Štruktúra očí u hmyzu. Ako vyzerá svet očami obyčajnej muchy? Zložené oči - čo je podstatou

Vráťme sa k biológii. ľudské oko nie je v žiadnom prípade jediným typom oka. Hoci oči takmer všetkých stavovcov sú podobné tým ľudským, u nižších živočíchov nájdeme mnoho iných typov očí. Nemáme čas o nich diskutovať. Ale medzi bezstavovcami (napríklad u hmyzu) existujú aj vysoko vyvinuté typy očí; Toto komplex, alebo fazetový, oči. (Väčšina hmyzu má okrem veľkých zložených očí aj jednoduché oči alebo ocelli.) Najdôkladnejšie sa skúmal zrak včely. Je ľahké študovať črty videnia včiel, pretože, ako viete, priťahuje ich med a môžeme robiť experimenty tak, že medom potrieme napríklad modrý alebo červený papier a budeme sledovať, ktoré z nich priťahujú včela. Touto metódou boli objavené veľmi zaujímavé črty včelieho videnia.

Po prvé, pri pokuse zistiť, ako jasne včela vidí rozdiel medzi dvoma kusmi „bieleho“ papiera, niektorí výskumníci zistili, že to nevidí veľmi dobre, iní, naopak, že to robí sakra dobre. Aj keď sa vzali dva takmer úplne rovnaké papieriky, včela ich stále rozlíšila. Jeden papierik bol napríklad vybielený zinkovou bielou a druhý olovom, a hoci oba vyzerali úplne rovnako, včela ich rozlíšila, pretože inak odrážajú ultrafialové svetlo. Zistilo sa teda, že oko včely je citlivé na kratšie vlnové dĺžky ako ľudské oko. Naše oči vidia v rozsahu od 7000 do 4000 Á, od červenej po fialovú a včely vidia až do 3000 Á, teda v ultrafialovej oblasti! A z toho vzniká množstvo veľmi zaujímavých efektov. Po prvé, včely rozlišujú medzi mnohými kvetmi, ktoré sa nám zdajú úplne rovnaké. Nie je nič prekvapujúce; pretože kvety vôbec nekvitnú preto, aby potešili naše oči. Slúžia ako návnada pre včely, akýsi signál, že je tu med. Každý vie, že existuje veľa "bielych" kvetov. Farba, ktorú my Zdá sa biele, zjavne včely nevidia, pretože sa ukázalo, že rôzne biele kvety sa neodrážajú ultrafialové lúče sú také plné, ako robia pravda Biele kvety. Nie všetko svetlo dopadajúce naň sa odráža od bieleho predmetu, ultrafialové lúče sa strácajú, a to je presne to isté, ako u nás strata modrej, t.j. získanie žltej. Takže všetky biele kvety sa včelám javia ako farebné. Vieme však aj to, že včely nevidia červenú. Môžeme teda predpokladať, že červené kvety sa včelám zdajú čierne? Nič také! Starostlivé štúdium červenej farby ukazuje, že po prvé, dokonca aj naše oči sú schopné rozlíšiť mierne modrastý odtieň v prevažnej väčšine červených farieb, spôsobený dodatočným odrazom väčšiny z nich modrej, ktorý je v oblasti viditeľnej pre včely. Okrem toho experimenty tiež ukazujú, že kvety sa líšia v schopnosti odrážať ultrafialové žiarenie rôzne časti okvetné lístky atď. Ak by sme teda mohli vidieť kvety tak, ako ich vidia včely, zistili by sme, že sú ešte krajšie a rozmanitejšie!

Zistilo sa však, že existujú také červené kvety, ktoré neodrážajú modré alebo ultrafialové lúče, tak musia zdaťčierne včely! To do určitej miery vysvetľuje zmätok tých ľudí, ktorých táto otázka veľmi znepokojuje: čierna farba sa napokon nezdá atraktívna a je ťažké ju odlíšiť od špinavého hustého tieňa. Takto to v skutočnosti dopadá: včely neprísť pre tieto kvety. Ale páčia sa im práve tie maličké kolibrík; Ukazuje sa, že tieto vtáky veľmi dobre vidia červenú!

Ďalšia zaujímavá stránka pohľadu na včelu. Pri pohľade na kúsok modrá obloha a bez toho, aby videla samotné slnko, včela zrejme stále dokáže určiť, kde je slnko. Pre nás to nie je také jednoduché. Pozrite sa z okna na oblohu. Vidíte, že je modrý. Akým smerom je teraz slnko? Včela to pozná, pretože je veľmi citlivá na smer. polarizované svetlo, ale svetlo odrazené od oblohy polarizované. O tom, ako sa to darí, sa stále diskutuje: buď preto, že rozptyl svetla je za rôznych okolností rôzny, alebo či sú oči včiel priamo citlivé na smer polarizovaného svetla. Najnovšie boli získané údaje o priamej citlivosti včelieho oka.

Hovorí sa tiež, že včela dokáže pri 1 sejbe rozlíšiť jednotlivé záblesky svetla s frekvenciou 200-krát, pričom my rozlišujeme len 20 zábleskov. V úli sa včely pohybujú veľmi rýchlo; pohybujú labkami, mávajú krídlami, ale naše oči majú sotva čas sledovať všetky tieto pohyby. Ak by sme dokázali rozlíšiť rýchlejšie blikanie, potom ďalšia vec. Pre včelu je zrejme veľmi dôležité, aby jej oči reagovali tak rýchlo.

Teraz si povedzme, čo je v skutočnosti zraková ostrosť včely? Včelie oko je zložité; pozostáva z obrovského množstva špeciálnych očí tzv ommatidia, ktoré sa nachádzajú na takmer guľovej ploche po stranách hlavy hmyzu.

Na obr. 36.7 znázorňuje ommatídium. Na jeho vrchole je priehľadná oblasť, akási „kryštalická šošovka“, ale v skutočnosti je to skôr filter, ktorý núti svetlo ísť pozdĺž úzkeho vlákna, kde sa zjavne absorbuje. Nervové vlákno sa odchyľuje od jeho druhého konca. Centrálne nervové vlákno má po stranách šesť buniek, z ktorých v skutočnosti odchádza. Pre naše účely je tento popis dostatočný; hlavná vec je, že bunka má kužeľovitý tvar a veľa takýchto buniek, ktoré susedia, tvorí povrch včelieho oka.

Pozrime sa teraz, aké je rozlíšenie takéhoto oka. Nakreslíme čiaru (obr. 36.8), schematicky znázorňujúcu ommatídium, na povrchu oka, ktoré budeme považovať za guľu s polomerom r . Teraz sa pokúsime vypočítaťšírka každého ommatídia, pre ktorú trochu napneme svoj bystrý rozum a predpokladajme, že príroda je taká bystrá ako my! Ak je ommatídium veľmi veľké, potom rozlíšenie nemôže byť veľké. Inými slovami, jedno ommatídium dostáva informácie o jednom smere, susedné ommatídium o inom a tak ďalej a predmety, ktoré spadnú do medzery, včela dostatočne dobre neuvidí. Neistota zrakovej ostrosti oka teda nepochybne súvisí s uhlovou veľkosťou konca ommatídia vzhľadom k stredu zakrivenia oka. (Oči sú v skutočnosti iba na povrchu hlavy.) Ale uhol medzi jedným ommatídiom a nasledujúcim je, samozrejme, priemerom ommatídia deleným polomerom zakrivenia povrchu oka:

F ig. 36.7. Štruktúra ommatídia.

Môžeme teda povedať: „Čím menšia hodnota , tým väčšia zraková ostrosť.

F ig. 36.8. Schéma distribúcie ommatídie na povrchu oka včely.

Ale prečo príroda nedala včelám veľmi, veľmi malé ommatídie? V odpovedi môžeme povedať nasledovné: fyziku už poznáme dosť dobre na to, aby sme pochopili, že pri pokuse prejsť svetlo cez úzku štrbinu nie je v dôsledku difrakcie možné dostatočne dobre vidieť daným smerom, pretože svetlo tam bude vnikať rôznych smerov, teda zo všetkých smerov vnútri uhla  d tak, že

(36.2)

Teraz je jasné, že ak je b príliš malé, každé ommatídium v ​​dôsledku difrakcie uvidí viac ako jedným smerom! Ak však hodnotu  urobíte príliš veľkou, aj keď sa budú všetci pozerať rovnakým smerom, bude ich príliš málo na to, aby ste získali dostatočne podrobný obraz. Preto musíme zvoliť takú vzdialenosť d, takže celkový účinok týchto dvoch mechanizmov je minimálny. Ak sčítame dva výrazy a nájdeme miesto, kde má súčet minimum, dostaneme

(36.3)

čo dáva vzdialenosť

(36.4)

Knihy uvádzajú priemer rovný 30 mk. Ako vidíte, dohoda je celkom dobrá! Je jasné, že práve tento mechanizmus určuje veľkosť oka včely a je celkom prístupný nášmu chápaniu. Ak teraz dosadíme výsledné číslo do (36.1), je ľahké určiť, aké je uhlové rozlíšenie oka včely. V porovnaní s ľudským okom je to veľmi zlé. Sme schopní vidieť veci, ktorých zdanlivá veľkosť je tridsaťkrát menšia, než vidí včela. V porovnaní s človekom je teda obraz včely skôr rozmazaný, neostrý.

F ig. 36.9. Optimálna veľkosť ommatidia, rovný m .

Napriek tomu, ako to je, a na viac jednoducho nemôže počítať. Prirodzene vyvstáva otázka: prečo by včela nemohla dostať oko ako my, so šošovkou a všetkým ostatným? Existuje na to niekoľko pomerne zaujímavých dôvodov. Po prvé, včela je príliš malá; ak by mala oko podobné ako naše, ale primerane zmenšené, potom by veľkosť zrenice bola asi 30 mk, a preto by bola difrakcia taká veľká, že by včela aj tak lepšie nevidela. Príliš veľa malé oko- Toto nie je dobré. Potom, ak urobíte oko veľké, ako hlava včely, zaberie celú hlavu. Veď hodnota zloženého oka spočíva v tom, že prakticky nezaberá miesto – len tenkú vrstvu na povrchu hlavy včely. Takže predtým, ako dáte radu včele, nezabudnite, že má svoje vlastné problémy!

Najkomplexnejšími zmyslovými orgánmi hmyzu sú orgány zraku. Posledne menované sú zastúpené formáciami niekoľkých typov, z ktorých najdôležitejšie sú zložené fazetované oči približne rovnakej štruktúry ako zložené oči kôrovcov.

Oči pozostávajú zo samostatných ommatídií (obr. 337), ktorých počet je určený najmä biologickými vlastnosťami hmyzu. Aktívni dravci a dobrí letci, vážky majú oči s až 28 000 fazetami. Zároveň mravce (neg. Hymenoptera), najmä pracujúce jedince druhov žijúcich pod zemou, majú oči pozostávajúce z 8 - 9 ommatídií.

Každé ommatídium predstavuje dokonalú fotooptickú senzilu (obr. 338). Pozostáva z optického aparátu vrátane rohovky, priehľadnej časti kutikuly nad ommatídiom a takzvaného kryštálového kužeľa. Spolu fungujú ako šošovka. Vnímací aparát ommatídia je reprezentovaný niekoľkými (4 - 12) receptorovými bunkami; ich špecializácia zašla veľmi ďaleko, o čom svedčí ich úplná strata bičíkových štruktúr. V skutočnosti citlivé časti buniek - rabdoméry - sú zhluky husto nahromadených mikroklkov, ktoré sa nachádzajú v strede ommatídia a tesne vedľa seba. Spolu tvoria fotosenzitívny prvok oči sú otrok.

Tieniace pigmentové bunky ležia pozdĺž okrajov ommatídia; posledne menované sa u denného a nočného hmyzu značne líšia. V prvom prípade je pigment v bunke nehybný a neustále oddeľuje susedné ommatídie, čím neumožňuje prechod svetelných lúčov z jedného oka do druhého. V druhom prípade je pigment schopný pohybovať sa v bunkách a hromadiť sa iba v ich hornej časti. V tomto prípade dopadajú lúče svetla na citlivé bunky nie jednej, ale niekoľkých susedných ommatídií, čo citeľne (takmer o dva rády) zvyšuje celkovú citlivosť oka. Prirodzene, tento druh adaptácie vznikol za súmraku a nočného hmyzu. Nervové zakončenia, ktoré tvoria zrakový nerv, odchádzajú z citlivých buniek ommatídia.

Mnoho hmyzu má okrem zložených očí aj jednoduché oči (obr. 339), ktorých stavba nezodpovedá stavbe jedného ommatídia. Refrakčný aparát je šošovkovitého tvaru, bezprostredne pod ním je vrstva citlivých buniek. Celé oko je pokryté plášťom pigmentových buniek. Optické vlastnosti jednoduchých očí sú také, že nedokážu vnímať obrazy predmetov.

Larvy hmyzu majú vo väčšine prípadov len jednoduché ocelli, ktoré sa však stavbou líšia od jednoduchých ocelli dospelých štádií. Medzi očami dospelých a lariev nie je žiadna kontinuita. Počas metamorfózy sú oči lariev úplne resorbované.

Zrakové schopnosti hmyzu sú dokonalé. Štrukturálne znaky zloženého oka však predurčujú špeciálny fyziologický mechanizmus videnia. Zvieratá so zloženými očami majú „mozaikové“ videnie. Malá veľkosť ommatídií a ich vzájomná izolácia vedie k tomu, že každá skupina citlivých buniek vníma len malý a relatívne úzky zväzok lúčov. Lúče dopadajúce pod významným uhlom sú absorbované skríningom pigmentových buniek a nedostanú sa k fotosenzitívnym prvkom ommatídie. Schematicky teda každá ommatídia dostáva obraz len jedného malého bodu objektu nachádzajúceho sa v zornom poli celého oka. Výsledkom je, že obraz sa skladá z toľkých svetelných bodov zodpovedajúcich rôznym častiam objektu, koľko faziet je kolmých na lúče z objektu. Celkový obraz je takpovediac skombinovaný z množstva malých čiastkových obrázkov ich aplikovaním jeden na druhý.

Vnímanie farby hmyzom sa vyznačuje aj určitou zvláštnosťou. zástupcovia vyššie skupiny Insecta má farebné videnie založené na vnímaní troch základných farieb, ktorých miešanie dáva všetku farebnú rozmanitosť sveta okolo nás. U hmyzu je však v porovnaní s človekom výrazný posun do krátkovlnovej časti spektra: vníma zeleno-žltú, modrú a ultrafialové lúče. Tí druhí sú pre nás neviditeľní. V dôsledku toho sa farebné vnímanie sveta hmyzom výrazne líši od nášho.

Funkcie jednoduchých očí dospelého hmyzu si stále vyžadujú serióznu štúdiu. Zrejme do istej miery „dopĺňajú“ zložené oči, ovplyvňujúc aktivitu správania sa hmyzu v rôznych svetelných podmienkach. Navyše sa ukázalo, že jednoduché ocelli spolu so zloženými očami sú schopné vnímať polarizované svetlo.

Už v ranom detstve sa mnohí z nás pýtali na hmyz také zdanlivo malicherné otázky, ako napríklad: koľko má očí obyčajná mucha prečo pavúk spriada sieť a osa môže uhryznúť.

Entomologická veda má odpovede na takmer všetky z nich, ale dnes sa obrátime na výskumníkov o prírode a správaní, aby sme sa vysporiadali s otázkou, čo je vizuálny systém tohto druhu.

V tomto článku si rozoberieme, ako vidí mucha a prečo je také ťažké tento otravný hmyz plácať plácačkou na muchy alebo ho chytiť dlaňou o stenu.

obyvateľ izby

Mucha domáca alebo mucha domáca patrí do čeľade skutočných múch. A hoci sa téma nášho prehľadu týka všetkých druhov bez výnimky, dovolíme si pre pohodlie zvážiť celú rodinu na príklade tohto veľmi známeho druhu domácich parazitov.

Bežná mucha domáca je veľmi nenápadný vonkajší hmyz. Má šedo-čierne sfarbenie tela, s niektorými náznakmi žltnutia v spodnej časti brucha. Dĺžka dospelého jedinca zriedka presahuje 1 cm Hmyz má dva páry krídel a zložené oči.

Zložené oči - aký to má zmysel?

Zrakový systém muchy pozostáva z dvoch veľké oči umiestnené pozdĺž okrajov hlavy. Každý z nich má komplexná štruktúra a pozostáva z mnohých malých šesťuholníkových faziet, odtiaľ názov tohto typu videnia ako fazeta.

Celkovo má oko muchy vo svojej štruktúre viac ako 3,5 tisíc týchto mikroskopických komponentov. A každý z nich je schopný zachytiť len malú časť celkového obrazu, pričom informácie o prijatom miniobrázku prenesie do mozgu, ktorý zhromažďuje všetky hádanky tohto obrázka.

Ak porovnáme fazetové videnie a binokulár, ktorý má človek napríklad rýchlo sa presvedčíte, že účel a vlastnosti každého sú diametrálne odlišné.

Vyspelejšie zvieratá majú tendenciu sústrediť svoj zrak na určitú úzku oblasť alebo na konkrétny objekt. Pre hmyz nie je dôležité ani tak vidieť konkrétny objekt, ako rýchlo sa orientovať v priestore a všimnúť si blížiace sa nebezpečenstvo.

Prečo je také ťažké ju chytiť?

Tohto škodcu je naozaj veľmi ťažké zaskočiť. Dôvodom nie je len zvýšená reakcia hmyzu v porovnaní s pomalý človek a schopnosť vzlietnuť takmer okamžite. Hlavne tak vysoký stupeň Reakcia je spôsobená včasným vnímaním zmien a pohybov mozgu tohto hmyzu v rámci okruhu jeho očí.

Vízia muchy jej umožňuje vidieť takmer 360 stupňov. Tento typ videnia sa nazýva aj panoramatický. To znamená, že každé oko poskytuje 180-stupňový pohľad. Tohto škodcu je takmer nemožné prekvapiť, aj keď sa k nemu priblížite zozadu. Oči tohto hmyzu vám umožňujú ovládať celý priestor okolo neho, čím poskytujú stopercentnú všestrannú vizuálnu obranu.

Je ešte nejaké zaujímavá vlastnosť vizuálne vnímanie muškou palety farieb. Koniec koncov, takmer všetky druhy inak vnímajú určité farby, ktoré sú našim očiam známe. Niektoré z nich hmyz vôbec nerozlišuje, iné vyzerajú inak, v iných farbách.

Mimochodom, okrem dvoch zložených očí má mucha ďalšie tri jednoduché oči. Sú umiestnené v intervale medzi fazetovými, na prednej časti hlavy. Na rozdiel od zložených očí tieto tri hmyz používa na rozpoznanie jedného alebo druhého objektu v tesnej blízkosti.

Na otázku, koľko očí má obyčajná mucha, teda môžeme teraz pokojne odpovedať - 5. Dve komplexné fazetové, rozdelené na tisíce ommatidií (faziet) a určené na čo najrozsiahlejšiu kontrolu zmien životné prostredie okolo neho a tri jednoduché oči, umožňujúce, ako sa hovorí, zaostriť.

Pohľad na svet

Už sme povedali, že muchy sú farboslepé a buď nerozlišujú všetky farby, alebo vidia nám známe predmety v iných farebných odtieňoch. Tento druh je tiež schopný rozlíšiť ultrafialové žiarenie.

Treba tiež povedať, že napriek všetkej jedinečnosti ich vízie títo škodcovia prakticky nevidia v tme. V noci mucha spí, pretože jej oči nedovoľujú tomuto hmyzu obchodovať v tme.

A predsa majú títo škodcovia tendenciu dobre vnímať len menšie a pohybujúce sa predmety. Hmyz nerozlišuje medzi takými veľkými predmetmi, ako je napríklad človek. Pre muchu to nie je nič iné ako ďalšia časť interiéru prostredia.

Ale priblíženie ruky k hmyzu je dokonale zachytené jeho očami a okamžite dáva potrebný signál mozgu. Rovnako ako každé iné rýchlo sa blížiace nebezpečenstvo, ani títo nezbedníci to nebudú mať ťažké vďaka sofistikovanému a spoľahlivému systému sledovania, ktorý im príroda poskytla.

Záver

A tak sme analyzovali, ako vyzerá svet očami muchy. Teraz vieme, že títo všadeprítomní škodcovia, ako každý hmyz, majú úžasnú zrakový prístroj, čo im umožní nestratiť ostražitosť a cez deň stopercentne dodržať všestrannú pozorovaciu obranu.

Pohľad na muchu obyčajnú pripomína zložitý sledovací systém vrátane tisícok mini-sledovacích kamier, z ktorých každá poskytuje hmyzu včasné informácie o tom, čo sa deje v bezprostrednom dosahu.

Hmyz ako iné mnohobunkové organizmov, majú mnoho rôznych receptorov alebo senzil, ktoré sú citlivé na určité podnety. Receptory hmyzu sú veľmi rôznorodé. Hmyz má mechanoreceptory ( sluchové receptory, proprioreceptory), fotoreceptory, termoreceptory, chemoreceptory. S ich pomocou hmyz zachytáva energiu žiarenia vo forme tepla a svetla, vrátane mechanických vibrácií veľký rozsah zvuky, mechanický tlak, gravitácia, koncentrácia vodnej pary vo vzduchu a prchavé látky, ako aj mnoho ďalších faktorov. Hmyz má vysoko vyvinutý čuch a chuť. Mechanoreceptory sú trichoidné senzily, ktoré vnímajú hmatové podnety. Niektoré senzily dokážu rozpoznať najmenšie výkyvy vo vzduchu okolo hmyzu, iné signalizujú polohu častí tela voči sebe. Vzduchové receptory vnímajú rýchlosť a smer prúdenia vzduchu v blízkosti hmyzu a regulujú rýchlosť letu.

Vízia

Vízia hrá veľkú úlohu v živote väčšiny hmyzu. Majú tri typy orgánov videnia - zložené oči, bočné (stemmy) a dorzálne (ocelli) oči. Denné a lietajúce formy majú zvyčajne 2 zložené oči a 3 ocele. Stonky sa nachádzajú v larvách hmyzu s úplnou metamorfózou. Sú umiestnené po stranách hlavy v množstve 1-30 na každej strane. Dorzálne ocelli (ocelli) sa nachádzajú spolu so zloženými očami a fungujú ako ďalšie orgány videnia. Océlie sa vyskytujú u dospelých jedincov väčšiny hmyzu (neprítomné u mnohých motýľov a dvojkrídlovcov, u robotníc a slepých foriem) au niektorých lariev (kamenáčiky, podenky, vážky). Spravidla sú prítomné iba v dobre lietajúcom hmyze. Vo fronto-parietálnej oblasti hlavy sú zvyčajne 3 dorzálne oceľli umiestnené vo forme trojuholníka. Ich hlavnou funkciou je pravdepodobne vyhodnocovanie osvetlenia a jeho zmien. Predpokladá sa, že sa podieľajú aj na vizuálnej orientácii hmyzu a fototaxických reakciách.

Vlastnosti videnia hmyzu sú spôsobené fazetovaná štruktúra oči, ktoré pozostávajú z veľkého počtu ommatídií. Najväčšie číslo ommatídia sa našli u motýľov (12-17 tisíc) a vážok (10-28 tisíc). Svetlocitlivou jednotkou ommatídia je sietnicová (zraková) bunka. Fotorecepcia hmyzu je založená na premene zrakového pigmentu rodopsínu vplyvom svetelného kvanta na izomér metarhodopsínu. Jeho spätná obnova to umožňuje viacnásobné opakovanie elementárne vizuálne akty. Zvyčajne sa vo fotoreceptoroch nachádzajú 2-3 vizuálne pigmenty, ktoré sa líšia svojou spektrálnou citlivosťou. Súbor údajov vizuálnych pigmentov tiež určuje vlastnosti farebné videnie hmyzu. Vizuálne obrazy v zložených očiach sú tvorené z mnohých bodových obrazov vytvorených jednotlivými ommatídiami. Zložené oči nemajú schopnosť akomodácie a nedokážu sa prispôsobiť videniu na rôzne vzdialenosti. Preto sa hmyz môže nazývať "extrémne krátkozraký". Hmyz sa vyznačuje nepriamo úmerným vzťahom medzi vzdialenosťou k predmetu a počtom detailov rozlíšiteľných okom: čím bližšie je predmet, tým viac detailov vidí. Hmyz je schopný vyhodnotiť tvar predmetov, no na krátke vzdialenosti od nich si to vyžaduje, aby obrysy predmetov zapadali do zorného poľa zloženého oka.

Farebné videnie hmyzu môže byť dichromatické (mravce, bronzové chrobáky) alebo trichromatické (včely a niektoré motýle). Aspoň jeden druh motýľa má tetrachromatické videnie. Existuje hmyz, ktorý dokáže rozlíšiť farby iba jednou (hornou alebo dolnou) polovicou zloženého oka (vážka štvorbodková). U niektorých druhov hmyzu je viditeľná časť spektra posunutá na stranu s krátkou vlnovou dĺžkou. Napríklad včely a mravce nevidia červenú (650-700 nm), ale rozlišujú časť ultrafialového spektra (300-400 nm). Včely a iný opeľujúci hmyz môžu vidieť ultrafialové vzory na kvetoch, ktoré sú skryté pred ľudským zrakom. Podobne sú motýle schopné rozlíšiť prvky farby krídel, viditeľné iba v ultrafialovom žiarení.

Vnímanie zvukov prenášaných cez pevný substrát sa u hmyzu uskutočňuje pomocou vibroreceptorov umiestnených na holeniach nôh v blízkosti ich kĺbového spojenia so stehnom. Mnoho hmyzu má vysoká citlivosť k traseniu substrátu, na ktorom sa nachádzajú. Vnímanie zvukov vzduchom alebo vodou sa uskutočňuje pomocou fonoreceptorov. Diptera vníma zvuky pomocou Johnstonových orgánov. Najzložitejšie sluchové orgány hmyzu sú tympanické orgány. Počet senzíl v jednom bubienkovom orgáne sa pohybuje od 3 (niektoré motýle) do 70 (kobylky) a dokonca až do 1500 (v cikádach spevných). U kobyliek, cvrčkov a krtkov sú bubienkové orgány umiestnené v holeniach predkolenia, u akridoidov po stranách prvého brušného segmentu. sluchové orgány piesňové cikády sa nachádzajú na spodnej časti brucha v blízkosti zvukotvorného aparátu. Sluchové orgány molí sa nachádzajú v poslednom hrudnom segmente alebo v jednom z dvoch predných brušných segmentov a môžu vnímať ultrazvuky vyžarované netopiere. Včely medonosné vydávajú zvuky tým, že spôsobujú vibrácie časti hrudníka častými svalovými kontrakciami. Zvuk je zosilnený krídlovými doskami. Na rozdiel od mnohých druhov hmyzu sú včely schopné vydávať zvuky rôznych tónov a farieb, čo im umožňuje prenášať informácie rozdielne vlastnosti zvuk.

Vízia

Hmyz má vysoko vyvinutý čuchový aparát. Vnímanie pachov sa uskutočňuje pomocou chemoreceptorov - čuchových senzilov umiestnených na anténach a niekedy aj na periorálnych príveskoch. Na úrovni chemoreceptorov dochádza k primárnej separácii čuchových podnetov v dôsledku prítomnosti dvoch typov receptorových neurónov. Generalistické neuróny rozpoznávajú veľmi široký súbor chemické zlúčeniny, ale zároveň majú nízku citlivosť na pachy. Špecializované neuróny reagujú iba na jednu alebo niekoľko príbuzných chemických zlúčenín. Poskytujú vnímanie pachové látky spúšťanie určitých behaviorálnych reakcií (sexuálne feromóny, potravinové atraktanty a repelenty, oxid uhličitý). U samcov priadky morušovej dosahuje čuchová senzilla teoreticky možnú hranicu citlivosti: iba jedna molekula samičieho feromónu stačí na excitáciu špecializovaného neurónu. J. A. Fabre vo svojich pokusoch zistil, že samčeky hruškovice dokážu odhaliť samice pomocou feromónov na vzdialenosť až 10 km.

Vznikajú kontaktné chemoreceptory periférne oddelenie chuťový analyzátor hmyzu a umožniť im posúdiť vhodnosť substrátu na potravu alebo kladenie vajíčok. Tieto receptory sa nachádzajú na ústnych partiách, špičkách nôh, anténach a vajcovodoch. Väčšina hmyzu je schopná rozpoznať roztoky solí, glukózy, sacharózy a iných uhľohydrátov, ako aj vodu. Chemoreceptory hmyzu zriedka reagujú na umelé látky, ktoré napodobňujú sladkú alebo horkú chuť, na rozdiel od chemoreceptorov stavovcov. Napríklad sacharín nie je hmyzom vnímaný ako sladká látka.

V procese vývoja videnia niektoré zvieratá vyvíjajú pomerne zložité optické zariadenia. Medzi ne, samozrejme, patria aj zložené oči. Tvorili sa u hmyzu a kôrovcov, niektorých článkonožcov a bezstavovcov. Aký je rozdiel medzi zloženým okom a jednoduchým okom, aké sú jeho hlavné funkcie? Budeme o tom hovoriť v našom dnešnom materiáli.

Fazetované oči

Toto optický systém, raster, kde nie je jediná sietnica. A všetky receptory sú spojené do malých retinul (skupín), ktoré tvoria konvexnú vrstvu, ktorá už neobsahuje nervových zakončení. Oko teda pozostáva z mnohých samostatných jednotiek – ommatídií, spojených do spoločný systém vízie.

Oči sú zložené, inherentné a líšia sa od binokulárnych (vlastných aj ľuďom) zlým rozlíšením malých detailov. Sú však schopné rozlíšiť svetelné vibrácie (do 300 Hz), pričom pre človeka sú limitujúce možnosti 50 Hz. A membrána tohto typu oka má rúrkovú štruktúru. Vzhľadom na to zložené oči nemajú také refrakčné znaky ako ďalekozrakosť alebo krátkozrakosť, koncept akomodácie sa na ne nevzťahuje.

Niektoré vlastnosti štruktúry a vízie

V mnohých hmyzoch zaberajú väčšinu hlavy a sú prakticky nehybné. Napríklad fazetové oči vážky pozostávajú z 30 000 častíc, ktoré tvoria komplexnú štruktúru. Motýle majú 17 000 ommatídií, mucha 4 000 a včela 5. Najmenší počet častíc u mravca robotnice je 100 kusov.

Ďalekohľad alebo fazeta?

Prvý typ videnia vám umožňuje vnímať objem objektov, ich malé detaily, odhadnúť vzdialenosti objektov a ich umiestnenie vo vzťahu k sebe navzájom. Človek je však obmedzený uhlom 45 stupňov. Ak je potrebná komplexnejšia kontrola, očná buľva vykonáva pohyb na úrovni reflexu (alebo otáčame hlavu okolo osi). Zložené oči vo forme hemisfér s ommatídiou vám umožňujú vidieť okolitú realitu zo všetkých strán bez otáčania orgánov zraku alebo hlavy. Navyše, obraz, ktorý oko prenáša, je v tomto prípade veľmi podobný mozaike: jeden konštrukčná jednotka oči vnímajú samostatný prvok a spoločne sú zodpovedné za vytvorenie úplného obrazu.

Odrody

Ommatidia majú anatomické vlastnosti, v dôsledku čoho sa ich optické vlastnosti líšia (napríklad u rôzneho hmyzu). Vedci definujú tri typy aspektov:

Mimochodom, niektoré druhy hmyzu majú zmiešaný typ fazetové orgány zraku a mnohé, okrem nami zvažovaných, majú aj jednoduché oči. Napríklad v muche sú po stranách hlavy celkom spárované fazetové orgány veľké veľkosti. A na temene hlavy sú tri jednoduché oči, ktoré vykonávajú pomocné funkcie. Včela má rovnakú organizáciu orgánov zraku – teda iba päť očí!

U niektorých kôrovcov sedia zložené oči na pohyblivých výrastkoch - stopkách.

A niektoré obojživelníky a ryby majú aj prídavné (parietálne) oko, ktoré rozlišuje svetlo, ale má objektové videnie. Jeho sietnica pozostáva len z buniek a receptorov.

Moderný vedecký vývoj

IN V poslednej dobe zložené oči sú predmetom skúmania a potešenia vedcov. Koniec koncov, takéto orgány videnia vďaka svojej pôvodnej štruktúre vedú k vedeckým vynálezom a výskumu vo svete modernej optiky. Hlavnými výhodami sú široký rozhľad do vesmíru, vývoj umelých faziet, využívaných hlavne v miniatúrnych, kompaktných, tajných sledovacích systémoch.