Structura ochilor insectelor. Cum arată lumea prin ochii unei muscă obișnuită? Ochi compuși - ce rost are?

Să revenim acum la biologie. Ochiul uman- nu este nicidecum singurul tip de ochi. Deși ochii aproape tuturor vertebratelor sunt similari cu cei ai oamenilor, găsim multe alte tipuri de ochi la animalele inferioare. Nu avem timp să le discutăm. Dar printre nevertebrate (de exemplu, insecte) există și tipuri de ochi foarte dezvoltate; Acest complex, sau cu fațete, ochi. (Majoritatea insectelor, pe lângă ochii mari compuși, au și ochi simpli, sau ocelli.) Vederea albinei a fost studiată cel mai amănunțit. Este ușor să studiem caracteristicile vizuale ale albinelor, deoarece se știe că acestea sunt atrase de miere și putem efectua experimente untând, de exemplu, hârtie albastră sau roșie cu miere și observând care dintre ele va atrage albina. Această metodă a dezvăluit caracteristici foarte interesante ale vederii albinelor.

În primul rând, când încearcă să determine cât de clar vede o albină diferența dintre două bucăți de hârtie „albă”, unii cercetători au descoperit că nu o vede foarte bine, în timp ce alții, dimpotrivă, au descoperit că o face al naibii de bine. . Chiar dacă au fost luate două bucăți de hârtie aproape identice, albina le-a distins totuși. O bucată de hârtie, de exemplu, a fost albită cu alb de zinc, iar alta cu plumb și, deși ambele arătau exact la fel, albina le putea deosebi deoarece reflectau lumina ultravioletă în mod diferit. Astfel, s-a descoperit că ochiul albinei este sensibil la lungimi de undă mai scurte decât ochiul uman. Ochii noștri văd de la 7000 la 4000 Å, de la roșu la violet, dar albinele pot vedea până la 3000 Å, adică în regiunea ultravioletă! Și acest lucru dă naștere la o serie de efecte foarte interesante. În primul rând, albinele disting multe flori care ni se par exact la fel. Nu este nimic surprinzător; la urma urmei, florile nu înfloresc deloc ca să ne mulțumească ochii. Ele servesc drept momeală pentru albine, un fel de semnal că aici este miere. Toată lumea știe că există o mulțime de flori „albe”. Culoarea pe care noi Pare Se pare că albinele nu văd alb, pentru că s-a dovedit că diferitele flori albe nu se reflectă ultraviolet raze la fel de pline ca ele Adevărat Flori albe. Nu toată lumina incidentă pe ea este reflectată de un obiect alb; razele ultraviolete se pierd, iar acest lucru este exact la fel ca și în cazul în care pierdem culoarea albastră, adică dobândim o culoare galbenă. Deci, toate florile albe par colorate albinelor. Cu toate acestea, știm și că albinele nu pot vedea culoarea roșie. Deci, putem presupune că florile roșii par negre pentru albine? Nimic de genul asta! Un studiu atent al florilor roșii arată că, în primul rând, chiar și ochii noștri sunt capabili să discerne o ușoară nuanță albăstruie în marea majoritate a florilor roșii, cauzată de reflectarea suplimentară a culorii albastre de către majoritatea acestora, care se află în zona vizibilă. la albine. În plus, experimentele arată că florile diferă prin capacitatea lor de a reflecta lumina ultravioletă diverse părți petale etc. Deci, dacă am putea vedea florile așa cum le văd albinele, le-am găsi și mai frumoase și mai variate!

Cu toate acestea, s-a descoperit că există astfel de flori roșii care nu reflecta razele albastre sau ultraviolete, așa că trebuie pare albine negre! Acest lucru explică într-o oarecare măsură nedumerirea acelor oameni care sunt foarte preocupați de această problemă: la urma urmei, culoarea neagră nu pare atrăgătoare și este dificil să o distingem de o umbră murdară și groasă. Așa se dovedește de fapt: albinele nu ajunge pe aceste flori. Dar sunt exact ceea ce le place celor mici pasărea Colibri; Se dovedește că aceste păsări văd perfect culoarea roșie!

Un alt aspect interesant al viziunii albinei. Privind o bucată cer albastruși fără să vadă soarele însuși, albina, se pare, încă poate determina unde se află soarele. Nu este atât de ușor pentru noi. Privește pe fereastră la cer. Vezi că este albastru. În ce direcție este acum soarele? Albina poate detecta acest lucru deoarece este foarte sensibilă la direcție. polarizat lumina și lumina reflectată din cer polarizat. Există încă dezbateri despre cum reușește să facă acest lucru: fie pentru că împrăștierea luminii este diferită în diferite circumstanțe, fie pentru că ochii albinei sunt direct sensibili la direcția luminii polarizate. Foarte recent s-au obţinut date despre sensibilitatea directă a ochiului albinei.

De asemenea, se spune că o albină este capabilă să distingă fulgerări individuale de lumină cu o frecvență de 200 de ori la 1 însămânțare, în timp ce noi distingem doar 20 de fulgere. In stup albinele se misca foarte repede; Își mișcă labele, bat din aripi, dar ochii noștri au dificultăți să țină evidența tuturor acestor mișcări. Acum, dacă am putea distinge pâlpâirile mai rapide, atunci ar fi o altă problemă. Aparent, este foarte important pentru o albină ca ochii săi să aibă o reacție atât de rapidă.

Acum să vorbim despre ce este, de fapt, acuitatea vizuală a unei albine? Ochiul albinei este complex; este format dintr-un număr imens de ochi speciali numiți ommatidia, care sunt situate pe o suprafață aproape sferică pe părțile laterale ale capului insectei.

În fig. Figura 36.7 prezintă un omatidiu. În partea de sus există o zonă transparentă, un fel de „lentila”, dar în realitate este mai mult ca un filtru, forțând lumina de-a lungul unei fibre înguste, unde, aparent, este absorbită. O fibră nervoasă se extinde de la celălalt capăt. Fibra nervoasă centrală are șase celule pe părțile sale, din care provine în esență. Pentru scopurile noastre, această descriere este destul de suficientă; principalul lucru este că celula are o formă conică și multe astfel de celule, adiacente una cu cealaltă, formează suprafața ochiului albinei.

Să vedem acum care este rezoluția unui astfel de ochi. Să trasăm o linie (Fig. 36.8), reprezentând schematic omatidiul, pe suprafața ochiului, pe care îl vom considera a fi o sferă cu raza r . Vom încerca acum calculati lățimea fiecărui ommatidium, pentru care ne vom încorda puțin ingeniozitatea și vom presupune că natura este la fel de inteligentă ca și noi! Dacă omatidiul este foarte mare, atunci rezoluția nu poate fi mai mare. Cu alte cuvinte, un ommatidium primește informații despre o direcție, ommatidiumul vecin primește informații despre o alta etc., iar albina nu poate vedea suficient de bine obiectele care se încadrează între ele. Astfel, incertitudinea acuității vizuale a ochiului este, fără îndoială, asociată cu dimensiunea unghiulară a capătului omatidiului în raport cu centrul de curbură al ochiului. (De fapt, ochii sunt localizați doar pe suprafața capului.) Dar unghiul de la un ommatidium la altul este egal, desigur, cu diametrul ommatidiumului împărțit la raza de curbură a suprafeței ochiului:

F IG. 36.7. Structura ommatidiumului.

Deci, putem spune: „Cu cât valoarea lui  este mai mică, cu atât acuitatea vizuală este mai mare.

F IG. 36.8. Diagrama de distribuție a ommatidiilor pe suprafața ochiului albinei.

Dar de ce atunci natura nu i-a dat albinei omatidie foarte, foarte mici?” Ca răspuns, putem spune următoarele: cunoaștem deja fizica suficient de bine pentru a înțelege că atunci când încercăm să trecem lumina printr-o fantă îngustă, din cauza difracției, este imposibil să vedem suficient de bine într-o direcție dată, deoarece lumina va ajunge acolo din direcții diferite, adică toate direcțiile situate în interiorul unghiului  d astfel încât

(36.2)

Acum este clar că dacă îl luăm prea mic, fiecare omatidiu, din cauza difracției, va vedea nu doar într-o singură direcție! Dar dacă faceți  prea mare, atunci, deși toată lumea va privi în aceeași direcție, vor fi prea puține pentru a obține o imagine suficient de detaliată. Astfel, trebuie să alegem această distanță d, astfel încât efectul deplin al acestor două mecanisme să fie minim. Dacă adăugăm două expresii și găsim locul în care suma are un minim, obținem

(36.3)

ce dă distanța

(36.4)

Cărțile indică un diametru de 30 mk. După cum puteți vedea, înțelegerea se dovedește a fi destul de bună! Este clar că acest mecanism este cel care determină dimensiunea ochiului unei albine și este destul de accesibil înțelegerii noastre. Acum înlocuind numărul rezultat în (36.1), este ușor de determinat care este rezoluția unghiulară a ochiului albinei. Se dovedește a fi foarte sărac în comparație cu ochiul uman. Suntem capabili să vedem lucruri a căror dimensiune aparentă este de treizeci de ori mai mică decât ceea ce vede o albină. Deci, în comparație cu un om, imaginea albinei este destul de neclară și nefocalizată.

F IG. 36.9. Dimensiune optimă ommatidia, egal m .

Cu toate acestea, așa stau lucrurile și pur și simplu nu poate conta pe mai mult. Întrebarea apare în mod firesc: de ce o albină nu are un ochi ca al nostru, cu o lentilă și orice altceva? Există mai multe motive destul de interesante care împiedică acest lucru. În primul rând, albina este prea mică; dacă ar avea un ochi asemănător cu al nostru, dar în mod corespunzător mai mic, atunci dimensiunea pupilei ar fi de aproximativ 30 mk,și prin urmare difracția ar fi atât de mare încât albina tot nu ar vedea mai bine. Prea mult ochi mic- Acest lucru nu este bun. Apoi, dacă faci ochiul la fel de mare ca capul unei albine, ar ocupa tot capul. La urma urmei, valoarea unui ochi compus constă în faptul că practic nu ocupă spațiu - doar un strat subțire pe suprafața capului albinei. Asa ca inainte de a da sfaturi unei albine, nu uita ca are propriile ei probleme!

Cele mai complexe dintre organele de simț la insecte sunt organele vederii. Acestea din urmă sunt reprezentate de formațiuni de mai multe tipuri, dintre care cele mai importante sunt ochi fațetați complecși de aproximativ aceeași structură ca ochii complecși ai crustaceelor.

Ochii constau din ommatidie individuale (Fig. 337), al căror număr este determinat în principal de caracteristicile biologice ale insectelor. Prădători activi și zburători buni, libelulele au ochi cu până la 28.000 de fațete fiecare. În același timp, furnicile (ordinul Hymenoptera), în special indivizii lucrători din speciile care trăiesc sub pământ, au ochi formați din 8 - 9 omatidii.

Fiecare ommatidium reprezintă o sensilă fotooptică perfectă (Fig. 338). Constă dintr-un aparat optic, care include corneea, o secțiune transparentă a cuticulei deasupra omatidiului și așa-numitul con de cristal. Împreună acţionează ca o lentilă. Aparatul perceptiv al ommatidiilor este reprezentat de mai multe (4 - 12) celule receptori; specializarea lor a mers foarte departe, fapt dovedit de pierderea lor completă a structurilor flagelare. Părțile sensibile efective ale celulelor - rabdomerii - sunt grupuri de microvilozități dens împachetate, situate în centrul ommatidiumului și apropiate unele de altele. Împreună se formează element fotosensibil ochi – rabdom.

Celulele pigmentare de ecranare se află de-a lungul marginilor ommatidiumului; acestea din urmă diferă destul de semnificativ între insectele diurne și cele nocturne. În primul caz, pigmentul din celulă este nemișcat și separă constant ommatidiile vecine, împiedicând trecerea razelor de lumină de la un ochi la altul. În al doilea caz, pigmentul este capabil să se miște în celule și să se acumuleze numai în partea superioară a acestora. În acest caz, razele de lumină lovesc celulele sensibile nu a uneia, ci a mai multor ommatidii vecine, ceea ce crește semnificativ (aproape două ordine de mărime) sensibilitatea generală a ochiului. Desigur, acest tip de adaptare a apărut la insectele crepusculare și nocturne. Terminațiile nervoase care formează nervul optic se extind din celulele senzoriale ale ommatidiumului.

Pe lângă ochii compuși, multe insecte au și ocele simple (Fig. 339), a căror structură nu corespunde structurii unui singur ommatidium. Aparatul de refracție a luminii are formă de lentilă; imediat sub acesta se află un strat de celule sensibile. Întregul ochi este acoperit cu o acoperire de celule pigmentare. Proprietățile optice ale ochilor simpli sunt de așa natură încât nu pot percepe imagini ale obiectelor.

Larvele de insecte au în cele mai multe cazuri doar ocele simple, care diferă, totuși, ca structură de ocelele simple ale stadiilor adulte. Nu există continuitate între ocelele adulților și larvele. În timpul metamorfozei, ochii larvelor sunt complet resorbți.

Abilitățile vizuale ale insectelor sunt perfecte. Cu toate acestea, caracteristicile structurale ale ochiului compus predetermina un mecanism fiziologic special de vedere. Animalele cu ochi compuși au vedere „mozaic”. Dimensiunea mică a ommatidiilor și izolarea lor unele de altele duc la faptul că fiecare grup de celule sensibile percepe doar un fascicul mic și relativ îngust de raze. Razele incidente la un unghi semnificativ sunt absorbite de celulele pigmentare de ecranare și nu ajung la elementele fotosensibile ale ommatidiilor. Astfel, schematic, fiecare ommatidia primește o imagine a unui singur punct mic al unui obiect situat în câmpul vizual al întregului ochi. Ca rezultat, imaginea este compusă din tot atâtea puncte de lumină corespunzătoare diferitelor părți ale obiectului câte fațete cad perpendicular razele de la obiect. Imaginea de ansamblu este combinată, parcă, din multe imagini parțiale mici prin aplicarea lor una la alta.

Percepția culorii de către insecte se remarcă și printr-o anumită originalitate. Reprezentanți grupuri superioare Insectele au o viziune a culorilor bazată pe percepția a trei culori primare, a căror amestecare dă toată diversitatea colorată a lumii din jurul nostru. Cu toate acestea, la insecte, în comparație cu oameni, există o schimbare puternică către partea cu unde scurte a spectrului: ele percep verde-galben, albastru și raze ultraviolete. Acestea din urmă sunt invizibile pentru noi. În consecință, percepția culorilor asupra lumii de către insecte este mult diferită de a noastră.

Funcțiile ochilor simpli ai insectelor adulte necesită încă un studiu serios. Aparent, ei „suplimentează” într-o oarecare măsură ochii compuși, influențând activitatea și comportamentul insectelor în diferite condiții de iluminare. În plus, s-a demonstrat că ocelii simpli, împreună cu ochii compuși, sunt capabili să perceapă lumina polarizată.

Chiar și în copilăria îndepărtată, mulți dintre noi și-au pus întrebări atât de aparent banale despre insecte, cum ar fi: câți ochi au? musca comuna, de ce un păianjen țese o pânză, iar o viespe poate mușca.

Știința entomologiei are răspunsuri la aproape oricare dintre ele, dar astăzi vom apela la cunoștințele cercetătorilor despre natură și comportament pentru a înțelege întrebarea ce este sistemul vizual de acest tip.

În acest articol vom analiza cum vede o muscă și de ce această insectă enervantă este atât de greu de învins cu un ștergător de muște sau de prins cu palma pe un perete.

Locuitor de cameră

Musca de casă sau musca de casă aparține familiei muștelor adevărate. Și chiar dacă subiectul revizuirii noastre se referă la toate speciile fără excepție, pentru comoditate, ne vom permite să luăm în considerare întreaga familie folosind exemplul acestei specii foarte familiare de paraziți domestici.

Musca comună este o insectă foarte neremarcabilă în aspect. Are o colorație corporală cenușiu-negru, cu unele note de galben pe abdomenul inferior. Lungimea unui individ adult depășește rar 1 cm.Insecta are două perechi de aripi și ochi compuși.

Ochi compuși - ce rost are?

Sistemul vizual al muștei include două ochi mari situat la marginile capului. Fiecare dintre ei are structura complexași constă din multe fațete hexagonale mici, de unde și numele acestui tip de viziune ca fațetat.

În total, ochiul muștei are mai mult de 3,5 mii dintre aceste componente microscopice în structura sa. Și fiecare dintre ele este capabil să capteze doar o mică parte din imaginea generală, transmițând informații despre mini-imaginea rezultată către creier, care pune împreună toate puzzle-urile acestei imagini.

Dacă comparăm vederii fațeteși binocular, pe care o persoană are, de exemplu, se poate convinge rapid că scopul și proprietățile fiecăruia sunt diametral opuse.

Animalele mai dezvoltate tind să-și concentreze vederea pe o anumită zonă îngustă sau pe obiect specific. Pentru insecte, este important nu atât să vezi un anumit obiect, cât să navighezi rapid în spațiu și să observi apropierea pericolului.

De ce este atât de greu de prins?

Acest dăunător este într-adevăr foarte greu de luat prin surprindere. Motivul nu este doar reacția crescută a insectei în comparație cu persoană lentăși capacitatea de a decola aproape instantaneu. În principal așa nivel inalt reacțiile se datorează percepției în timp util a creierului insectei a schimbărilor și mișcărilor în raza de vizualizare a ochilor săi.

Vederea unei muște îi permite să vadă aproape 360 ​​de grade. Acest tip de viziune se mai numește și panoramică. Adică, fiecare ochi oferă o vedere de 180 de grade. Este aproape imposibil să luați prin surprindere acest dăunător, chiar dacă îl abordați din spate. Ochii acestei insecte vă permit să controlați întregul spațiu din jurul ei, oferind astfel o apărare vizuală completă sută la sută.

Mai sunt ceva caracteristică interesantă percepția vizuală a unei palete de culori de către o muscă. La urma urmei, aproape toate speciile percep diferit anumite culori familiare ochilor noștri. Unele dintre ele nu pot fi deloc distinse de insecte, altele le par diferit, în culori diferite.

Apropo, pe lângă doi ochi compuși, musca mai are trei ochi simpli. Ele sunt situate în spațiul dintre fațete, pe zona frontală a capului. Spre deosebire de ochii compuși, acești trei sunt folosiți de insecte pentru a recunoaște un obiect din imediata apropiere.

Astfel, la întrebarea câți ochi are o muscă obișnuită, acum putem răspunde în siguranță – 5. Doi ochi cu fațete complexe, împărțiți în mii de omatidii (fațete) și proiectați pentru cel mai amplu control asupra schimbărilor. mediu inconjuratorîn jurul lui și trei ochi simpli, permițând, după cum se spune, focalizarea.

Vedere asupra lumii

Am spus deja că muștele sunt daltonice și fie nu disting toate culorile, fie văd obiecte familiare nouă în alte tonuri de culoare. Această specie este, de asemenea, capabilă să distingă lumina ultravioletă.

De asemenea, trebuie spus că, în ciuda unicității viziunii lor, acești dăunători practic nu pot vedea în întuneric. Noaptea, musca doarme pentru că ochii ei nu permit acestei insecte să vâneze în întuneric.

Și acești dăunători tind să perceapă bine doar obiectele mai mici și în mișcare. O insectă nu poate distinge obiecte la fel de mari ca o persoană, de exemplu. Pentru o muscă, nu este altceva decât o altă parte a interiorului mediului.

Dar apropierea unei mâini de o insectă este perfect detectată de ochii ei și dă prompt semnalul necesar creierului. La fel ca să vezi orice alt pericol care se apropie rapid, nu va fi dificil pentru acești adidași, datorită sistemului complex și fiabil de urmărire pe care le-a oferit natura.

Concluzie

Așa că am analizat cum arată lumea prin ochii unei muște. Acum știm că acești dăunători omniprezent au, ca toate insectele, uimitoare aparatul vizual, permițându-le să nu-și piardă vigilența, iar în timpul zilei să mențină o apărare circulară de observație la sută la sută.

Viziunea muștei obișnuite seamănă cu un sistem complex de urmărire, inclusiv mii de mini-camere de supraveghere, fiecare dintre acestea oferind insectei informații în timp util despre ceea ce se întâmplă în raza imediată.

Insecte, ca și alte multicelulare organisme, au mulți receptori diferiți, sau sensilla, sensibili la anumiți stimuli. Receptorii insectelor sunt foarte diversi. Insectele au mecanoreceptori ( receptorii auditivi, proprioceptori), fotoreceptori, termoreceptori, chemoreceptori. Cu ajutorul lor, insectele captează energia radiațiilor sub formă de căldură și lumină, inclusiv vibrații mecanice gamă largă sunete, presiune mecanică, gravitația, concentrația vaporilor de apă în aer și substante volatile, precum și mulți alți factori. Insectele au un simț al mirosului și al gustului dezvoltat. Mecanoreceptorii sunt sensile tricoide care percep stimulii tactili. Unele sensile pot detecta cele mai mici vibrații din aerul din jurul insectei, în timp ce altele semnalează poziția părților corpului unele față de altele. Receptorii de aer percep viteza și direcția fluxurilor de aer în apropierea insectei și reglează viteza de zbor.

Viziune

Vederea joacă un rol important în viața majorității insectelor. Au trei tipuri de organe vizuale - ochi compuși, laterali (stemmas) și dorsali (ocellie). Formele diurne și zburătoare au de obicei 2 ochi complexi si 3 ocellie. Stemmas sunt prezente în larvele de insecte cu metamorfoză completă. Ele sunt situate pe părțile laterale ale capului în cantitate de 1-30 pe fiecare parte. Ocelele dorsale (ocellie) apar împreună cu ochii compuși și funcționează ca organe vizuale suplimentare. Ocellia se remarcă la adulții majorității insectelor (absente la mulți fluturi și diptere, la furnicile lucrătoare și formele oarbe) și la unele larve (muștele de piatră, efeele, libelule). De regulă, se găsesc numai la insectele care zboară bine. De obicei sunt 3 ocelli dorsali situati intr-un triunghi in regiunea frontoparietala a capului. Funcția lor principală este probabil de a estima iluminarea și modificările acesteia. Se presupune că sunt implicați și în orientarea vizuală a insectelor și în reacțiile de fototaxis.

Caracteristicile vizuale ale insectelor sunt determinate de structură fațetată ochi, care constau dintr-un număr mare de omatidii. Cel mai mare număr ommatidia au fost găsite la fluturi (12-17 mii) și libelule (10-28 mii). Unitatea fotosensibilă a ommatidiumului este celula (vizuală) a retinei. Fotorecepția insectelor se bazează pe transformarea pigmentului vizual rodopsina sub influența unui cuantum de lumină în izomer metarhodopsin. Restaurarea sa inversă face posibilă repetiţie acte vizuale elementare. De obicei, fotoreceptorii conțin 2-3 pigmenți vizuali care diferă prin sensibilitatea lor spectrală. Setul de date al pigmenților vizuali determină și caracteristicile viziunea culorilor insecte Imaginile vizuale din ochi compuși sunt formate din multe imagini punctuale create de ommatidii individuale. Ochii compuși nu au capacitatea de a se adapta și nu se pot adapta la vederea la diferite distanțe. Prin urmare, insectele pot fi numite „extrem de miope”. Insectele se caracterizează printr-o relație invers proporțională între distanța până la obiectul în cauză și numărul de detalii perceptibile de ochiul lor: cu cât obiectul este mai aproape, cu atât văd mai multe detalii. Insectele sunt capabile să judece forma obiectelor, dar la distanțe scurte de ele, acest lucru necesită ca contururile obiectelor să se încadreze în câmpul vizual al ochiului compus.

Viziunea culorii insectelor poate fi dicromatică (furnici, gândaci de bronz) sau tricromatică (albine și unii fluturi). Cel puțin o specie de fluture are vedere tetracromatică. Există insecte care sunt capabile să distingă culorile doar cu o jumătate (superioară sau inferioară) a ochiului compus (libelula cu patru pete). Pentru unele insecte, partea vizibilă a spectrului este deplasată la lungimi de undă mai scurte. De exemplu, albinele și furnicile nu văd roșu (650-700 nm), dar disting o parte din spectrul ultraviolet (300-400 nm). Albinele și alte insecte polenizatoare pot vedea modele ultraviolete pe flori care sunt ascunse vederii umane. În mod similar, fluturii sunt capabili să distingă elementele de colorare a aripilor care sunt vizibile numai în radiațiile ultraviolete.

Percepția sunetelor transmise printr-un substrat solid este realizată la insecte de receptorii de vibrații localizați în tibiei picioarelor în apropierea articulației acestora cu coapsa. Multe insecte au sensibilitate crescută la scuturarea substratului pe care sunt amplasate. Percepția sunetelor prin aer sau apă este realizată de fonoreceptori. Dipterele percep sunete folosind organele Johnston. Cele mai complexe organe auditive ale insectelor sunt organele timpanice. Numărul de sensile incluse într-un organ timpanic variază de la 3 (unii fluturi) la 70 (lacuste) și chiar până la 1500 (în cicadele cântece). La lăcuste, greieri și greieri alunițe, organele timpanice sunt situate în tibia picioarelor din față, la lăcuste - pe părțile laterale ale primului segment abdominal. Organe auditive Cicadele cântece sunt situate la baza abdomenului, în vecinătatea aparatului de producere a sunetului. Organele auditive ale molilor sunt situate in ultimul segment toracic sau intr-unul din cele doua segmente abdominale anterioare si pot percepe ultrasunetele emise. lilieci. Albinele produc sunete prin vibrarea unei părți a toracelui prin contracții musculare frecvente. Sunetul este amplificat de plăcile aripilor. Spre deosebire de multe insecte, albinele sunt capabile să producă sunete de diferite tonuri și timbre, ceea ce le permite să transmită informații prin caracteristici diferite sunet.

Viziune

Insectele au un aparat olfactiv dezvoltat. Percepția mirosurilor se realizează datorită chemoreceptorilor - sensile olfactive situate pe antene și uneori pe anexele periorale. La nivelul chemoreceptorilor, separarea primară a stimulilor olfactivi are loc datorită prezenței a două tipuri de neuroni receptori. Neuronii generaliști recunosc o gamă foarte largă de compuși chimici, dar în același timp au o sensibilitate scăzută la mirosuri. Neuronii specialiști răspund doar la unul sau la câțiva compuși chimici înrudiți. Ele oferă percepție substanțe mirositoare, declanșând anumite reacții comportamentale (feromoni sexuali, atractanți și repellenți alimentari, dioxid de carbon). La viermii de mătase masculi, sensila olfactiva atinge o limită teoretic posibilă de sensibilitate: o singură moleculă de feromon feminin este suficientă pentru a excita un neuron specializat. În experimentele sale, J. A. Fabre a stabilit că masculii cu ochiul de păun pot detecta femelele prin feromoni la o distanță de până la 10 km.

Formular de chemoreceptori de contact sectiunea periferica analizor de gust de insecte și să le permită să evalueze adecvarea substratului pentru hrănire sau ovipunere. Acești receptori sunt localizați pe părțile bucale, vârfurile picioarelor, antene și ovipozitor. Majoritatea insectelor sunt capabile să recunoască soluțiile de săruri, glucoză, zaharoză și alți carbohidrați, precum și apă. Chemoreceptorii insectelor răspund rareori la substanțe artificiale care imită gustul dulce sau amar, spre deosebire de chemoreceptorii vertebrate. De exemplu, zaharina nu este percepută de insecte ca o substanță dulce.

În timpul evoluției vederii, unele animale dezvoltă dispozitive optice destul de complexe. Acestea, desigur, includ ochi compuși. S-au format la insecte și crustacee, unele artropode și nevertebrate. Cum diferă un ochi compus de un ochi simplu, care sunt principalele sale funcții? Vom vorbi despre asta în materialul nostru astăzi.

Ochi compuși

Acest sistem optic, raster, unde nu există o singură retină. Și toți receptorii sunt combinați în mici retenule (grupe), formând un strat convex care nu mai conține terminații nervoase. Astfel, ochiul este format din multe unități individuale - ommatidia, unite în sistem comun viziune.

Ochii compuși, inerenți acestora, diferă de cei binoculari (inerenți și oamenilor) prin definirea lor slabă a micilor detalii. Dar sunt capabili să distingă între fluctuațiile luminii (până la 300 Hz), în timp ce pentru oameni capabilitățile maxime sunt de 50 Hz. Și membrana acestui tip de ochi are o structură tubulară. Având în vedere acest lucru, ochii cu fațete nu au astfel de trăsături de refracție precum hipermetropia sau miopia; conceptul de acomodare nu le este aplicabil.

Unele caracteristici structurale și vizuale

La multe insecte, acestea ocupă cea mai mare parte a capului și sunt practic nemișcate. De exemplu, ochii compuși ai unei libelule constau din 30.000 de particule, formând o structură complexă. Fluturii au 17.000 de ommatidie, muștele au 4 mii, albinele au 5. Furnica lucrătoare are cel mai mic număr de particule - 100 de bucăți.

Binocular sau fațetă?

Primul tip de viziune vă permite să percepeți volumul obiectelor, micile detalii ale acestora, să estimați distanța până la obiecte și locația lor unul în raport cu celălalt. Cu toate acestea, oamenii sunt limitati la un unghi de 45 de grade. Dacă este nevoie de o analiză mai completă, globul ocular efectuează mișcare la nivel reflex (sau ne întoarcem capul în jurul axei). Ochii combinați sub formă de emisfere cu omatidie vă permit să vedeți realitatea înconjurătoare din toate părțile, fără a vă întoarce organele vizuale sau capul. Mai mult decât atât, imaginea pe care o transmite ochiul este foarte asemănătoare cu un mozaic: unul unitate structurală ochii percep un element separat și împreună sunt responsabili pentru recrearea imaginii complete.

Soiuri

Ommatidia au caracteristici anatomice, drept urmare proprietățile lor optice diferă (de exemplu, între diferite insecte). Oamenii de știință definesc trei tipuri de fațete:

Apropo, unele tipuri de insecte au tip mixt fațete organe ale vederii și multe, pe lângă cele pe care le luăm în considerare, au și ochi simpli. Deci, într-o muscă, de exemplu, pe părțile laterale ale capului există organe fațete pereche situate destul de dimensiuni mari. Și pe coroană există trei ochi simpli care îndeplinesc funcții auxiliare. Albina are aceeași organizare a organelor vizuale - adică doar cinci ochi!

La unele crustacee, ochii compuși par să stea pe tulpini mobile.

Și unii amfibieni și pești au, de asemenea, un ochi suplimentar (parietal), care distinge lumina, dar are viziune de obiect. Retina sa este formată numai din celule și receptori.

Evoluții științifice moderne

ÎN În ultima vreme Ochii compuși sunt un subiect de studiu și de încântare pentru oamenii de știință. La urma urmei, astfel de organe de vedere, datorită structurii lor originale, oferă baza pentru invenții și cercetări științifice în lumea opticii moderne. Principalele avantaje sunt o privire de ansamblu amplă asupra spațiului, dezvoltarea fațetelor artificiale, utilizate în principal în sisteme de supraveghere miniaturale, compacte, secrete.