Fazetové oči hmyzu sa skladajú z jednotlivých očí. Štruktúra a fyziológia hmyzu

Ako vidí hmyz?

Mucha sa prudko vyhne predmetu, ktorý na ňu letí, motýľ si vyberie určitý kvet a húsenica sa plazí smerom k samému vysoký strom. Hmyz, podobne ako ľudia, má tiež zrakové orgány, no vidí a vníma svet zvláštnym spôsobom. Svojím výnimočným zrakom, pre človeka nedostupným. Niektorý hmyz dokáže určiť iba svetlo a tmu, zatiaľ čo iní sa dobre orientujú v odtieňoch. Ako teda hmyz vidí svet?

Spôsoby, ako vidieť svet hmyzom

Ich schopnosť vidieť sa delí na tri spôsoby.

Celý povrch tela

Zaujímavá vlastnosť, v ktorom nie je nutné mať oči. Ale jeho veľkou nevýhodou je, že hmyz dokáže rozlíšiť iba svetlo od tmy. Nevidí žiadne predmety ani kvety. Ako to funguje? Svetlo prechádza cez kutikulu vonkajšia vrstva kožou a preniká až k hlave hmyzu. Tam dôjde k reakcii v mozgových bunkách a hmyz pochopí, že naň dopadá svetlo. Takéto zariadenie nie je dostupné pre každého, ale je veľmi užitočné pre hmyz, ktorý žije v podzemí, napríklad dážďovky alebo slepé jaskynné chrobáky. Tento typ videnia sa vyskytuje u švábov, vošiek a húseníc.

Súvisiace materiály:

Na čo slúži peľ?

S jednoduchými očami

Hmyz s jednoduchými očami má viac šťastia. Dokážu nielen určiť tmu od svetla, ale aj rozlišovať medzi jednotlivými predmetmi a dokonca aj ich tvar. Takéto oči sa najčastejšie nachádzajú v larvách hmyzu. Napríklad larvy komárov majú namiesto očí oči. tmavé škvrny ktoré zachytávajú svetlo. Ale húsenice majú päť až šesť očí na každej strane hlavy. Vďaka tomu sa dobre orientuje vo formách. Vertikálne objekty však vidí oveľa lepšie ako horizontálne. Ak si má napríklad vybrať strom, radšej sa priplazí k vyššiemu ako k širšiemu.

Zložené alebo zložené oči

Takéto oči sa najčastejšie vyskytujú u dospelého hmyzu. Môžete ich okamžite identifikovať - ​​zvyčajne sa nachádzajú po stranách hlavy. Zložené oči sú oveľa zložitejšie a rozmanitejšie ako všetky ostatné. Dokážu rozoznať tvary predmetov a identifikovať farby. Niektorý hmyz vidí dobre cez deň, iný dobre v noci. Zaujímavosťou týchto očí je, že nevidia celý obraz ako celok, ale len kúsky. A už v mozgu hmyz skladá puzzle z prijatých obrázkov, aby videl úplný obrázok. Ako sa muche podarí počas letu spojiť všetky kúsky úlomku? Prekvapivo, práve za letu vidí lepšie ako v pokoji. A pre miesto pristátia je pravdepodobnejšie, že akýkoľvek hmyz si vyberie niečo, čo sa pohybuje alebo kýva.

Otázka „Koľko očí má obyčajná mucha Nie je také jednoduché, ako sa zdá veľké oči umiestnené po stranách hlavy je možné vidieť voľným okom. Ale v skutočnosti je štruktúra zrakových orgánov muchy oveľa zložitejšia.

Ak sa pozriete na zväčšený pohľad na oči muchy, môžete vidieť, že sú podobné včelím plástom a pozostávajú z mnohých jednotlivých segmentov. Každá časť má tvar šesťuholníka s pravidelnými hranami. Odtiaľ pochádza názov pre túto štruktúru oka – fazeta ("fazeta" v preklade z francúzštiny znamená "hrana"). Mnoho článkonožcov sa môže pochváliť zložitými fazetovými očami a mucha zďaleka nedrží rekord v počte faziet: má len 4 000 faziet, zatiaľ čo vážky asi 30 000.

Bunky, ktoré vidíme, sa nazývajú ommatídia. Ommatidia majú tvar kužeľa, ktorého úzky koniec siaha hlboko do oka. Kužeľ sa skladá z bunky, ktorá vníma svetlo a šošovky chránenej priehľadnou rohovkou. Všetky ommatídie sú tesne pritlačené k sebe a spojené rohovkou. Každý z nich vidí „svoj“ fragment obrazu a mozog tieto drobné obrázky spája do jedného celku.

Usporiadanie veľkých zložených očí je rozdielne u samíc a samcov. U mužov sú oči posadené blízko seba, zatiaľ čo u žien sú od seba viac vzdialené, pretože majú čelo. Ak sa pozriete na muchu pod mikroskopom, potom v strede hlavy nad fazetovými orgánmi videnia môžete vidieť tri malé bodky usporiadané do trojuholníka. V skutočnosti sú tieto body jednoduché oči.

Celkovo má mucha jeden pár zložených očí a tri jednoduché - celkom päť. Prečo sa príroda vybrala takou náročnou cestou? Faktom je, že fazetové videnie vytvorený tak, aby primárne pokryl čo najväčší priestor pohľadom a zachytil pohyb. Takéto oči vykonávajú základné funkcie. S jednoduchými očami bola mucha „poskytnutá“ na meranie úrovne osvetlenia. Zložené oči sú hlavným orgánom videnia a jednoduché oči sú sekundárnym orgánom. Ak by mucha nemala jednoduché oči, bola by pomalšia a mohla by lietať len pri jasnom svetle a bez zložených očí by oslepla.

Ako mucha vidí svet okolo seba?

Veľké vypuklé oči umožňujú muche vidieť všetko okolo nej, to znamená, že uhol pohľadu je 360 ​​stupňov. Toto je dvakrát také široké ako ľudské. Nehybné oči hmyzu sa súčasne pozerajú do všetkých štyroch strán. Ale zraková ostrosť muchy je takmer 100-krát nižšia ako u človeka!

Keďže každá ommatídia je nezávislá bunka, obrázok sa ukáže ako sieť, pozostávajúca z tisícok jednotlivých malých obrázkov, ktoré sa navzájom dopĺňajú. Preto je svet pre muchu zloženým puzzle pozostávajúcim z niekoľkých tisíc kusov, a to dosť vágnym. Hmyz vidí viac-menej jasne len na vzdialenosť 40 - 70 centimetrov.

Mucha je schopná rozlíšiť farby a dokonca aj neviditeľná ľudskému oku polarizované svetlo a ultrafialové žiarenie. Oko muchy vníma najmenšie zmeny v jase svetla. Je schopná vidieť slnko skryté hustými mrakmi. Ale v tme muchy vidia zle a vedú prevažne denný životný štýl.

Ďalšou zaujímavou schopnosťou muchy je jej rýchla reakcia na pohyb. Mucha vníma pohybujúci sa objekt 10-krát rýchlejšie ako človek. Ľahko „vypočíta“ rýchlosť objektu. Táto schopnosť je životne dôležitá na určenie vzdialenosti od zdroja nebezpečenstva a dosahuje sa „prenosom“ obrazu z jednej bunky – ommatídie – do druhej. Leteckí inžinieri využili túto vlastnosť mušieho videnia a vyvinuli zariadenie na výpočet rýchlosti lietajúceho lietadla, pričom opakovali štruktúru jeho oka.

Vďaka takémuto rýchlemu vnímaniu žijú muchy v porovnaní s nami v pomalšej realite. Pohyb, ktorý trvá sekundu, z ľudského hľadiska vníma mucha ako desaťsekundovú akciu. Ľudia sa im určite zdajú byť veľmi pomalé stvorenia. Mozog hmyzu pracuje rýchlosťou superpočítača, prijíma obraz, analyzuje ho a vysiela príslušné príkazy do tela v tisícinách sekundy. Preto nie je vždy možné udrieť muchu.

Správna odpoveď na otázku „Koľko očí má obyčajná mucha? číslo bude päť. Hlavné sú párový orgán v muche, ako u mnohých živých bytostí. Prečo príroda vytvorila práve tri jednoduché oči- zostáva záhadou.

Orgány videnia sú vyvinuté u väčšiny hmyzu. Dosahuje sa najväčší rozvoj zložené alebo zložené oči . Počet vizuálnych prvkov - ommatídia, čiže faziet, v oku muchy domácej dosahuje 4 000, u vážok dokonca 28 000. Ommatídia pozostáva z priehľadnej šošovky alebo rohovky vo forme bikonvexnej šošovky a pod ňou ležiacej priehľadnej krištáľový kužeľ. Spolu tvoria optický systém. Pod kužeľom je sietnica, ktorá vníma svetelné lúče. Bunky sietnice spojené nervové vlákna s optickými lalokmi mozgu. Každé ommatídium je obklopené pigmentovými bunkami.

V závislosti od vnímania svetla rôzna intenzita Existujú apozičné a superpozičné typy očí. Prvý typ štruktúry oka je charakteristický pre denný hmyz, druhý - nočný.

IN apozičné oko každá ommatídia je vo svojej hornej časti izolovaná pigmentom zo susedných ommatídií. Každá štrukturálna jednotka oka teda funguje oddelene od všetkých ostatných, pričom vníma len „svoju“ časť vonkajšieho priestoru. Celkový obraz sa tvorí v mozgu hmyzu ako z mnohých kúskov mozaiky.

IN superpozičné oko Ommatídie sú len čiastočne, aj keď po celej dĺžke, chránené pred bočnými lúčmi: sú polopriepustné. Na jednej strane to hmyzu pri intenzívnom svetle prekáža, na druhej strane to pomáha lepšie vidieť v šere.

Ocelli (chrbtové jednoduché oči)- sú to malé orgány zraku, ktoré sú prítomné u niektorých dospelých a zvyčajne sa nachádzajú na temene hlavy. Zvyčajne sú prezentované vo výške troch, pričom jedna leží mierne vpredu a ďalšie dve - za a na prednej strane. Neobsahujú ommatidium a štruktúra jednoduchých ocelli je výrazne zjednodušená. Vonku je rohovka pozostávajúca z rohovkových buniek, hlbšie je svetloprijímajúci aparát tvorený sietnicovými (citlivými) bunkami a ešte nižšie sú pigmentové bunky, ktoré prechádzajú do vlákien zrakového nervu.

Zo všetkých typov hmyzích očí majú jednoduché ocelli najslabšiu schopnosť vidieť. Podľa niektorých správ vôbec nevystupujú vizuálna funkcia a sú zodpovedné len za zlepšenie funkcie zložených očí. Dokazuje to najmä skutočnosť, že hmyz v neprítomnosti zložitých očí prakticky nemá jednoduché oči. Okrem toho, keď sú zložené oči premaľované, hmyz sa prestane orientovať v priestore, aj keď má dobre definované jednoduché oči.

Stonky alebo bočné jednoduché oči– prítomný v larvách hmyzu s úplnou metamorfózou. Počas štádia kukly sa „morfujú“. zložené oči. Vykonávajú vizuálnu funkciu, ale vzhľadom na ich zjednodušenú štruktúru vidia pomerne zle. Na zlepšenie videnia sú oči lariev často prítomné v niekoľkých kusoch. U lariev piliarky sú podobné chrbtovým a u húseníc motýľa pripomínajú ommatídiu zloženého oka. Húsenice vnímajú tvar predmetov a rozlišujú drobné detaily na ich povrchu.

ukázať všetko

Odrody štruktúry orgánov zraku

U hmyzu môžu byť oči prezentované v troch odrodách:

• (fazetované);
• (chrbtová, ocelli);
• larva (bočná, larva). (foto)

Oni majú odlišná štruktúra a nerovnaká schopnosť vidieť.

Zložené oči sa nachádzajú u väčšiny hmyzu a čím sú tieto oči vyvinutejšie, tým lepšie sú zvyčajne vyvinuté ich zrakové orgány. nazývaný aj fazetový, lebo oni vonkajší povrch Predstavuje ho súbor šošoviek umiestnených vedľa seba - fazety.

Ommatidium

Ommatidium

A (vľavo) - apozičné ommatidium,

B (vpravo) - superpozícia ommatidium

1 - axóny zrakových buniek, 2 - bunky sietnice,

3 - rohovka, 4 - kryštalický kužeľ,

5 - pigmentové bunky, 6 - svetlovod, 7 - rabdom

Zložené oko pozostáva z rôznych, obyčajne veľká kvantita individuálne štruktúrne jednotky- ommatídia. zahŕňajú množstvo štruktúr, ktoré zabezpečujú vedenie, lom svetla (fazeta, bunky rohovky, kryštalický kužeľ) a vnímanie vizuálnych signálov (bunky sietnice, rabdom, nervové bunky). Každý má navyše pigmentové izolačné zariadenie, vďaka ktorému je úplne alebo čiastočne chránený pred bočnými lúčmi.

Schéma štruktúry jednoduchého oka

Zo všetkých typov očí má hmyz najslabšiu schopnosť vidieť. Podľa niektorých správ vôbec nevykonávajú vizuálnu funkciu a sú zodpovedné len za zlepšenie funkcie zložených očí. Dokazuje to najmä skutočnosť, že v hmyze prakticky neexistujú jednoduché bez zložitých. Okrem toho, keď sú zložené oči premaľované, hmyz sa prestane orientovať v priestore, aj keď má dobre definované oči.

Vlastnosti videnia hmyzu

Venuje sa štúdiu videnia hmyzu veľké množstvo vedeckých prác. Vďaka takémuto záujmu zo strany špecialistov sú teraz mnohé črty očí hmyzu Insecta spoľahlivo objasnené. Štruktúra zrakových orgánov u týchto organizmov je však taká rôznorodá, že kvalita videnia, vnímanie farieb a objemu, rozlišovanie medzi pohyblivými a nehybnými predmetmi, rozpoznávanie známych vizuálnych obrazov a ďalšie vlastnosti videnia sa výrazne líšia. rôzne skupiny hmyzu Môžu to ovplyvniť tieto faktory: v zloženom oku - štruktúra ommatídií a ich počet, konvexnosť, umiestnenie a tvar očí; v jednoduchých očiach a - ich počet a jemné štrukturálne znaky, ktoré môžu byť reprezentované značnou rozmanitosťou možností. Vízia včiel bola doteraz najlepšie preskúmaná.

Pohyb objektu zohráva určitú úlohu pri vnímaní tvaru. Hmyz skôr pristane na kvetoch, ktoré sa hojdajú vo vetre, ako na nehybných. vážky sa ponáhľajú za premiestňovanou korisťou a samce motýľov reagujú na lietajúce samice a majú problém vidieť tie sediace. Je to pravdepodobne spôsobené určitou frekvenciou podráždenia ommatídie očí pri pohybe, blikaní a blikaní.

Rozoznávanie známych predmetov

Hmyz rozpoznáva známe predmety nielen podľa farby a tvaru, ale aj podľa usporiadania predmetov okolo nich, takže myšlienku výnimočnej primitívnosti ich videnia nemožno nazvať pravdivou. Napríklad piesková osa nájde vchod do nory, vedená predmetmi, ktoré sa nachádzajú okolo nej (tráva, kamene). Ak sa odstránia alebo sa zmení ich umiestnenie, môže to zmiasť hmyz.

vnímanie vzdialenosti

Táto vlastnosť je najlepšie študovaná na príklade vážok, zemných chrobákov a iného dravého hmyzu.

Schopnosť určiť vzdialenosť je spôsobená prítomnosťou vyššieho hmyzu binokulárne videnie, teda dve oči, ktorých zorné polia sa čiastočne pretínajú. Štrukturálne vlastnosti očí určujú, aká veľká je pozorovacia vzdialenosť konkrétneho hmyzu. Napríklad skokanské chrobáky reagujú na korisť a vrhnú sa na ňu, keď sú vo vzdialenosti 15 cm od objektu.

Ľahký pohyb kompasu

Mnoho hmyzu sa pohybuje tak, že si neustále udržiava rovnaký uhol dopadu svetla na sietnicu. teda slnečné lúče sú akýmsi kompasom, podľa ktorého sa hmyz orientuje. Rovnakým princípom sa mory pohybujú v smere umelých svetelných zdrojov.

Muchy aj včely majú päť očí. Tri jednoduché oči sú umiestnené v hornej časti hlavy (dalo by sa povedať, že na temene) a dve zložité alebo fazetové oči sú umiestnené po stranách hlavy. Zložené oči múch, včiel (ale aj motýľov, vážok a niektorého iného hmyzu) sú predmetom nadšeného štúdia vedcov. Faktom je, že tieto orgány videnia sú usporiadané veľmi zaujímavým spôsobom. Skladajú sa z tisícok jednotlivých šesťuholníkov, alebo, inými slovami, vedecký jazyk, fazety. Každá z faziet je miniatúrne kukátko, ktoré poskytuje obraz samostatnej časti objektu. Zložené oči muchy domácej majú približne 4 000 faziet, včela robotnica- 5 000, pre dron - 8 000, pre motýľa - až 17 000, pre vážku - až 30 000. Ukazuje sa, že oči hmyzu posielajú do mozgu niekoľko tisíc obrázkov jednotlivých častí objektu, ktoré, hoci splývajú do obrazu objektu ako celku, no celý tento objekt vyzerá ako z mozaiky.

Prečo sú potrebné zložené oči? Predpokladá sa, že s ich pomocou sa hmyz orientuje v lete. Zatiaľ čo jednoduché oči sú navrhnuté tak, aby sa pozerali na objekty, ktoré sú v blízkosti. Ak sa teda včele odstránia alebo zakryjú zložené oči, správa sa, ako keby bola slepá. Ak sú jednoduché oči zapečatené, potom sa zdá, že hmyz má pomalú reakciu.

1,2 -Fazetové (zložené) oči včely alebo muchy
3 -tri jednoduché oči včely alebo muchy

Päť očí umožňuje hmyzu pokryť 360 stupňov, teda vidieť všetko, čo sa deje vpredu, z oboch strán aj zozadu. Možno preto je také ťažké priblížiť sa k muche nepozorovane. A ak si uvedomíte, že zložené oči vidia pohybujúci sa objekt oveľa lepšie ako nehybný, potom sa človek môže len čudovať, ako sa človeku niekedy podarí tresnúť muchu novinami!

Schopnosť hmyzu so zloženými očami rozpoznať aj ten najmenší pohyb sa odráža v nasledujúcom príklade: ak si včely a muchy sadnú s ľuďmi, aby pozerali film, bude sa im zdať, že dvojnohí diváci sa dlho pozerajú na jeden záber. predtým, než sa presuniete na ďalšie. Aby hmyz mohol sledovať film (a nie jednotlivé snímky, ako je fotografia), film projektora sa musí otáčať 10-krát rýchlejšie.

Oplatí sa závidieť očiam hmyzu? Pravdepodobne nie. Napríklad oči muchy vidia veľa, ale nie sú schopné pozerať sa zblízka. Preto jedlo (napríklad kvapku džemu) objavujú tak, že sa plazia po stole a doslova doň narážajú. A včely, kvôli zvláštnostiam ich videnia, nerozlišujú červenú farbu - pre nich je čierna, šedá alebo modrá.