Zašto je veliko oko kukca sferično? Kako svijet izgleda očima obične muhe? Građa složenog oka

Kod većine insekata razvijeni su organi vida. dostići najveći razvoj složene ili složene oči . Broj vidnih elemenata - ommatidija, ili faseta, u oku kućne muhe doseže 4 tisuće, a kod vretenaca čak 28 tisuća Ommatidij se sastoji od prozirne leće, odnosno rožnice, u obliku bikonveksne leće i prozirnog kristala. stožac koji leži ispod njega. Zajedno čine optički sustav. Pod konusom je mrežnica koja percipira svjetlosne zrake. povezane stanice retine živčana vlakna s vidnim režnjevima mozga. Svaki ommatidij okružen je pigmentnim stanicama.

Ovisno o percepciji svjetla različitog intenziteta Razlikovati tipove očiju apozicije i superpozicije. Prva vrsta strukture očiju karakteristična je za dnevne insekte, druga - noćna.

U apozicijsko oko svaki ommatidij je u svom gornjem dijelu izoliran pigmentom iz susjednih omatidija. Dakle, svaka strukturna jedinica oka radi odvojeno od svih ostalih, opažajući samo "svoj" dio vanjskog prostora. Cjelokupna slika formira se u mozgu kukca, kao iz mnogih djelića mozaika.

U superpozicijsko oko ommatidije su samo djelomično, iako cijelom dužinom, zaštićene od bočnih zraka: polupropusne su. S jedne strane, ometa insekte pri intenzivnom svjetlu, s druge strane, pomaže im da bolje vide u sumrak.

Ocelli (leđne jednostavne oči)- to su mali organi vida koje imaju neki odrasli i obično se nalaze na vrhu glave. Obično se predstavljaju u količini od tri, dok jedan leži malo ispred, a još dva - iza i sa strane prednje strane. Ne sadrže ommatidium, struktura jednostavnih očiju uvelike je pojednostavljena. Vani je smještena rožnica koja se sastoji od rootagenih stanica, dublje je aparat za percepciju svjetlosti retinalnih (osjetljivih) stanica, još niže su pigmentne stanice koje prelaze u vlakna optičkog živca.

Od svih vrsta očiju kukaca, jednostavne oči imaju najslabiju sposobnost gledanja. Prema nekim izvješćima, oni uopće ne nastupaju vidna funkcija, i odgovorni su samo za poboljšanje funkcije složenih očiju. To posebno dokazuje činjenica da insekti praktički nemaju jednostavne oči u nedostatku složenih. Osim toga, kada slikate preko složenih očiju, insekti se prestaju orijentirati u prostoru, čak i ako imaju dobro definirane jednostavne oči.

Stabljike ili bočne jednostavne oči- prisutni su u ličinkama kukaca s potpunom metamorfozom. Tijekom stadija kukuljice, oni se "pretvore" u složene oči. Oni obavljaju vizualnu funkciju, ali zbog pojednostavljene strukture vide relativno slabo. Da bi se poboljšao vid, ličinke se često nalaze u ličinkama u količini od nekoliko komada. Kod ličinki pilara slični su dorzalnim, a kod gusjenica leptira nalikuju složenim očnim omatidijama. Gusjenice percipiraju oblik predmeta, razlikuju male detalje na njihovoj površini.

Najsloženiji od osjetilnih organa kukaca su organi vida. Potonji su predstavljeni tvorevinama nekoliko vrsta, od kojih su najvažnije složene fasetne oči približno iste strukture kao složene oči rakova.

Oči se sastoje od zasebnih ommatidija (sl. 337), čiji je broj određen uglavnom biološkim karakteristikama insekata. Aktivni grabežljivci i dobri letači, vretenca imaju oči s do 28 000 faseta svaka. U isto vrijeme, mravi (neg. Hymenoptera), posebno radne jedinke vrsta koje žive pod zemljom, imaju oči koje se sastoje od 8 - 9 ommatidija.

Svaki ommatidij predstavlja savršenu fotooptičku senzilu (slika 338). Sastoji se od optičkog aparata, uključujući rožnicu, prozirni dio kutikule iznad ommatidija i takozvani kristalni konus. Zajedno djeluju kao leća. Aparat za opažanje ommatidija predstavljen je s nekoliko (4 - 12) receptorskih stanica; njihova specijalizacija je otišla jako daleko, što dokazuje njihov potpuni gubitak flagelarne strukture. Zapravo osjetljivi dijelovi stanica - rabdomeri - su nakupine gusto zbijenih mikrovila, smještenih u središtu ommatidija i blisko jedna uz drugu. Zajedno tvore fotoosjetljivi element oči su robinje.

Zaštitne pigmentne stanice leže uz rubove ommatidija; potonji se znatno razlikuju kod dnevnih i noćnih kukaca. U prvom slučaju, pigment u stanici je nepokretan i stalno odvaja susjedne ommatidije, ne dopuštajući svjetlosnim zrakama da prolaze iz jednog oka u drugo. U drugom slučaju, pigment se može kretati u stanicama i akumulirati samo u njihovom gornjem dijelu. U ovom slučaju, zrake svjetlosti padaju na osjetljive stanice ne jednog, već nekoliko susjednih ommatidija, što značajno (gotovo dva reda veličine) povećava ukupnu osjetljivost oka. Naravno, ova vrsta prilagodbe nastala je u sumraku i noćnim kukcima. Ommatidije odlaze iz osjetljivih stanica živčanih završetaka formiranje vidnog živca.

Osim složenih očiju, mnogi kukci imaju i jednostavne oči (slika 339), čija građa ne odgovara građi jednog ommatidija. Lomni aparat je lećastog oblika, neposredno ispod njega je sloj osjetljivih stanica. Cijelo oko prekriveno je ovojom od pigmentnih stanica. Optička svojstva jednostavnih očiju su takva da ne mogu percipirati slike predmeta.

Ličinke kukaca u većini slučajeva imaju samo jednostavne ocele, koje se, međutim, razlikuju po strukturi od jednostavnih ocela odraslih stadija. Ne postoji kontinuitet između očiju odraslih i ličinki. Tijekom metamorfoze oči ličinki se potpuno resorbiraju.

Vizualne sposobnosti insekata su savršene. Međutim, značajke strukture složenog oka unaprijed određuju poseban fiziološki mehanizam vida. Životinje sa složenim očima imaju "mozaični" vid. Mala veličina ommatidija i njihova izoliranost jedna od druge dovode do činjenice da svaka skupina osjetljivih stanica percipira samo mali i relativno uski snop zraka. Zrake koje padaju pod značajnim kutom apsorbiraju se ekranizirajućim pigmentnim stanicama i ne dopiru do fotoosjetljivih elemenata ommatidija. Dakle, shematski, svaki ommatidija dobiva sliku samo jedne male točke predmeta koja se nalazi u vidnom polju cijelog oka. Kao rezultat toga, slika se sastoji od onoliko svjetlosnih točaka koje odgovaraju različitim dijelovima objekta koliko je aspekata okomito na zrake iz objekta. Cjelokupna se slika kombinira, tako reći, iz mnoštva malih djelomičnih slika primjenom jedne na drugu.

Percepcija boje od strane insekata također se razlikuje po određenoj osobitosti. Zastupnici više skupine Insekti imaju vid u boji, temeljen na percepciji tri osnovne boje, čije miješanje daje svu šarenu raznolikost svijeta oko nas. Međutim, kod insekata, u usporedbi s ljudima, postoji snažan pomak prema kratkovalnom dijelu spektra: oni percipiraju zeleno-žuto, plavo i ultraljubičaste zrake. Potonji su nam nevidljivi. Posljedično, percepcija boja svijeta od strane insekata oštro se razlikuje od naše.

Funkcije jednostavnih očiju odraslih insekata još uvijek zahtijevaju ozbiljno proučavanje. Očigledno, oni donekle "dopunjuju" složene oči, utječući na aktivnost ponašanja insekata u različitim uvjetima osvjetljenja. Osim toga, pokazalo se da jednostavni oceli, zajedno sa složenim očima, mogu percipirati polariziranu svjetlost.

Pitanje "Koliko očiju imaš? obična muha"nije tako jednostavno kao što se čini. Dva velike oči nalazi se na stranama glave, može se vidjeti golim okom. Ali u stvari, uređaj organa vida muhe mnogo je složeniji.

Ako pogledate uvećanu sliku očiju muhe, možete vidjeti da su slične saću i da se sastoje od mnogo pojedinačnih segmenata. Svaki od dijelova ima oblik šesterokuta s pravilnim rubovima. Odatle dolazi naziv takve strukture oka - faseta ("facette" na francuskom znači "rub"). Mnogi i neki člankonošci mogu se pohvaliti složenim složenim očima, a muha je daleko od prvaka u broju faseta: ima samo 4.000 faseta, a vretenca oko 30.000.

Stanice koje vidimo nazivaju se ommatidije. Ommatidije su stožastog oblika čiji se uski kraj proteže duboko u oko. Čunjić se sastoji od stanice koja percipira svjetlost i leće zaštićene prozirnom rožnicom. Svi ommatidije su čvrsto stisnute jedna uz drugu i povezane su rožnicom. Svatko od njih vidi "svoj" djelić slike, a mozak te sićušne slike spaja u jednu cjelinu.

Položaj velikih složenih očiju razlikuje se kod ženki i mužjaka muhe. Kod mužjaka su oči približene, dok su kod ženki više razmaknute jer imaju čelo. Ako pogledate muhu pod mikroskopom, tada u sredini glave iznad fasetiranih organa vida možete vidjeti tri male točkice raspoređene u trokut. Zapravo, ove točke su jednostavne oči.

Ukupno, muha ima jedan par složenih očiju i tri jednostavna - ukupno pet. Zašto je priroda krenula tako teškim putem? Činjenica je da fasetirana vizija je formiran kako bi prije svega obuhvatio što više prostora pogledom i uhvatio pokret. Ove oči obavljaju glavne funkcije. S jednostavnim očima, muha je bila "osigurana" za mjerenje razine osvjetljenja. Složene oči su glavni organ vida, a jednostavne oči su sekundarne. Da muha nema proste oči, bila bi sporija i mogla bi letjeti samo pri jakom svjetlu, a bez složenih očiju bila bi slijepa.

Kako muha vidi svijet oko sebe?

Velike konveksne oči omogućuju mušici da vidi sve oko sebe, odnosno kut gledanja je 360 ​​stupnjeva. Duplo je širi od čovjeka. Fiksne oči kukca gledaju istovremeno na sve četiri strane. Ali vidna oštrina muhe gotovo je 100 puta manja od ljudske!

Budući da je svaki ommatidij neovisna stanica, slika je mrežasta, sastoji se od tisuća zasebnih malih slika koje se međusobno nadopunjuju. Stoga je svijet za muhu sklopljena slagalica koja se sastoji od nekoliko tisuća dijelova i prilično je nejasna. Više ili manje jasno, kukac vidi samo na udaljenosti od 40 - 70 centimetara.

Muha je u stanju razlikovati boje, pa čak i nevidljive ljudsko oko polarizirano svjetlo i ultraljubičasto. Oko muhe osjeća i najmanju promjenu u svjetlini svjetlosti. Ona može vidjeti sunce skriveno gustim oblacima. Ali u mraku, muhe slabo vide i vode pretežno dnevni način života.

Još jedna zanimljiva sposobnost muhe je brza reakcija na pokret. Muha opazi objekt koji se kreće 10 puta brži od čovjeka. Lako "izračunava" brzinu objekta. Ta je sposobnost vitalna za određivanje udaljenosti do izvora opasnosti, a postiže se "prijenosom" slike iz jedne stanice - ommatidija u drugu. Zrakoplovni inženjeri usvojili su ovu značajku vida muhe i razvili uređaj za izračunavanje brzine letećeg zrakoplova, ponavljajući strukturu njegova oka.

Zahvaljujući ovoj brzoj percepciji, muhe žive u usporenoj stvarnosti u usporedbi s nama. Pokret koji traje jednu sekundu, s ljudske točke gledišta, muha doživljava kao radnju od deset sekundi. Ljudi im se sigurno čine vrlo sporim stvorenjima. Mozak kukca radi brzinom superračunala, prima sliku, analizira je i u tisućinki sekunde šalje odgovarajuće naredbe tijelu. Stoga nije uvijek moguće zbiti muhu.

Dakle, točan odgovor na pitanje "Koliko očiju ima obična muha?" bit će broj pet. Glavni su upareni organ kod muhe, kao i kod mnogih živih bića. Zašto je priroda stvorila baš tri jednostavne oči- ostaje misterij.

Kako vide insekti?

Muha naglo izmiče objektu koji leti prema njoj, leptir odabire određeni cvijet, a gusjenica puzi prema sebi. visoko drvo. Insekti, kao i ljudi, također imaju organe vida, ali svijet vide i percipiraju na poseban način. Sa svojim izuzetnim vidom, nedostupnim ljudima. Neki insekti mogu odrediti samo svjetlo i tamu, dok su drugi dobro upućeni u nijanse. Dakle, kako insekti vide svijet?

Načini viđenja svijeta u kukcima

Njihova sposobnost vida dijeli se na tri načina.

Cijela površina tijela

Zanimljiva značajka, u kojem nije potrebno imati oči. Ali njegov veliki nedostatak je što kukac može razlikovati samo svjetlo od tame. Ne vidi nikakve predmete ni cvijeće. Kako radi? Svjetlost prolazi kroz kutikulu vanjski sloj kože i prodire do glave kukca. Tamo dolazi do reakcije u moždanim stanicama, a kukac razumije da svjetlost pada na njega. Takav uređaj nije dostupan svima, ali puno pomaže onim kukcima koji žive pod zemljom, na primjer, glistama ili slijepim pećinskim kornjašima. Ova vrsta vida nalazi se kod žohara, lisnih uši i gusjenica.

Povezani materijali:

Čemu služi pelud?

Jednostavnim očima

Insekti s jednostavnim očima imaju više sreće. Oni ne samo da mogu razlikovati tamu od svjetla, već također razlikuju pojedinačne predmete, pa čak i njihov oblik. Takve se oči najčešće nalaze kod ličinki insekata. Na primjer, ličinke komaraca umjesto očiju imaju tamne mrlje koji hvataju svjetlost. Ali gusjenice imaju pet do šest očiju sa svake strane glave. Zbog toga je dobro upućena u forme. Ali ona mnogo bolje vidi okomite objekte od vodoravnih. Primjerice, ako mora birati stablo, onda će radije dopuzati do onog koje je više, a ne do onoga koje je šire.

Složene ili fasetirane oči

Takve oči najčešće se nalaze kod odraslih insekata. Možete ih odmah prepoznati - obično se nalaze na stranama glave. Složene oči mnogo su složenije i raznolikije od svih ostalih. Mogu prepoznati oblike predmeta i boje. Neki kukci dobro vide danju, dok drugi dobro vide noću. Zanimljiva osobina ovih očiju je da ne vide cijelu sliku kao cjelinu, već samo dijelove. I već u mozgu, kukac skuplja slagalicu od primljenih slika kako bi vidio kompletna slika. Kako muha uspijeva spojiti sve dijelove fragmenta u letu? Začudo, u letu ona vidi bolje nego u mirovanju. A za mjesto slijetanja, vjerojatnije je da će svaki kukac izabrati nešto što se kreće ili njiše.

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 veliki broj pojedinac strukturne jedinice- ommatidije. uključuju brojne strukture koje osiguravaju vodljivost, 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 obavljaju vidnu funkciju, već su odgovorni 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: složeno oko- građa omatidija i njihov broj, izbočina, 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. Tako, sunčeve zrake svojevrsni su kompas po kojem se kukac orijentira. Po istom principu, moljci se kreću u smjeru umjetnih izvora svjetlosti.