Structura ochilor la insecte. Cum arată lumea prin ochii unei muște obișnuite? Ochi compuși - care este esența

Să revenim la biologie. ochiul uman nu este în niciun caz 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, la insecte) există și tipuri de ochi foarte dezvoltate; aceasta este complex, sau cu fațete, ochi. (Majoritatea insectelor, pe lângă ochii compuși mari, au și ochi simpli, sau ocelli.) Vederea albinei a fost studiată cu cea mai mare atenție. Este ușor să studiem trăsăturile viziunii albinelor, pentru că, după cum știți, acestea sunt atrase de miere și putem face experimente untând hârtie albastră sau roșie cu miere, de exemplu, și observând care dintre ele va atrage albina. Prin această metodă au fost descoperite trăsături foarte interesante ale vederii albinei.

În primul rând, când încearcă să stabilească cât de clar vede albina diferența dintre două bucăți de hârtie „albă”, unii cercetători au descoperit că nu o vede foarte bine, în timp ce alții, dimpotrivă, 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 cealaltă cu plumb și, deși ambele arătau exact la fel, albina le-a distins, deoarece reflectă diferit lumina ultravioletă. Astfel, s-a descoperit că ochiul albinei este sensibil la lungimi de undă mai scurte decât ochiul uman. Ochii noștri văd în intervalul de la 7000 la 4000 Å, de la roșu la violet, iar 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 între multe flori care ni se par exact la fel. Nu este nimic surprinzător; pentru că florile nu înfloresc deloc pentru a ne bucura 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 alb, aparent, albinele nu văd, pentru că s-a dovedit că diferitele flori albe nu se reflectă ultraviolet razele sunt la fel de pline pe cât fac Adevărat Flori albe. Nu toată lumina care cade pe ea este reflectată de la un obiect alb, razele ultraviolete se pierd, iar acest lucru este exact la fel ca și pentru noi pierderea de albastru, adică dobândirea de galben. Deci, toate florile albe par colorate albinelor. Totuși, știm și că albinele nu văd roșu. Deci, putem presupune că florile roșii par negre pentru albine? Nimic de genul asta! Un studiu atent al culorilor roșii arată că, în primul rând, chiar și ochii noștri sunt capabili să distingă o ușoară nuanță albăstruie în marea majoritate a culorilor roșii, cauzată de reflexia suplimentară a celor mai multe dintre ele albastru, care se află în zona vizibilă de albine. În plus, experimentele arată că florile diferă prin capacitatea lor de a reflecta ultravioletele diverse părți petale etc. Deci, dacă am putea vedea florile așa cum le văd albinele, le-am găsi și mai frumoase și mai diverse!

Cu toate acestea, s-a constatat că există astfel de flori roșii care nu reflecta razele albastre sau ultraviolete, așa că trebuie pare albine negre! Acest lucru, într-o oarecare măsură, explică nedumerirea acelor oameni care sunt foarte preocupați de această problemă: la urma urmei, culoarea neagră nu pare atrăgătoare și este dificil să o deosebești de o umbră groasă și murdară. Așa se dovedește de fapt: albine nu ajunge pentru aceste flori. Dar le plac la fel de mici pasărea Colibri; Se pare că aceste păsări pot vedea foarte bine roșul!

O altă latură interesantă a vederii albinei. Privind o bucată cer albastruși fără să vadă soarele însuși, se pare că albina încă poate determina unde se află soarele. Pentru noi nu este atât de ușor. Privește pe fereastră la cer. Vezi că este albastru. În ce direcție este soarele acum? Albina poate spune acest lucru deoarece este foarte sensibilă la direcție. polarizat lumină, dar lumina reflectată din cer polarizat. Cum reușește este încă dezbătut: fie pentru că împrăștierea luminii este diferită în diferite circumstanțe, fie dacă ochii albinei sunt direct sensibili la direcția luminii polarizate. Cel mai recent, s-au obținut date despre sensibilitatea directă a ochiului albinei.

Se mai spune că albina 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 abia au timp să urmărească toate aceste mișcări. Acum, dacă am putea distinge pâlpâirea mai rapidă, atunci 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. 36.7 arată un omatidiu. În vârful ei se află o zonă transparentă, un fel de „cristalină”, dar în realitate este mai mult ca un filtru, forțând lumina să treacă de-a lungul unei fibre înguste, unde, aparent, este absorbită. O fibră nervoasă se îndepărtează de la celălalt capăt. Fibra nervoasă centrală are șase celule pe laterale, din care, de fapt, pleacă. Pentru scopurile noastre, această descriere este 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 o vom considera o sferă cu raza r . Vom încerca acum calculati lățimea fiecărui ommatidium, pentru care ne vom încorda puțin mintea iute și vom presupune că natura este la fel de iute ca și noi! Dacă omatidiul este foarte mare, atunci rezoluția nu poate fi mare. Cu alte cuvinte, un ommatidium primește informații despre o direcție, ommatidiumul vecin despre alta și așa mai departe, iar obiectele care cad în gol, albina nu va putea vedea suficient de bine. 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 doar pe suprafața capului.) Dar unghiul de la un ommatidium la altul este, desigur, diametrul ommatidium 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. Schema de distribuție a ommatidiilor pe suprafața ochiului unei albine.

Dar de ce 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 se încearcă trecerea luminii printr-o fantă îngustă, din cauza difracției, este imposibil să se vadă suficient de bine într-o direcție dată, deoarece lumina va intra acolo din direcții diferite, adică din toate direcțiile din interiorul unghiului  d astfel încât

(36.2)

Acum este clar că dacă b este luat prea mic, fiecare omatidiu, din cauza difracției, va vedea în mai multe direcții! Dar dacă faceți valoarea lui  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 o astfel de distanță d, astfel încât efectul total al acestor două mecanisme să fie minim. Dacă adăugăm două expresii și găsim locul în care suma are un minim, obținem

(36.3)

ceea ce dă distanța

(36.4)

Cărțile indică un diametru egal cu 30 mk. După cum puteți vedea, acordul este destul de bun! Este clar că acest mecanism este cel care determină dimensiunea ochiului albinei și este destul de accesibil înțelegerii noastre. Înlocuind acum numărul rezultat din (36.1), este ușor de determinat care este rezoluția unghiulară a ochiului albinei. Se dovedește a fi foarte rău în comparație cu ochiul uman. Suntem capabili să vedem lucruri care par a fi de treizeci de ori mai mici decât vede o albină. Deci, în comparație cu o persoană, imaginea unei albine este destul de neclară, nefocalizată.

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

Cu toate acestea, așa este, și pur și simplu nu poate conta pe mai mult. Se pune firesc întrebarea: de ce nu ar trebui o albină să aibă un ochi ca al nostru, cu lentilă și toate celelalte? Există mai multe motive destul de interesante pentru aceasta. În primul rând, albina este prea mică; dacă ar avea un ochi asemănător cu al nostru, dar redus în mod corespunzător, 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- nu e foarte bine. Apoi, dacă faci ochiul mare, ca capul unei albine, atunci ar ocupa tot capul. La urma urmei, valoarea ochiului 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 aceasta 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 ochii compuși cu fațete de aproximativ aceeași structură ca și ochii compuși ai crustaceelor.

Ochii constau din ommatidi separate (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 (neg. 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 de percepție al ommatidiumului 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 de fapt sensibile ale celulelor - rabdomerii - sunt grupuri de microvilozități dens împachetate, situate în centrul ommatidiumului și apropiate unele de altele. Împreună se formează element fotosensibil ochii sunt sclavi.

Celulele pigmentare de ecranare se află de-a lungul marginilor ommatidiumului; acestea din urmă sunt destul de semnificativ diferite la insectele diurne și nocturne. În primul caz, pigmentul din celulă este imobil și separă constant ommatidia vecină, nepermițând razelor de lumină să treacă 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 cad asupra celulelor sensibile nu a uneia, ci a mai multor ommatidii învecinate, 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 pleacă de la celulele sensibile ale ommatidiumului.

Pe lângă ochii compuși, multe insecte au și ochi simpli (Fig. 339), a căror structură nu corespunde structurii unui ommatidium. Aparatul de refracție are formă lenticulară, imediat sub acesta se află un strat de celule sensibile. Întregul ochi este acoperit cu o teacă 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, totuși, diferă ca structură de ocelele simple ale stadiilor adulte. Nu există continuitate între ochii 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 prin screeningul celulelor pigmentare 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 urmare, imaginea este alcătuită din tot atâtea puncte de lumină corespunzătoare diferitelor părți ale obiectului cu câte fațete sunt perpendiculare pe razele din obiect. Imaginea de ansamblu este combinată, parcă, dintr-o multitudine de imagini parțiale mici prin aplicarea lor una la alta.

Percepția culorii de către insecte se distinge și printr-o anumită particularitate. 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 lungime de undă scurtă 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 diferă mult de a noastră.

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

Chiar și în copilăria timpurie, mulți dintre noi am pus întrebări atât de aparent banale despre insecte, cum ar fi: câți ochi are musca comuna de ce un păianjen învârte o pânză, iar o viespe poate mușca.

Știința entomologiei are răspunsuri la aproape oricare dintre ele, dar astăzi vom apela la cunoștințele cercetătorilor naturii și comportamentului pentru a aborda întrebarea ce este sistemul vizual de acest fel.

În acest articol, vom analiza cum vede o muscă și de ce este atât de greu să pălmuiești această insectă enervantă cu un zgâietor de muște sau să o prinzi cu palma de perete.

rezident în cameră

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

Musca comună este o insectă externă foarte neremarcabilă. Are o colorație cenușiu-neagră a corpului, cu unele note de galben în partea inferioară a abdomenului. Lungimea unui adult depășește rar 1 cm.Insecta are două perechi de aripi și ochi compuși.

Ochi compuși - ce rost are?

Sistemul vizual al muștei este format din două ochi mari situat de-a lungul marginilor capului. Fiecare dintre ei are structura complexași constă din multe fațete hexagonale mici, de unde și numele acestui tip de viziune ca fațetă.

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

Dacă comparăm vedere fațetatăși binocular, pe care o persoană îl are, de exemplu, vă puteți asigura 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 Reacția se datorează percepției în timp util a creierului acestei insecte a schimbărilor și mișcărilor în raza de vizualizare a ochilor săi.

Vederea muștei 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. Acest dăunător este aproape imposibil de luat prin surprindere, chiar dacă îl abordezi 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 printr-o paletă de culori. La urma urmei, aproape toate speciile percep diferit anumite culori care sunt familiare ochilor noștri. Unele dintre ele insecte nu se disting deloc, altele le par diferit, în alte culori.

Apropo, pe lângă doi ochi compuși, musca mai are trei ochi simpli. Sunt situate în intervalul dintre cele fațetate, pe partea frontală a capului. Spre deosebire de ochii compuși, acești trei sunt folosiți de insecte pentru a recunoaște unul sau altul obiect în imediata apropiere.

Astfel, la întrebarea câți ochi are o muscă obișnuită, putem răspunde acum în siguranță - 5. Două fațete complexe, împărțite în mii de omatidii (fațete) și concepute pentru cel mai amplu control asupra schimbărilor. mediu inconjuratorîn jurul lui și trei ochi simpli, permițând, după cum se spune, să se concentreze.

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. De asemenea, această specie este capabilă să distingă ultravioletele.

De asemenea, trebuie spus că, pentru toată unicitatea viziunii lor, acești dăunători practic nu văd în întuneric. Noaptea, musca doarme, deoarece ochii ei nu permit acestei insecte să facă comerț în întuneric.

Și totuși acești dăunători tind să perceapă bine doar obiectele mai mici și în mișcare. O insectă nu face distincție între obiecte atât de mari ca o persoană, de exemplu. Pentru o muscă, aceasta nu este altceva decât o altă parte a interiorului mediului.

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

Concluzie

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

Vederea muștei comune 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 sensila, care sunt 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, vibrații mecanice, inclusiv 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 foarte dezvoltat. Mecanoreceptorii sunt sensile tricoide care percep stimulii tactili. Unele sensile pot detecta cele mai mici fluctuații ale aerului din jurul insectei, în timp ce altele semnalează poziția părților corpului unele față de altele. Receptorii de aer percep viteza și direcția curenților de aer din vecinătatea insectei și reglează viteza de zbor.

Viziune

Vederea joacă un rol important în viața majorității insectelor. Au trei tipuri de organe de vedere - ochi compuși, ochi laterali (stemmas) și ochi dorsali (ocelli). Formele de zi și de zbor au de obicei 2 ochi compusiși 3 oceli. Stemma se găsește în larvele de insecte cu metamorfoză completă. Ele sunt situate pe părțile laterale ale capului în cantitate de 1-30 pe fiecare parte. Ocelli dorsali (ocelli) se găsesc împreună cu ochii compuși și funcționează ca organe suplimentare de vedere. Ocellia se remarcă la adulții majorității insectelor (absente la mulți fluturi și diptere, la furnicile lucrătoare și la formele oarbe) și la unele larve (muștele de piatră, efei, libelule). De regulă, ele sunt prezente numai la insectele care zboară bine. De obicei sunt 3 ocelli dorsali situati sub forma unui triunghi in regiunea fronto-parietala a capului. Funcția lor principală este probabil de a evalua iluminarea și modificările acesteia. Se presupune că participă și la orientarea vizuală a insectelor și la reacțiile de fototaxis.

Caracteristicile vederii insectelor sunt datorate 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 sensibilă la lumină a ommatidiumului este celula (vizuală) a retinei. Fotorecepția insectelor se bazează pe transformarea pigmentului vizual rodopsina sub influența unui cuantum de lumină în izomerul metarhodopsinei. Recuperarea sa inversă face posibilă repetare multiplă acte vizuale elementare. De obicei, în fotoreceptori se găsesc 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 miop”. Insectele se caracterizează printr-o relație invers proporțională între distanța până la obiectul luat în considerare și numărul de detalii care se disting prin ochi: cu cât obiectul este mai aproape, cu atât văd mai multe detalii. Insectele sunt capabile să evalueze forma obiectelor, dar la distanțe scurte de ele, acest lucru necesită ca contururile obiectelor să se încadreze în câmpul vizual al ochiului compus.

Viziunea cromatică a insectelor poate fi bicromatică (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 pe partea cu lungime de undă scurtă. 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 elemente de culoarea aripilor, vizibile numai în radiațiile ultraviolete.

Percepția sunetelor transmise printr-un substrat solid este realizată la insecte de către vibroreceptori 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 cu ajutorul organelor Johnston. Cele mai complexe organe auditive ale insectelor sunt organele timpanice. Numărul de sensile dintr-un organ timpan variază de la 3 (unii fluturi) la 70 (lacuste) și chiar până la 1500 (în cicadele cântece). La lăcuste, greieri și alunițe, organele timpanului sunt situate în tibiele picioarelor anterioare, în acridoide, pe părțile laterale ale primului segment abdominal. organele 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 de lilieci. Albinele produc sunete determinând o parte a toracelui să vibreze prin contracții musculare frecvente. Sunetul este amplificat de plăcile aripilor. Spre deosebire de multe insecte, albinele sunt capabile să emită sunete de diferite tonuri și timbre, ceea ce le permite să transmită informații prin caracteristici diferite sunet.

Viziune

Insectele au un aparat olfactiv foarte 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 un set foarte larg 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 declanșarea anumitor reacții comportamentale (feromoni sexuali, atractanți și repellenți alimentari, dioxid de carbon). La viermii de mătase masculi, sensila olfactivă atinge o limită de sensibilitate teoretic posibilă: o singură moleculă a feromonului feminin este suficientă pentru a excita un neuron specializat. În experimentele sale, J. A. Fabre a stabilit că masculii din ochiul de pară pot detecta femelele prin feromoni la o distanță de până la 10 km.

Formular de chemoreceptori de contact departamentul periferic analizor de gust al insectelor și să le permită să evalueze adecvarea substratului pentru hrană 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 procesul de evoluție a 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. Care este diferența dintre un ochi compus și unul simplu, care sunt principalele sale funcții? Vom vorbi despre asta în materialul nostru de astăzi.

Ochi fațetați

aceasta 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 separate - ommatidia, combinate în sistem comun viziune.

Ochii sunt compuși, inerenți și diferă de binoculari (inerenti și la oameni) prin definirea slabă a detaliilor mici. Dar sunt capabili să distingă vibrațiile ușoare (până la 300 Hz), în timp ce pentru o persoană capacitățile de limitare sunt 50 Hz. Și membrana acestui tip de ochi are o structură tubulară. Având în vedere acest lucru, ochii compuși nu au caracteristici de refracție precum hipermetropia sau miopia; conceptul de acomodare nu le este aplicabil.

Câteva caracteristici ale structurii și viziunii

La multe insecte, acestea ocupă cea mai mare parte a capului și sunt practic nemișcate. De exemplu, ochii fațetați ai unei libelule sunt formați din 30.000 de particule, formând o structură complexă. Fluturii au 17.000 de ommatidii, o muscă are 4.000, iar o albină are 5. Cel mai mic număr de particule dintr-o furnică lucrătoare este de 100 de bucăți.

Binocular sau fațetat?

Primul tip de viziune vă permite să percepeți volumul obiectelor, micile detalii ale acestora, să estimați distanțele până la obiecte și locația lor unul în raport cu celălalt. Cu toate acestea, o persoană este limitată la un unghi de 45 de grade. Dacă este necesară o analiză mai completă, globul ocular efectuează mișcare la nivel reflex (sau ne întoarcem capul în jurul axei). Ochii compuși sub formă de emisfere cu ommatidie vă permit să vedeți realitatea înconjurătoare din toate părțile, fără a întoarce organele vederii sau capul. Mai mult, imaginea pe care o transmite în acest caz 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, la diferite insecte). Oamenii de știință definesc trei tipuri de fațete:

Apropo, unele tipuri de insecte au tip mixt organe ale vederii fațetate și multe, pe lângă cele considerate de noi, au și ochi simpli. Deci, într-o muscă, de exemplu, pe părțile laterale ale capului sunt destul de pereche organe fațete dimensiuni mari. Și în partea de sus a capului sunt trei ochi simpli care îndeplinesc funcții auxiliare. Albina are aceeași organizare a organelor vederii - adică doar cinci ochi!

La unele crustacee, ochii compuși, parcă, stau 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

LA timpuri recente ochii compuși sunt subiectul studiului și al încântării oamenilor de știință. La urma urmei, astfel de organe de vedere, datorită structurii lor originale, dau naștere invențiilor și cercetărilor științifice în lumea opticii moderne. Principalele avantaje sunt o vedere largă a spațiului, dezvoltarea fațetelor artificiale, utilizate în principal în sisteme de supraveghere miniaturale, compacte, secrete.