Miért gömb alakú a rovar nagy szeme? Hogyan néz ki a világ egy közönséges légy szemével? Az összetett szem szerkezete

A látószervek a legtöbb rovarban fejlettek. elérni a legnagyobb fejlődést összetett vagy összetett szemek . A vizuális elemek - ommatidia vagy fazetta - száma a házilégy szemében eléri a 4 ezret, a szitakötőkben pedig a 28 ezret. Az ommatidium egy átlátszó lencséből vagy szaruhártyából áll, amely bikonvex lencse és egy átlátszó kristály. alatta fekvő kúp. Együtt készítik optikai rendszer. A kúp alatt található a retina, amely érzékeli a fénysugarakat. retinasejtek kapcsolódnak össze idegrostok az agy vizuális lebenyeivel. Minden ommatidiumot pigmentsejtek vesznek körül.

A fény érzékelésétől függően eltérő intenzitású Tegyen különbséget az appozíciós és a szuperpozíciós szemtípusok között. Az első típusú szemszerkezet a nappali rovarokra jellemző, a második - az éjszakai.

NÁL NÉL appozíciós szem mindegyik ommatidiumot felső részében a szomszédos ommatidiumokból származó pigment izolál. Így a szem minden szerkezeti egysége elkülönülten működik az összes többitől, és a külső térnek csak „saját” részét érzékeli. Az összkép egy rovar agyában alakul ki, mintha sok mozaikdarabból.

NÁL NÉL szuperpozíciós szem Az ommatidia csak részben, bár teljes hosszában védett az oldalsó sugaraktól: félig áteresztők. Egyrészt zavarja a rovarokat intenzív fényben, másrészt segít nekik jobban látni alkonyatkor.

Ocelli (egyszerű háti szem)- ezek kis látószervek, amelyek néhány felnőttnél rendelkeznek, és általában a fejtetőn helyezkednek el. Általában három mennyiségben kerül bemutatásra, míg egy kissé elöl, kettő pedig az elülső mögött és oldalán fekszik. Nem tartalmaznak ommatidiumot, az egyszerű szemek szerkezete jelentősen leegyszerűsödik. Kívül található a szaruhártya, amely gyökérsejtekből áll, mélyebben a retina (érzékeny) sejtek fényérzékelő apparátusa, még lejjebb találhatók a pigmentsejtek, amelyek a látóideg rostjaiba jutnak át.

A rovarszemek összes fajtája közül az egyszerű szemeknek van a leggyengébb látási képességük. Egyes hírek szerint egyáltalán nem teljesítenek vizuális funkció, és csak az összetett szemek működésének javításáért felelősek. Ezt különösen az a tény bizonyítja, hogy a rovaroknak gyakorlatilag nincs egyszerű szeme összetettek hiányában. Ezen túlmenően, ha összetett szemekre festünk, a rovarok megszűnnek tájékozódni a térben, még akkor sem, ha jól körülhatárolható egyszerű szemük van.

Szárak, vagy oldalsó egyszerű szemek- teljes metamorfózissal jelen vannak a rovarlárvákban. A bábállapotban összetett szemekké "morfizálódnak". Vizuális funkciót látnak el, de az egyszerűsített szerkezet miatt viszonylag rosszul látnak. A látás javítása érdekében a lárvaszemcséket gyakran több darabban jelenítik meg lárvákban. A fűrészlegy lárváiban a háti lárvákhoz, a lepkehernyókban pedig az összetett szem ommatidiákhoz hasonlítanak. A hernyók érzékelik a tárgyak alakját, apró részleteket különböztetnek meg felületükön.

A rovarok érzékszervei közül a legösszetettebbek a látásszervek. Ez utóbbiakat többféle képződmény képviseli, amelyek közül a legfontosabbak a rákfélék összetett szemeivel megközelítőleg azonos szerkezetű összetett csiszolt szemek.

A szemek különálló ommatídiumokból állnak (337. ábra), amelyek számát főként a rovarok biológiai jellemzői határozzák meg. Az aktív ragadozók és a jó repülők, a szitakötők szemei ​​akár 28 000 oldalt is tartalmazhatnak. Ugyanakkor a hangyáknak (neg. Hymenoptera), különösen a föld alatt élő fajok dolgozó egyedeinek szeme 8-9 ommatidiaból áll.

Mindegyik ommatidium egy tökéletes fotooptikai szenzillát képvisel (338. ábra). Ez egy optikai berendezésből áll, beleértve a szaruhártyát, a kutikula ommatidium feletti átlátszó szakaszát és az úgynevezett kristálykúpot. Együtt lencseként működnek. Az ommatidium észlelő apparátusát több (4-12) receptor sejt képviseli; specializációjuk nagyon messzire ment, amit a flagelláris szerkezetek teljes elvesztése is bizonyít. A sejtek valójában érzékeny részei - a rabdomerek - sűrűn tömött mikrobolyhok csoportjai, amelyek az ommatidium közepén helyezkednek el, és szorosan egymás mellett helyezkednek el. Együtt alkotnak fényérzékeny elem szeme rabszolga.

Az árnyékoló pigmentsejtek az ommatidium szélei mentén helyezkednek el; az utóbbiak a nappali és az éjszakai rovarok között meglehetősen lényegesen különböznek egymástól. Az első esetben a sejtben lévő pigment mozdulatlan, és folyamatosan elválasztja a szomszédos ommatidiákat, így nem engedi át a fénysugarakat egyik szemből a másikba. A második esetben a pigment a sejtekben képes mozogni, és csak a felső részükben halmozódik fel. Ebben az esetben a fénysugarak nem egy, hanem több szomszédos ommatidia érzékeny sejtjére esnek, ami észrevehetően (majdnem két nagyságrenddel) növeli a szem általános érzékenységét. Természetesen ez a fajta alkalmazkodás a szürkületben és az éjszakai rovarokban jelentkezett. Az Ommatidia az érzékeny sejtekből távozik idegvégződések a látóideg kialakítása.

Az összetett szemek mellett sok rovarnak egyszerű szeme is van (339. ábra), amelyek szerkezete nem felel meg egy ommatidium szerkezetének. A fénytörő készülék lencse alakú, közvetlenül alatta érzékeny sejtréteg található. Az egész szemet pigmentsejtek burka borítja. Az egyszerű szemek optikai tulajdonságai olyanok, hogy nem érzékelik a tárgyak képét.

A rovarlárvák a legtöbb esetben csak egyszerű ocellusokkal rendelkeznek, amelyek azonban szerkezetükben különböznek a kifejlett állapotok egyszerű ocellusaitól. A kifejlett egyedek és a lárvák szeme között nincs folytonosság. A metamorfózis során a lárvák szemei ​​teljesen felszívódnak.

A rovarok vizuális képességei tökéletesek. Az összetett szem szerkezeti jellemzői azonban előre meghatározzák a látás egy speciális fiziológiai mechanizmusát. Az összetett szemű állatok "mozaikos" látásúak. Az ommatidiák kis mérete és egymástól való elszigeteltsége azt a tényt eredményezi, hogy az érzékeny sejtcsoportok mindegyike csak egy kis és viszonylag keskeny sugárnyalábot észlel. A jelentős szögben beeső sugarakat a pigmentsejtek szűrése elnyeli, és nem éri el az ommatidia fényérzékeny elemeit. Így sematikusan minden ommatidia csak egy objektum egy kis pontjáról kap képet, amely a teljes szem látómezejében található. Ennek eredményeként a kép annyi fénypontból áll össze, amelyek az objektum különböző részeinek felelnek meg, ahány oldala merőleges a tárgyból érkező sugarakra. Az összkép mintegy kis részképek sokaságából áll össze úgy, hogy azokat egymásra alkalmazzuk.

A rovarok színérzékelése is megkülönböztethető egy bizonyos sajátosságból. képviselői magasabb csoportok A rovaroknak van színlátás, három alapszín érzékelése alapján, melyek keveredése megadja a minket körülvevő világ minden színes sokszínűségét. A rovaroknál azonban az emberhez képest erős eltolódás tapasztalható a spektrum rövid hullámhosszú részére: zöld-sárgát, kéket és ultraibolya sugarak. Ez utóbbiak számunkra láthatatlanok. Következésképpen a világ színérzékelése a rovarok által élesen eltér a miénktől.

A felnőtt rovarok egyszerű szemének funkciói még mindig komoly tanulmányozást igényelnek. Nyilvánvalóan bizonyos mértékig "kiegészítik" az összetett szemet, befolyásolva a rovarok viselkedésének aktivitását különböző fényviszonyok között. Ezen túlmenően az egyszerű ocellusokról és az összetett szemekről kimutatták, hogy képesek érzékelni a polarizált fényt.

A kérdés: "Hány szemed van? közönséges légy A ?" nem olyan egyszerű, mint amilyennek látszik. Kettő nagy szeme a fej oldalain található, szabad szemmel is látható. Valójában azonban a légy látószerveinek eszköze sokkal bonyolultabb.

Ha megnézi a légy szemének kinagyított képét, láthatja, hogy a méhsejtekhez hasonlítanak, és sok különálló szegmensből állnak. Mindegyik alkatrész hatszög alakú, szabályos élekkel. Innen ered az ilyen szemszerkezet neve – facet (a „facette” franciául „él”). Sok ízeltlábú büszkélkedhet összetett összetett szemekkel, és a légy messze van a bajnoktól a fazetták számában: mindössze 4000, a szitakötők pedig körülbelül 30 000-es.

Az általunk látott sejteket ommatidiának nevezzük. Az Ommatidia kúp alakú, keskeny vége mélyen a szembe nyúlik. A kúp egy fényérzékelő sejtből és egy átlátszó szaruhártya által védett lencséből áll. Minden ommatidia szorosan egymáshoz van nyomva, és a szaruhártya köti össze. Mindegyikük látja a kép "saját" töredékét, és az agy ezeket az apró képeket egyetlen egésszé adja.

A nagy összetett szemek elhelyezkedése nőstény és hím legyek esetében eltérő. A hímeknél a szemek szorosan fekszenek, míg a nőstényeknél távolabb helyezkednek el egymástól, mivel homlokuk van. Ha mikroszkóp alatt egy légyre néz, akkor a fej közepén a látószervek felett három kis pont látható háromszögben. Valójában ezek a pontok egyszerű szemek.

A légynek összesen egy pár összetett szeme van és három egyszerű szeme van – összesen öt. Miért választotta a természet ilyen nehéz utat? A tény az, hogy fazettált látás azért jött létre, hogy egy pillantással és elkapó mozdulattal a lehető legtöbb helyet lefedje. Ezek a szemek látják el a fő funkciókat. Egyszerű szemekkel a légy "ellátott" a megvilágítás szintjének mérésére. Az összetett szemek a látás fő szerve, az egyszerű szemek pedig másodlagosak. Ha a légynek nem lenne egyszerű szeme, lassabb lenne, és csak erős fényben tudna repülni, összetett szemek nélkül pedig vak lenne.

Hogyan látja a légy a világot?

A nagy domború szemek lehetővé teszik, hogy a légy mindent láthasson körülötte, vagyis a látószög 360 fokos. Kétszer olyan széles, mint az ember. A rovar rögzített szemei ​​egyszerre néznek mind a négy oldalra. De a légy látásélessége majdnem 100-szor alacsonyabb, mint az emberé!

Mivel minden ommatidium független sejt, a kép hálós, több ezer különálló kis képből áll, amelyek kiegészítik egymást. Ezért a légy világa egy összeállított puzzle, amely több ezer darabból áll, és meglehetősen homályos. Többé-kevésbé tisztán a rovar csak 40-70 centiméter távolságra lát.

A légy képes megkülönböztetni a színeket és még láthatatlant is emberi szem polarizált fény és ultraibolya. A légy szeme érzékeli a fény fényerejének legkisebb változását. Képes látni a napot, amit sűrű felhők rejtenek el. De sötétben a legyek rosszul látnak, és túlnyomórészt nappali életmódot folytatnak.

A légy másik érdekes képessége a mozgásra való gyors reakció. Egy légy 10-szer észlel egy mozgó tárgyat gyorsabb, mint egy ember. Könnyen "kiszámolja" egy tárgy sebességét. Ez a képesség létfontosságú a veszélyforrás távolságának meghatározásához, és a kép egyik sejtből - ommatidiumból a másikba való "átvitelével" érhető el. A repülésmérnökök átvették a légy látásának ezt a jellemzőjét, és kifejlesztettek egy eszközt a repülő repülőgép sebességének kiszámítására, megismételve a szem szerkezetét.

Ennek a gyors érzékelésnek köszönhetően a legyek hozzánk képest lassított valóságban élnek. Egy másodpercig tartó mozgást emberi szempontból a légy tíz másodperces akcióként érzékel. Bizonyára az emberek nagyon lassú lényeknek tűnnek számukra. A rovarok agya egy szuperszámítógép sebességével dolgozik, képet fogad, elemzi és ezredmásodpercek alatt továbbítja a megfelelő parancsokat a szervezetnek. Ezért nem mindig lehet lecsapni egy legyet.

Tehát a helyes válasz a "Hány szeme van egy közönséges légynek?" lesz az ötös szám. A főbbek egy páros szerv a légyben, mint sok élőlényben. Miért teremtett a természet pontosan hármat egyszerű szemek- rejtély marad.

Hogyan látnak a rovarok?

A légy hirtelen kikerüli a rá repülő tárgyat, a pillangó kiválaszt egy virágot, és a hernyó maga felé kúszik. magas fa. A rovaroknak, mint az embernek is vannak látószervei, de sajátos módon látják és érzékelik a világot. Kivételes látásmódjával, ember számára elérhetetlen. Egyes rovarok csak a világosságot és a sötétséget tudják meghatározni, míg mások jól ismerik az árnyalatokat. Szóval hogyan látják a világot a rovarok?

A világ rovarokban való meglátásának módjai

Látóképességük három részre oszlik.

A test teljes felülete

Érdekes funkció, amelyben nem szükséges a szem. De nagy hátránya, hogy a rovar csak a fényt tudja megkülönböztetni a sötétségtől. Nem lát semmilyen tárgyat vagy virágot. Hogyan működik? A fény áthalad a kutikulán külső réteg a bőrön, és a rovar fejéig hatol. Ott egy reakció megy végbe az agysejtekben, és a rovar megérti, hogy fény esik rá. Egy ilyen eszköz nem mindenki számára elérhető, de sokat segít a föld alatt élő rovaroknak, például a gilisztáknak vagy a vak barlangi bogaraknak. Ez a fajta látás megtalálható a csótányokban, levéltetvekben és hernyókban.

Kapcsolódó anyagok:

Mire való a pollen?

Egyszerű szemekkel

Az egyszerű szemű rovarok szerencsésebbek. Nemcsak a sötétséget tudják meghatározni a fénytől, hanem megkülönböztetik az egyes tárgyakat, sőt alakjukat is. Az ilyen szemek leggyakrabban rovarlárvákban találhatók. Például a szúnyoglárváknak szemük van helyette sötét foltok amelyek felfogják a fényt. De a hernyóknak öt-hat szeme van a fej mindkét oldalán. Emiatt jól ismeri a formákat. De a függőleges tárgyakat sokkal jobban látja, mint a vízszinteseket. Például, ha választania kell egy fát, akkor inkább a magasabbra fog kúszni, és nem a szélesebbre.

Összetett vagy csiszolt szemek

Az ilyen szemeket leggyakrabban felnőtt rovarokban találják meg. Azonnal azonosíthatja őket - általában a fej oldalán találhatók. Az összetett szemek sokkal összetettebbek és változatosabbak, mint az összes többi. Képesek felismerni a tárgyak alakját és azonosítani a színeket. Egyes rovarok jól látnak nappal, míg mások jól látnak éjszaka. Érdekes tulajdonsága ezeknek a szemeknek, hogy nem a teljes képet látják egészben, hanem csak darabokat. És már az agyban a rovar összegyűjti a rejtvényt a kapott képekből, hogy lásson teljes kép. Hogyan tudja a légy repülés közben összekapcsolni a töredék összes darabját? Meglepő módon repülés közben jobban lát, mint nyugalomban. Leszállási helyhez pedig minden rovar nagyobb valószínűséggel választ valamit, ami mozog vagy imbolyog.

Mutasd az összeset

A látószervek szerkezetének változatai

A rovarokban a szem háromféleképpen ábrázolható:

• (fazettás);
• (háti, szemhéj);
• lárva (oldalsó, lárva). (Fénykép)

Van nekik eltérő szerkezetés egyenlőtlen látási képesség.

Az összetett szemek a legtöbb rovarban megtalálhatók, és minél fejlettebbek az utóbbiak, általában annál jobban fejlettek a látószerveik. csiszoltnak is nevezik, mert ők külső felület Egymás mellett elhelyezkedő lencsék - aspektusok - képviselik.

Ommatidium

Ommatidium

A (balra) - appozíciós ommatidium,

B (jobbra) - szuperpozíciós ommatidium

1 - vizuális sejtek axonjai, 2 - retinularis sejtek,

3 - szaruhártya, 4 - kristályos kúp,

5 - pigmentsejtek, 6 - fényvezető, 7 - rabdom

Az összetett szem különféle anyagokból áll egy nagy szám Egyedi szerkezeti egységek- ommatidiánusok. számos olyan struktúrát foglal magában, amelyek vezetést, fénytörést (faszlet, gyökérsejt, kristálykúp) és vizuális jelek észlelését biztosítják (retinasejtek, rhabdom, idegsejtek). Ezen kívül mindegyik rendelkezik egy pigment szigetelő eszközzel, aminek köszönhetően teljesen vagy részben védve van az oldalsó sugaraktól.

Egy egyszerű szem felépítésének diagramja

A rovarszemek összes fajtája közül ők rendelkeznek a leggyengébb látóképességgel. Egyes jelentések szerint egyáltalán nem látnak el vizuális funkciót, és csak az összetett szemek működésének javításáért felelősek. Ezt különösen az a tény bizonyítja, hogy a rovarokban gyakorlatilag nincsenek egyszerűek, összetettek hiányában. Ráadásul, ha összetett szemekre festünk, a rovarok megszűnnek tájékozódni a térben, még akkor sem, ha jól körülhatárolhatóak.

A rovarlátás jellemzői

A rovarok látásának tanulmányozása nagy mennyiség tudományos munkák. Tekintettel a szakemberek ilyen jellegű érdeklődésére, az Insecta szem munkájának számos jellemzőjét a mai napig megbízhatóan feltárták. Azonban ezekben az organizmusokban a látószervek felépítése annyira változatos, hogy a látás minősége, a szín- és térfogatérzékelés, a mozgó és álló tárgyak megkülönböztetése, az ismerős vizuális képek felismerése és a látás egyéb tulajdonságai rendkívül eltérőek. ban ben különböző csoportok rovarok. Ezt a következő tényezők befolyásolhatják: összetett szem- az ommatidiumok felépítése és száma, kidudorodása, elhelyezkedése és a szemek alakja; egyszerű szemmel és - számuk és a szerkezet finom jellemzői, amelyeket számos lehetőség képviselhet. A méhek látását ma a legjobban tanulmányozták.

A forma érzékelésében bizonyos szerepet játszik a tárgy mozgása. A rovarok nagyobb valószínűséggel ülnek a szélben ringó virágokon, mint az állókon. a szitakötők rohannak a mozgó zsákmány után, a hím pillangók pedig reagálnak a repülő nőstényekre, és nehezen látják az ülőket. Valószínűleg az ommatidia szemek mozgás közbeni irritációjának, villogásának és villogásának bizonyos gyakoriságában van a probléma.

Ismerős tárgyak felismerése

A rovarok nemcsak színükről és alakjukról ismerik fel az ismerős tárgyakat, hanem a körülöttük lévő tárgyak elrendezése alapján is, így látásuk kivételes primitív voltának elképzelése nem nevezhető igaznak. Például a homokdarázs megtalálja a nyérc bejáratát, és a körülötte lévő tárgyakra összpontosít (fű, kövek). Ha eltávolítják őket, vagy megváltoztatják a helyüket, ez megzavarhatja a rovart.

távolságérzékelés

Ezt a tulajdonságot legjobban szitakötők, talajbogarak és más ragadozó rovarok példáján lehet tanulmányozni.

A távolság meghatározásának képessége a magasabb rovarokban való jelenlétnek köszönhető binokuláris látás, azaz két szem, amelyek látómezeje részben metszi egymást. A szem szerkezeti jellemzői határozzák meg, hogy mekkora a rovar áttekintésére rendelkezésre álló távolság. Például az ugráló bogarak akkor reagálnak a zsákmányra, és lecsapnak rá, ha 15 cm távolságra vannak a tárgytól.

Könnyű iránytű mozgás

Sok rovar úgy mozog, hogy állandóan ugyanazt a fény beesési szögét tartja fenn a retinán. Ily módon napsugarak egyfajta iránytű, amelyre a rovar irányul. Ugyanezen elv szerint a lepkék a mesterséges fényforrások irányába mozognak.