetlosti (faseta, stanica korijena, kristalni stožac) i percepciju vizualnih signala (stanice retine, 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 kukaca, one 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 insekata praktički nema jednostavnih u nedostatku složenih. Osim toga, kada slikate složene oči, insekti se prestaju orijentirati u prostoru, čak i ako imaju dobro definirane oči.

Značajke vida insekata

Posvećen proučavanju vida kukaca veliki iznos znanstveni radovi. S obzirom na takav interes stručnjaka, mnoge značajke rada očiju kod Insecta do danas su pouzdano razjašnjene. Međutim, struktura organa vida kod ovih organizama toliko je raznolika da se kvaliteta vida, percepcija boja i volumena, razlikovanje pokretnih i nepokretnih objekata, prepoznavanje poznatih vizualnih slika i druga svojstva vida uvelike razlikuju. u različite grupe insekti. Na to mogu utjecati sljedeći čimbenici: u složenom oku - struktura ommatidija i njihov broj, ispupčenje, položaj i oblik očiju; u jednostavnim očima i - njihovom broju i suptilnim značajkama strukture, koje se mogu predstaviti značajnom raznolikošću opcija. Danas je najbolje proučen vid pčela.

Određenu ulogu u percepciji oblika igra kretanje predmeta. Insekti će vjerojatnije sjediti na cvijeću koje se njiše na vjetru nego na nepomičnom cvijeću. vretenca žure za pokretnim plijenom, a mužjaci leptira reagiraju na ženke koje lete i teško vide one koji sjede. Vjerojatno je stvar u određenoj učestalosti iritacije očiju ommatidije tijekom kretanja, bljeskanja i treperenja.

Prepoznavanje poznatih predmeta

Insekti prepoznaju poznate predmete ne samo po boji i obliku, već i po rasporedu predmeta oko njih, tako da se ideja o iznimnoj primitivnosti njihove vizije ne može nazvati istinitom. Na primjer, pješčana osa pronalazi ulaz u minku, fokusirajući se na one predmete 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 proučiti na primjeru vretenaca, zemljanih kornjaša i drugih grabežljivih kukaca.

Sposobnost određivanja udaljenosti je zbog prisutnosti u višim kukcima binokularni vid, odnosno dva oka čija se vidna polja djelomično sijeku. Strukturne značajke očiju određuju kolika je udaljenost dostupna za pregled insekta. Na primjer, kornjaši skakači reagiraju na plijen i napadaju ga kada su na udaljenosti od 15 cm od objekta.

Lagano kretanje kompasa

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

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

No kako svijet vide predstavnici najbrojnije i najraznovrsnije klase živih bića na Zemlji - kukci? Uz kralježnjake, od kojih gube samo u veličini tijela, kukci su ti koji 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" - polarizirani vid.

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

A. Tarkovski (1983.)

Teško je precijeniti vrijednost 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 - za sve žive organizme zemljine biosfere. Svjetlost izravno utječe na tok svih raznolikosti životni procesiživotinja, od uzgoja do sezonskih promjena boje. I, naravno, zahvaljujući percepciji svjetlosti posebnim osjetilnim organima, životinje dobivaju značajan (a često i veći) oko većina) informacija o svijetu oko sebe, mogu razlikovati oblik i boju predmeta, odrediti kretanje tijela, snalaziti se u prostoru itd.

Vizija je posebno važna za životinje koje se mogu aktivno kretati u prostoru: s pojavom pokretnih životinja počele su se formirati i poboljšavati vidni aparat- najsloženiji od svih poznatih osjetilni sustavi. Takve životinje uključuju kralježnjake, a među beskralježnjacima - 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 u cjelini primitivniji od kralješnjaka, a da ne govorimo o njihovoj višoj razini - sisavcima i, naravno, ljudima. Ali koliko su različite njihove vizualne percepcije? Drugim riječima, koliko drugačiji od našeg svijeta, gledanog očima malog bića zvanog muha?

Šesterokutni mozaik

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 organa vida, 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 iz nepotpuna transformacija, tj. bez stadija kukuljice. Nema toliko iznimaka od ovog pravila: to su buhe (red Siphonaptera), lepezaste ptice (red Strepsiptera), većina srebrnih ribica (obitelj Lepismatidae) i cijeli razred kriptomaksilarnih (Entognatha).

Složeno oko izgleda kao košara zrelog suncokreta: sastoji se od niza faseta ( ommatidijan) - autonomni prijemnici svjetlosnog zračenja, koji imaju sve što je potrebno za regulaciju svjetlosnog toka i formiranje slike. Broj faseta uvelike varira: od nekoliko kod čekinjastorepih (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 velika količina ommatidia, dok su u zemaljskih kornjaša koji žive pod kamenjem oči jako reducirane i sastoje se od malog broja ommatidia.

Gornji sloj ommatidije predstavljen je rožnicom (lećom) - dijelom prozirne kutikule koju izlučuju posebne stanice, što je vrsta šesterokutne bikonveksne leće. Ispod rožnice kod većine insekata nalazi se prozirni kristalni konus, čija struktura može varirati različiti tipovi. Kod nekih vrsta, posebno onih koje vode noćni način života, postoje dodatne strukture u aparatu za lom svjetlosti, koji uglavnom igraju ulogu antirefleksni premaz i povećanje prijenosa svjetlosti očiju.

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

Rabdomeri svih vidnih stanica spojeni u rabdom, i osjetljivi su na svjetlo, receptorski elementi složenog oka, a svi retinuli zajedno čine analogiju naše mrežnice.

Aparat koji lomi svjetlost i osjetljiv na svjetlost faseta duž perimetra okružen je stanicama s pigmentima, koji igraju ulogu svjetlosne izolacije: zahvaljujući njima, svjetlosni tok, lomeći se, pada na neurone samo jednog ommatidija. Ali ovako su raspoređene fasete 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 za nedovoljnu izlaznu svjetlost, na primjer, vrlo veliki rabdomeri. Osim toga, u ommatidijama takvih očiju pigmenti koji štite od svjetlosti mogu slobodno migrirati unutar stanica, zbog čega svjetlosni tok može doći do vizualnih stanica susjednih ommatidija. Ova pojava je u podlozi tzv tamna adaptacija oko insekata - povećanje osjetljivosti oka pri slabom svjetlu.

Kada rabdomeri apsorbiraju svjetlosne fotone, stanice retine stvaraju živčanih impulsa, koji se šalju duž aksona do uparenih vidnih režnjeva mozga insekata. U svakom vidnom režnju postoje tri asocijativna centra, gdje se vrši obrada protoka vizualnih informacija, koje istovremeno dolaze iz mnogih aspekata.

Jedan do trideset

Prema drevnim legendama, ljudi su nekada imali "treće oko" odgovorno za ekstrasenzornu percepciju. Nema dokaza za to, ali ista lampura i druge životinje, poput guštera tuatare i nekih vodozemaca, imaju neobične organe osjetljive na svjetlo na "pogrešnom" mjestu. I u tom smislu, insekti ne zaostaju za kralješnjacima: osim uobičajenih složenih očiju, imaju male dodatne oči - ocelli nalazi se na fronto-parijetalnoj površini, i matica- 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, to su tri oka smještena u obliku trokuta, ali ponekad srednji jedan ili dva bočna mogu biti odsutni. U strukturi, ocelli su slični ommatidia: ispod leće koja lomi svjetlost, imaju sloj prozirnih stanica (analogno kristalnom stošcu) i mrežnicu retine.

Stabljika se može naći u ličinkama kukaca koje se razvijaju s potpunom metamorfozom. Njihov broj i položaj variraju ovisno o vrsti: od jednog do trideset ocela može se nalaziti sa svake strane glave. Kod gusjenica je češće šest očiju, raspoređenih tako da svako od njih ima posebno vidno polje.

U različitim redovima kukaca, stabljika se može razlikovati jedna od druge u strukturi. Te su razlike moguće povezane s njihovim podrijetlom iz različitih morfoloških struktura. Dakle, broj neurona u jednom oku može varirati od nekoliko jedinica do nekoliko tisuća. Naravno, to utječe na percepciju okolnog svijeta od strane insekata: ako neki od njih mogu vidjeti samo kretanje svjetlosti i tamne mrlje, tada su drugi sposobni prepoznati veličinu, oblik i boju predmeta.

Kao što vidimo, i stabljika i ommatidija analogni su pojedinačnim fasetama, iako modificiranim. Međutim, insekti imaju druge "zamjenske" mogućnosti. Tako su neke ličinke (osobito iz reda Diptera) sposobne prepoznati svjetlost čak i potpuno zasjenjenih očiju uz pomoć fotoosjetljivih stanica smještenih na površini tijela. I neke vrste leptira imaju takozvane genitalne fotoreceptore.

Sve takve fotoreceptorske zone raspoređene su na sličan način i predstavljaju nakupinu nekoliko neurona ispod prozirne (ili prozirne) kutikule. Zbog takvih dodatnih "očiju" ličinke Diptera izbjegavaju otvorene prostore, a ženke leptira ih koriste kada polažu jaja na zasjenjenim mjestima.

Fasetirani polaroid

Za što su sposobne složene oči insekata? Kao što znate, svako optičko zračenje ima tri karakteristike: svjetlina, spektar(valna duljina) i polarizacija(orijentacija oscilacija elektromagnetske komponente).

Insekti koriste spektralne karakteristike svjetlosti za registraciju i prepoznavanje objekata okolnog svijeta. Gotovo svi oni mogu percipirati svjetlost u rasponu od 300-700 nm, uključujući ultraljubičasti dio spektra koji je nedostupan kralješnjacima.

Obično, različite boje percipiran razna područja složeno oko insekti. Takva "lokalna" osjetljivost može varirati čak i unutar iste vrste, ovisno o spolu jedinke. Često se u istom ommatidiju mogu naći različiti receptori 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 od 520 do 600 nm (Kelber i sur., 2001.).

Ali to nije sve što oko kukca može. Kao što je gore spomenuto, u optičkim neuronima, fotoreceptorska membrana mikrovila rabdomera je umotana u okruglu ili šesterokutnu cijev. Zbog toga neke od molekula rodopsina ne sudjeluju u apsorpciji svjetlosti zbog činjenice da su dipolni momenti tih molekula paralelni s putanjom svjetlosnog snopa (Govardovski, 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 raspoređene u membrani, kao kod ljudi, već su usmjerene u jednom smjeru, a osim toga, 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 kukaca.

Kako insekti percipiraju polariziranu svjetlost? Na temelju strukture ommatidija može se pretpostaviti da svi fotoreceptori moraju biti istovremeno osjetljivi i na određenu duljinu (duljine) 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. Dakle, kod brojnih insekata (prvenstveno muha i pčela), u ommatidijama koje percipiraju samo boju, formira se rabdom. zatvorenog tipa, u kojem rabdomeri ne dodiruju jedni druge. Istodobno, imaju i ommatidije s uobičajenim ravnim rabdomima, koji su također osjetljivi na polarizirajuće svjetlo. Kod pčela se takve fasete nalaze uz rub oka (Wehner i Bernard, 1993). Kod nekih leptira, distorzije u percepciji boja su uklonjene zbog značajne zakrivljenosti mikrovila rabdomera (Kelber et al., 2001).

Kod mnogih drugih insekata, posebno kod Lepidoptera, uobičajeni izravni rabdomi sačuvani su u svim ommatidijama, tako da njihovi fotoreceptori mogu 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 složena vizualna percepcija pomaže leptirima da se hrane i polažu jaja (Kelber et al., 2001.).

nepoznata zemlja

Možete beskrajno zadubiti 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 svi bi trebali primijetiti da je danas popularan teorija mozaičke vizije, prema kojem kukac vidi sliku u obliku svojevrsne slagalice šesterokuta, ne odražava 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 se slika svijeta dobivena uz pomoć ogromnog oka vretenca, koje se sastoji od tisuća minijaturnih fasetnih kamera, i "skromnog" mravljeg oka sa šest lica, jako razlikovati.

O Oštrina vida (rezolucija, tj. sposobnost razlikovanja stupnja disekcije predmeta), tada se kod insekata određuje brojem faseta po jedinici konveksna površina očiju, odnosno njihovu kutnu gustoću. Za razliku od ljudi, oči insekata nemaju smještaj: radijus zakrivljenosti svjetlovodne leće se u njima ne mijenja. U tom smislu, insekti se mogu nazvati kratkovidnim: oni vide što 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. Na primjer, osoba može razlikovati samo dvadesetak bljeskova u sekundi, a pčela - deset puta više! Ovo je svojstvo od vitalnog značaja za brzoleteće kukce koji trebaju donositi odluke izravno 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 zračenje kratke valne duljine. A s obzirom na to da mnogi insekti mogu percipirati ne tri osnovne boje, poput osobe, već više (ponekad i do pet!), Tada bi njihove vizualne slike trebale biti samo ekstravaganca boja.

I konačno, "šesto čulo" insekata je polarizirani vid. Uz njegovu pomoć, kukci uspijevaju vidjeti u svijetu oko sebe ono o čemu čovjek može steći samo slabu predodžbu uz pomoć posebnih optičkih filtara. Insekti na ovaj način mogu točno locirati sunce na oblačnom nebu i koristiti polariziranu svjetlost kao "nebeski kompas". A vodeni kukci u letu otkrivaju vodena tijela pomoću djelomično polarizirane svjetlosti koja se odbija od vodene površine (Schwind, 1991.). Ali kakve slike "vide" u isto vrijeme, jednostavno je nemoguće da osoba zamisli ...

Svatko tko je, iz ovog ili onog razloga, zainteresiran za viziju insekata, može imati pitanje: zašto nisu formirali komorno oko, slično ljudsko oko, sa zjenicom, lećom i drugim uređajima?

Na to je pitanje svojedobno iscrpno odgovorio jedan vrsni američki teorijski fizičar, Nobelovac R. Feynman: “Tome priječi nešto više 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 pčela ipak ne bi mogla vidjeti bolje. Previše malo oko- nije baš 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 praktički ne zauzima prostor - samo tanki sloj na površini glave. Dakle, prije nego date savjet pčeli, ne zaboravite da ona ima svoje probleme!"

Stoga ne čudi što su kukci sami odabrali svoj put u vizualnom spoznavanju svijeta. Da, i mi bismo, kako bismo to vidjeli sa stajališta insekata, morali nabaviti ogromne složene oči kako bismo održali uobičajenu vidnu oštrinu. Malo je vjerojatno da bi nam takva akvizicija bila korisna s gledišta evolucije. 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.