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

Kod većine insekata razvijeni su organi vida. Najveći razvoj se postiže složene ili složene oči . Broj vidnih elemenata - ommatidija, ili faseta, u oku kućne muhe doseže 4 tisuće, au vretenaca čak 28 tisuća Ommatidia se sastoji od prozirne leće, ili rožnice, u obliku bikonveksne leće i ispod nje prozirne leće. kristalni stožac. Zajedno se pomiruju optički sustav. Pod konusom je mrežnica koja percipira svjetlosne zrake. Stanice retine povezane živčana vlakna s optičkim režnjevima mozga. Svaki ommatidij okružen je pigmentnim stanicama.

Ovisno o percepciji svjetla različitog intenziteta Postoje apozicijski i superpozicijski tipovi očiju. Prva vrsta strukture očiju karakteristična je za dnevne insekte, druga - noćna.

U apozicijsko oko svaki omatidij 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 mnogo djelića mozaika.

U superpozicijsko oko Ommatidije su samo djelomično, iako cijelom dužinom, zaštićene od bočnih zraka: polupropusne su. S jedne strane, to smeta insektima pri intenzivnom svjetlu, s druge strane, pomaže im da bolje vide u sumraku.

Ocelli (leđne jednostavne oči)- to su mali organi vida koji su prisutni kod nekih odraslih i obično se nalaze na vrhu glave. Obično se predstavljaju u količini od tri, od kojih jedna leži malo naprijed, a još dvije iza i sa strane prednje strane. Ne sadrže ommatidij, a struktura jednostavnih ocela znatno je pojednostavljena. Izvana je rožnica koja se sastoji od rožnatih stanica, dublje je aparat za primanje svjetlosti sastavljen od retinalnih (osjetljivih) stanica, a još niže su pigmentne stanice koje prelaze u vlakna vidnog živca.

Od svih vrsta očiju kukaca, jednostavna ocela 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 insekti praktički nemaju jednostavne oči u nedostatku složenih. Osim toga, kada se složene oči naslikaju, insekti se prestaju orijentirati u prostoru, čak i ako imaju dobro definirane jednostavne oči.

Stabljike ili bočne jednostavne oči– prisutni u ličinkama kukaca s potpunom metamorfozom. Tijekom stadija kukuljice, oni se "pretvore" u složene oči. Obavljaju vidnu funkciju, ali zbog svoje pojednostavljene strukture vide relativno slabo. Da bi se poboljšao vid, oči larve često su prisutne u nekoliko dijelova. U ličinki pilara slični su leđnim, a u gusjenicama leptira nalikuju ommatidijama složenog oka. Gusjenice percipiraju oblik predmeta i razlikuju male detalje na njihovoj površini.

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

Oči se sastoje od pojedinačnih ommatidija (slika 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 (red 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. Perceptivni aparat ommatidija predstavljen je s nekoliko (4 - 12) receptorskih stanica; njihova specijalizacija je otišla jako daleko, što dokazuje njihov potpuni gubitak flagelarne strukture. Stvarni osjetljivi dijelovi stanica - rabdomeri - su nakupine gusto zbijenih mikrovila, smještenih u središtu ommatidija i blisko jedna uz drugu. Zajedno tvore fotoosjetljivi element oči - rabdom.

Zaštitne pigmentne stanice leže uz rubove ommatidija; potonji se znatno razlikuju između dnevnih i noćnih kukaca. U prvom slučaju, pigment u stanici je nepomičan i stalno odvaja susjedne ommatidije, sprječavajući prolazak svjetlosnih zraka iz jednog oka u drugo. U drugom slučaju, pigment se može kretati u stanicama i akumulirati samo u njihovom gornjem dijelu. U ovom slučaju, svjetlosne zrake pogađaju osjetljive stanice ne jedne, 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 potječu od osjetnih stanica živčanih završetaka formiranje vidnog živca.

Osim složenih očiju, mnogi kukci imaju i jednostavne ocele (slika 339), čija struktura ne odgovara strukturi jednog ommatidija. Aparat za lom svjetlosti je u obliku leće; neposredno ispod njega nalazi se sloj osjetljivih stanica. Cijelo je oko prekriveno pokrovom 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 ocelija 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 zaštitne pigmentne stanice 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 na koliki je broj aspekata na koje zrake s objekta padaju okomito. Cjelokupna slika je kombinirana, takoreći, od mnogo malih parcijalnih slika primjenom jedne na drugu.

Percepcija boje od strane insekata također se odlikuje određenom originalnošću. 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 u određenoj mjeri "dopunjuju" složene oči, utječući na aktivnost i ponašanje insekata u različitim uvjetima osvjetljenja. Osim toga, pokazalo se da su jednostavni oceli, zajedno sa složenim očima, sposobni percipirati polariziranu svjetlost.

Pitanje „Koliko očiju čini obična muha? nije tako jednostavno kao što se čini velike oči koji se nalaze na stranama glave mogu se vidjeti golim okom. Ali u stvarnosti je struktura vidnih organa muhe mnogo složenija.

Ako pogledate uvećani pogled na oči muhe, možete vidjeti da su nalik na saće i da se sastoje od mnogo pojedinačnih segmenata. Svaki dio ima oblik šesterokuta s pravilnim rubovima. Odatle dolazi naziv za ovu strukturu oka - faseta ("facette" u prijevodu s francuskog znači "rub"). Mnogi člankonošci mogu se pohvaliti složenim fasetiranim očima, a muha je daleko od rekordera po broju faseta: ima samo 4000 faseta, dok ih vretenca imaju oko 30.000.

Stanice koje vidimo nazivaju se ommatidije. Ommatidije imaju konusni oblik, 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" fragment slike, a mozak spaja te sićušne slike u jednu cjelinu.

Raspored velikih složenih očiju različit je u ženki i mužjaka muhe. Kod mužjaka su oči postavljene blizu, dok su kod ženki više razmaknute jer imaju čelo. Ako pogledate muhu pod mikroskopom, tada u sredini glave iznad fasetnih 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? Poanta je u tome fasetna vizija oblikovana da prvenstveno obuhvati što veći prostor pogledom i uhvati pokret. Takve oči obavljaju osnovne funkcije. S jednostavnim očima, muha je bila "osigurana" za mjerenje razine osvjetljenja. Složene oči su glavni organ vida, a jednostavne oči su sporedni organ. Da muha nema jednostavne oči, bila bi sporija i mogla bi letjeti samo pri jakom svjetlu, a bez složenih očiju bi oslijepila.

Kako muha vidi svijet oko sebe?

Velike, konveksne oči omogućuju mušici da vidi sve oko sebe, odnosno vidni kut je 360 ​​stupnjeva. Ovo je dvostruko šire od ljudskog. Nepomične oči insekta istovremeno gledaju u sva četiri smjera. Ali vidna oštrina muhe gotovo je 100 puta manja od ljudske!

Budući da je svaka ommatidija neovisna stanica, slika se ispostavlja kao mreža koja se sastoji od tisuća pojedinačnih malih slika koje se međusobno nadopunjuju. Stoga je za muhu svijet sklopljena slagalica od nekoliko tisuća dijelova, i to prilično nejasna. Insekt vidi više ili manje jasno na udaljenosti od samo 40 - 70 centimetara.

Muha je u stanju razlikovati boje, pa čak i nevidljive ljudskom oku polarizirano svjetlo i ultraljubičasto. Oko muhe osjeća i najmanje promjene 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 njezina brza reakcija na kretanje. Muha opazi objekt koji se kreće 10 puta brži od čovjeka. Jednostavno "izračunava" brzinu objekta. Ova sposobnost je vitalna za određivanje udaljenosti do izvora opasnosti, a postiže se "prijenosom" slike iz jedne stanice - ommatidija - u drugu. Inženjeri zrakoplovstva iskoristili su ovu značajku vida muhe i razvili uređaj za izračunavanje brzine letećeg zrakoplova, ponavljajući strukturu njegovog oka.

Zahvaljujući tako brzoj percepciji, muhe žive u sporijoj stvarnosti u odnosu na nas. Pokret koji traje sekundu, s ljudske točke gledišta, muha doživljava kao radnju od deset sekundi. Sigurno im se ljudi čine kao vrlo spora bića. 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?" broj će biti pet. Glavni su upareni organ u muhi, kao iu mnogim živim bićima. Zašto je priroda stvorila baš tri jednostavne oči- ostaje misterij.

Kako vide insekti?

Muha oštro izbjegava predmet koji leti na nju, leptir odabire određeni cvijet, a gusjenica puzi prema samom visoko drvo. Kukci, kao i ljudi, također imaju vidne organe, ali svijet vide i percipiraju na poseban način. Sa svojom izuzetnom vizijom, nedostupnom ljudima. Neki insekti mogu odrediti samo svjetlo i tamu, dok su drugi dobro upućeni u nijanse. Dakle, kako insekti vide svijet?

Načini viđenja svijeta kukaca

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 niti boje. kako radi Svjetlost prolazi kroz kutikulu vanjski sloj kožu i prodire u glavu kukca. Dolazi do reakcije u moždanim stanicama, a kukac razumije da svjetlost pada na njega. Takav uređaj nije dostupan svima, ali je vrlo koristan za one insekte koji žive pod zemljom, na primjer, gliste ili slijepe špiljske kornjaše. 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 oči. staračke pjege koji hvataju svjetlo. Ali gusjenice imaju pet do šest očiju sa svake strane glave. Zahvaljujući tome, ona je dobro upućena u forme. Ali ona mnogo bolje vidi okomite objekte od vodoravnih. Primjerice, ako mora birati stablo, radije će dopuzati do onoga koje je više nego do onoga koje je šire.

Složene ili složene 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 sastavlja slagalicu od primljenih slika kako bi vidio puna 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.

Prikaži sve

Varijante strukture organa vida

Kod insekata, oči se mogu predstaviti u tri varijante:

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

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 raznih, obično velika količina pojedinac strukturne jedinice- ommatidija. uključuju brojne strukture koje osiguravaju provođenje, lom svjetlosti (faseta, stanice rožnice, kristalni stožac) i percepciju vizualnih signala (stanice mrežnice, rabdom, živčane stanice). 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 obavljaju vidnu funkciju, već su odgovorni 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 ogroman 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 između različite grupe insekti Na to mogu utjecati sljedeći čimbenici: složeno oko- građa omatidija i njihov broj, konveksnost, položaj 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 dostupna za promatranje 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. dakle, sunčeve zrake svojevrsni su kompas po kojem se kukac orijentira. Po istom principu, moljci se kreću u smjeru umjetnih izvora svjetlosti.