لماذا الحشرات لها عيون مستديرة كما ترى الحشرات؟ كاميرا بانورامية “عين الذبابة”.

كل واحد منا حاول مرة واحدة على الأقل التخلص من ذبابة مزعجة عن طريق الركض خلفها مع مفرقعة نارية في يده، يعرف جيدًا أن هذه المهمة ليست سهلة دائمًا، وفي بعض الأحيان تكون مستحيلة تمامًا. رد فعل المستأجر الصغير ذو اللون الرمادي والأسود كان صحيحًا تمامًا. النقطة المهمة هي أنك لست منافسًا لها. لماذا؟ اقرأ المقال الذي سنخبرك فيه بكل شيء عن الآفات المجنحة.

بأي طريقة تتفوق علينا هذه الذبابة:

• في سرعة الحركة (أكثر من عشرين كيلومترا في الساعة)،
• القدرة على متابعة تحركاتها السريعة.

كيف يرى الذباب

نحن، ممثلو الجنس البشري، الذين نعتبر أنفسنا مثاليين للغاية وقادرين على كل شيء، لدينا فقط رؤية مجهرمما يسمح لك بالتركيز على كائن محددأو في منطقة ضيقة معينة أمامنا، ولا نستطيع بأي حال من الأحوال رؤية ما يحدث خلفنا، لكن بالنسبة للذبابة فإن هذا لا يشكل مشكلة، حيث أن رؤيتها بانورامية، فهي ترى الفضاء بأكمله بزاوية 360 درجة ( كل عين قادرة على توفير رؤية 180 درجة).

بالإضافة إلى ذلك، هذه الحشرات ليست فقط بفضل الهيكل التشريحييمكن لأجهزتهم البصرية أن ترى في اتجاهات مختلفة في وقت واحد، لكنهم قادرون أيضًا على مسح المساحة المحيطة بهم بشكل هادف. و يتم توفير كل هذاتقع على الجانبين ولها عينان محدبتان كبيرتان تبرزان بشكل واضح على رأس الحشرة. يحدد مجال الرؤية الضخم هذا "البصيرة" الخاصة لهذه الحشرات. بالإضافة إلى ذلك، فإنهم يحتاجون إلى وقت أقل بكثير للتعرف على الأشياء مما نحتاجه نحن البشر. كما أن حدة بصرهم أكبر بثلاث مرات من حدة نظرنا البشرية.

هيكل العيون المركبة

إذا فحصت عين الذبابة تحت المجهر، يمكنك أن ترى أنها مكونة، مثل الفسيفساء، من العديد من المقاطع الصغيرة - الأوجه - وحدات هيكلية سداسية الشكل، تشبه إلى حد كبير قرص العسل. مثل هذه العين وفقا لذلك يسمى الوجه، والأوجه نفسها تسمى أيضًا ommatidia. ويوجد حوالي أربعة آلاف وجه من هذا القبيل في عين الذبابة. إنهم جميعًا يعطون صورتهم (جزء صغير من الكل)، ويشكل دماغ الذبابة منهم الصورة العامة، كما هو الحال في اللغز.

بانورامي، رؤية وجهيةوالمجهر، الذي يميز الناس، لهما أغراض متعارضة تمامًا. لتتمكن الحشرات من التنقل بسرعة وأكثر إشعار باقتراب الخطر، ولكن أيضًا أن يكون لديك الوقت لتجنب ذلك، من المهم عدم رؤية كائن معين جيدًا وواضحًا، ولكن بشكل أساسي، إدراك الحركات والتغيرات في الفضاء في الوقت المناسب.

هناك ميزة أخرى مثيرة للاهتمام الإدراك البصريذبابة العالم المحيط، لمس لوحة الألوان. بعضها مألوف جدًا لأعيننا، ولا يمكن تمييزه عن طريق الحشرات على الإطلاق، والبعض الآخر يبدو مختلفًا بالنسبة لهم عننا، بألوان مختلفة. أما بالنسبة لتلوين المساحة المحيطة - يفرق الذبابليس فقط الألوان الأساسية السبعة، ولكن أيضًا ظلالها الدقيقة، لأن عيونهم لا تستطيع رؤية الضوء المرئي فحسب، بل أيضًا الأشعة فوق البنفسجية، والتي لا يُسمح للناس برؤيتها، للأسف. اتضح أنه في الإدراك البصري للذباب العالمأكثر وردية من الناس.

تجدر الإشارة أيضًا إلى أنه على الرغم من أن لديهم مزايا معينة في النظام البصري، إلا أن ممثلي العالم ذو الأرجل الستة (نعم، لديهم 3 أزواج من الأرجل) لا يمكنهم الرؤية في الظلام. ينامون في الليل لأن أعينهم لا تسمح لهم بالتنقل الوقت المظلمأيام.

وهذه المخلوقات الصغيرة والذكية لا تلاحظ إلا الأجسام الصغيرة والمتحركة. لا ترى الحشرة مثل هذا الجسم الكبير، على سبيل المثال، مثل الشخص. و هنا يقترب من يد الإنسانترى عيون الذبابة بشكل مثالي وتنقل الإشارة اللازمة إلى الدماغ على الفور. كما أنه لن يكون من الصعب عليهم رؤية أي خطر آخر يقترب بسرعة، وذلك بفضل البنية المعقدة والموثوقة للعيون، والتي تسمح للحشرة برؤية الفضاء في جميع الاتجاهات في نفس الوقت - اليمين، اليسار، الأعلى، الخلف وإلى الأمام والرد وفقًا لذلك، لإنقاذ نفسه، وهذا هو سبب صعوبة الضربات العنيفة.

تسمح جوانب عديدة للذبابة بمتابعة الأجسام المتحركة بسرعة كبيرة وبوضوح الصورة العالي. للمقارنة، إذا كانت رؤية الشخصيمكنها إدراك 16 إطارًا في الثانية، بينما الذبابة لديها 250-300 إطارًا في الثانية. هذه الخاصية ضرورية للذباب، كما سبق وصفه، لاكتشاف الحركات من الجانب، وكذلك لتوجيههم في الفضاء أثناء الطيران السريع.

عدد العيون في الذبابة

بالمناسبة، بالإضافة إلى عينين مركبتين كبيرتين، يوجد في الذبابة ثلاث عيون بسيطة أخرى على الجزء الأماميالرؤوس في الفترة الفاصلة بين الجوانب. وعلى النقيض من تلك المعقدة، فإن هذه الثلاثة ضرورية لرؤية الأشياء من مسافة قريبة، لأن العين المعقدة في هذه الحالة عديمة الفائدة.

وهكذا، بالنسبة للسؤال عن عدد عيون الذبابة المنزلية، يمكننا الآن الإجابة بدقة على أن هناك خمسة عيون:

• ذو وجهين (معقد)، يتكون من آلاف الأوماتيديا وضروري للحصول على معلومات حول الأحداث المتغيرة بسرعة في الفضاء،
• وثلاثة عيون بسيطة، مما يسمح بتوجيه الحدة.

توجد العيون المركبة في الذباب على جانبي الرأس، وفي الإناث يتوسع موقع أعضاء الرؤية إلى حد ما (مفصولة بجبهة واسعة)، بينما تكون العيون عند الذكور أقرب قليلاً إلى بعضها البعض.

وإذا فحصنا عين الحشرة تحت عدسة مكبرة قوية، فسنرى أنها تتكون من شبكة صغيرة مستديرة. ويبدو أن ذلك يعود إلى أن عين الحشرة تتكون من العديد من العيون الصغيرة لغة علميةتسمى "الأوجه". نحاول اليوم أن نفهم لماذا تمتلك الحشرات عيونًا مستديرة، وكيف ترى الحشرات الأشياء من حولها؟ هذه غالبا ما تثير اهتمام الطفل، ولكن؟

ملامح هيكل أجهزة الرؤية

تنقسم عيون الحشرات إلى ثلاثة أنواع:

1. معقدة (الأوجه) ؛
2. بسيط؛
3. يرقات.

هيكل هذه العيون مختلف، والحشرات ليست قادرة على الرؤية بها بنفس القدر.

البنية المعقدة للعيون هي السائدة الحد الأقصى للكميةتعتمد الحشرات على تطور الكائن الحي نفسه. تتكون هذه العيون من عدة أفراد العناصر الهيكلية– أوماتيديا.

ينتقل الضوء وينكسر من خلالها، ويتم إدراك الإشارات البصرية. تتميز كل أوماتيديا فردية بوجود جهاز عزل الصباغ، الذي يحمي كليًا أو جزئيًا من دخول الضوء الجانبي.

تنقسم الأوماتيديا إلى نوعين رئيسيين، مما يؤثر على السمات الهيكلية للعيون.

1. قامت عين appapation بعزل ommatidia. كل واحد منهم قادر على العمل بشكل فردي عن الآخرين، والرؤية فقط جزء معينالفضاء المحيط. وتتشكل الصورة في دماغ الحشرة مثل فسيفساء صغيرة.
2. في المجموعة الثانية - التراكب، ommatidia، وإن كان جزئيا، محمية من الأشعة الجانبية. وهذا يجعل من الصعب إلى حد ما على الحشرات الرؤية عند شدة الضوء، ولكنه يحسن الرؤية عند الغسق.

تشمل العيون البسيطة أعضاء الرؤية الموجودة في بعض الحشرات والتي عادة ما تكون موجودة في أعلى الرأس.

تم تبسيط بنية هذه العيون بشكل كبير، فهي ترى أضعف من غيرها. ويعتقد أن مثل هذه العيون خالية تماما من القدرة البصرية، وهي مسؤولة فقط عن تحسين وظائف العيون المركبة.

وإذا قمت بالطلاء على جوانب الحشرة، فلن تتمكن من التنقل في الفضاء، حتى لو كانت لها عيون محددة جيدًا ذات بنية بسيطة.

عيون اليرقات هي أعضاء الرؤية التي تمتلكها يرقات الحشرات والتي لديها القدرة على التحول بالكامل إلى عيون مركبة. هيكلها مبسط إلى حد ما، مما لا يسمح للحشرة برؤية جيدة.

السمات المميزة لرؤية الحشرات

تمت دراسة رؤية الحشرات لفترة طويلة. بفضل الاهتمام المتزايد من المتخصصين العلميين، كان من الممكن معرفة الكثير السمات المميزةالمتعلقة بأداء العين.

وعلى أية حال، المبنى الأعضاء البصريةتختلف جودة إدراك الصورة واللون والحجم والحركة مجموعات مختلفةالحشرات مختلفة. ويتأثر هذا بعدة عوامل:

• العين المركبة مختلفة الهيكل الهيكليالعمدة والعدد، التحدب، الموقع والشكل؛
• تختلف العيون والجذع البسيطة من حيث العدد ودقة البنية كمية كبيرةخيارات.

عيون الحشرة بأعداد مختلفة من الأوماتيديا:

• النملة لها 6000 وجه
• الذبابة عندها 4000
• الخنافس لديها 9000
• الفراشات لديها 17000
• والعين الأكثر تعقيدًا في اليعسوب لها 28.000-30.000 وجهًا.

ترى الحشرات بشكل مختلف: يتم تقليل طيف الضوء المرئي على الجانب الأيسر ويزداد على الجانب الأيمن.

في اليعسوب، فقط الجوانب السفلية هي التي تميز الألوان، والجوانب العلوية هي التي تميز الشكل. عيون اليعسوب تحتل معظمالرأس، فيستطيع اليعسوب أن يرى ويشعر بما يحدث خلف ظهره. لا يرى اليعسوب الجسم، ولكنه يشعر بحرارته ويراه في نطاق الأشعة تحت الحمراء.

الحشرات قادرة على التمييز بين الأشكال، ولكن هذا لا يحدث بنفس الطريقة كما هو الحال في البشر. سوف تتجاهل الفراشات والنحل الدائرة أو البيضاوية، ولكنها ستنجذب إلى البنية الشعاعية التي تذكرنا بتويج الزهرة. إن الكائن الذي يتميز بتعقيد شكله ولعب الظلال سوف يجذب الانتباه بسرعة أكبر. ومن المثير للاهتمام أيضًا أن النحل يحب الأشياء الصغيرة الحجم.
يشار إلى أن الحشرات قادرة على "التعرف" على الأشياء حتى من خلال موقعها.

حتى في مرحلة الطفولة البعيدة، كان الكثير منا يطرح أسئلة تبدو تافهة حول الحشرات، مثل: كم عدد عيونها؟ ذبابة مشتركةلماذا ينسج العنكبوت شبكة الإنترنت ويمكن أن يعض الدبور.

إن علم الحشرات لديه إجابات على أي منها تقريبًا، لكننا اليوم سنستعين بمعرفة الباحثين في الطبيعة والسلوك لفهم سؤال ما هو؟ البصريةمن هذا النوع.

في هذه المقالة سوف نقوم بتحليل كيفية رؤية الذبابة ولماذا يصعب ضرب هذه الحشرة المزعجة بمضرب الذباب أو الإمساك بها براحة يدك على الحائط.

ساكن الغرفة

تنتمي الذبابة المنزلية أو الذبابة المنزلية إلى عائلة الذباب الحقيقي. وعلى الرغم من أن موضوع مراجعتنا يتعلق بجميع الأنواع دون استثناء، فمن أجل الراحة، سنسمح لأنفسنا بالنظر في العائلة بأكملها باستخدام مثال هذه الأنواع المألوفة جدًا من الطفيليات المنزلية.

الذبابة المنزلية الشائعة هي حشرة عادية جدًا في المظهر. لون جسمه رمادي-أسود، مع بعض اللمسات الصفراء في أسفل البطن. طول بالغونادرا ما يتجاوز 1 سم، وللحشرة زوجين من الأجنحة و عيون مركبة.

عيون مركبة - ما هي الفائدة؟

يتضمن النظام البصري للذبابة نظامين عيون كبيرةتقع على حواف الرأس. ولكل منها بنية معقدة وتتكون من العديد من الأوجه الصغيرة السداسية، ومن هنا جاء اسم هذا النوع من الرؤية بالأوجه.

في المجموع، تحتوي عين الذبابة في بنيتها على أكثر من 3.5 ألف من هذه المكونات المجهرية. وكل واحد منهم قادر على التقاط جزء صغير فقط من الصورة الإجمالية، ونقل المعلومات حول الصورة المصغرة الناتجة إلى الدماغ، الذي يجمع كل ألغاز هذه الصورة معًا.

إذا قارنت الرؤية الوجهية والرؤية الثنائية، التي يتمتع بها الشخص، على سبيل المثال، يمكنك أن ترى بسرعة أن غرض وخصائص كل منهما متعارضة تمامًا.

تميل الحيوانات الأكثر تطوراً إلى تركيز رؤيتها على منطقة ضيقة معينة أو على جسم معين. بالنسبة للحشرات، من المهم عدم رؤية كائن معين بقدر ما هو التنقل بسرعة في الفضاء وملاحظة اقتراب الخطر.

لماذا يصعب الإمساك بها؟

من الصعب جدًا أن تفاجأ بهذه الآفة. والسبب ليس فقط زيادة رد فعل الحشرة مقارنة بها شخص بطيءوالقدرة على الإقلاع على الفور تقريبًا. بشكل رئيسي كذلك مستوى عالترجع ردود الفعل إلى إدراك دماغ الحشرة للتغيرات والحركات في الوقت المناسب داخل نصف قطر الرؤية بعينيها.

تسمح رؤية الذبابة برؤية ما يقرب من 360 درجة. ويسمى هذا النوع من الرؤية أيضًا بانورامية. أي أن كل عين توفر رؤية بزاوية 180 درجة. يكاد يكون من المستحيل أن تأخذ هذه الآفة على حين غرة، حتى لو اقتربت منها من الخلف. تسمح لك عيون هذه الحشرة بالتحكم في المساحة المحيطة بها بأكملها، وبالتالي توفير دفاع بصري شامل بنسبة مائة بالمائة.

هل هناك المزيد ميزة مثيرة للاهتمامالإدراك البصري للوحة الألوان بواسطة الذبابة. بعد كل شيء، ترى جميع الأنواع تقريبًا ألوانًا معينة مألوفة لأعيننا بشكل مختلف. بعضها لا يمكن تمييزه عن طريق الحشرات على الإطلاق، والبعض الآخر يبدو مختلفًا عنها، بألوان مختلفة.

بالمناسبة، بالإضافة إلى عينين مركبتين، لدى الذبابة ثلاث عيون أكثر بساطة. وهي تقع في الفراغ بين الجوانب في المنطقة الأمامية من الرأس. على عكس العيون المركبة، تستخدم الحشرات هذه العيون الثلاثة للتعرف على جسم ما في المنطقة المجاورة مباشرة.

وهكذا، بالنسبة لسؤال كم عدد عيون الذبابة العادية، يمكننا الآن الإجابة بأمان – 5. عينان وجهيتان معقدتان، مقسمتان إلى آلاف الأوماتيديا (الأوجه) ومصممتان للتحكم الأكثر شمولاً في التغييرات بيئةحوله وثلاث عيون بسيطة تسمح كما يقولون بالتركيز.

نظرة إلى العالم

لقد قلنا بالفعل أن الذباب مصاب بعمى الألوان، وهم إما لا يميزون كل الألوان، أو يرون الأشياء المألوفة لنا بألوان أخرى. هذا النوع قادر أيضًا على تمييز الضوء فوق البنفسجي.

وينبغي أن يقال أيضا أنه على الرغم من تفرد رؤيتهم، فإن هذه الآفات لا تستطيع أن ترى عمليا في الظلام. وفي الليل تنام الذبابة لأن عيونها لا تسمح لهذه الحشرة بالصيد في الظلام.

وتميل هذه الآفات أيضًا إلى إدراك الأشياء الصغيرة والمتحركة جيدًا فقط. الحشرة لا تميز بين هؤلاء كائنات كبيرة، مثل شخص، على سبيل المثال. بالنسبة للذبابة، فهي ليست أكثر من جزء آخر من البيئة الداخلية.

لكن اقتراب اليد من الحشرة يتم اكتشافه تمامًا من خلال عينيها ويعطي الإشارة اللازمة للدماغ على الفور. تمامًا مثل رؤية أي خطر آخر يقترب بسرعة، لن يكون الأمر صعبًا على هذه الأحذية الرياضية، وذلك بفضل نظام التتبع المعقد والموثوق الذي زودتها به الطبيعة.

خاتمة

لذلك قمنا بتحليل كيف يبدو العالم من خلال عيون الذبابة. نحن نعلم الآن أن هذه الآفات المنتشرة في كل مكان، مثل جميع الحشرات، مذهلة جهاز بصريمما يسمح لهم بعدم فقدان اليقظة، وخلال ساعات النهار للحفاظ على دفاع المراقبة الدائرية بنسبة مائة بالمائة.

وتشبه رؤية الذبابة العادية نظام تتبع معقد، يتضمن آلاف كاميرات المراقبة الصغيرة، كل واحدة منها تزود الحشرة بالمعلومات في الوقت المناسب حول ما يحدث في المدى المباشر.

ترى الحشرات الضوء بثلاث طرق: عبر كامل سطح الجسم، وبعيون بسيطة، وبعيون معقدة تسمى بالعيون المركبة.

كما أظهرت التجارب ، فإن اليرقات ويرقات خنافس الماء والمن والخنافس (حتى خنافس الكهف العمياء) وديدان الوجبة والصراصير وبالطبع العديد من الحشرات الأخرى تشعر بالضوء على كامل سطح جسمها. يخترق الضوء الرأس من خلال البشرة ويسبب تفاعلات مقابلة في خلايا الدماغ التي تستقبله.

ربما توجد العيون البسيطة الأكثر بدائية في يرقات بعض البعوض. هذه بقع صبغية تحتوي على عدد صغير من الخلايا الحساسة للضوء (غالبًا ما يكون هناك اثنان أو ثلاثة فقط). يرقات المنشار (رتبة غشائية الأجنحة) والخنافس لها عيون أكثر تعقيدًا: خمسون أو أكثر من الخلايا الحساسة للضوء، مغطاة من الأعلى بعدسة شفافة - سماكة البشرة.

عيون حمراء من كاتربيلر. الصورة: جيس

يوجد على كل جانب من رأس يرقة الخنفساء القافزة ستة عيون، اثنتان منها أكبر بكثير من الأخرى (تحتوي على 6 آلاف عين) الخلايا البصرية). هل يرون جيدا؟ من غير المرجح أن يكونوا قادرين على نقل انطباع عن شكل الجسم إلى الدماغ. ومع ذلك، فإن الحجم التقريبي لما تم رؤيته يتم اكتشافه جيدًا من خلال عينين كبيرتين.

تجلس اليرقة في حفرة عمودية محفورة في الرمال. من مسافة 3-6 سم تلاحظ وجود ضحية أو عدو. إذا كان حجم الحشرة التي تزحف في مكان قريب لا يزيد عن 3-4 ملم، فإن اليرقة تمسكها بفكيها. عندما يكون هناك المزيد، فإنه يختبئ في حفرة.
تحتوي كل خمس أو ست عيون بسيطة على كل جانب من رؤوس اليرقات على "قضيب شبكي" واحد فقط - وهو عنصر بصري - ومغطاة من الأعلى بعدسة قادرة على تركيز الضوء.

كل عين على حدة لا تعطي فكرة عن شكل الجسم المرصود. ومع ذلك، في التجارب أظهرت اليرقة قدرات مذهلة. ترى الأشياء الرأسية أفضل من الأجسام الأفقية. ومن بين عمودين أو شجرتين يختار العمود الأطول ويزحف نحوه، حتى ولو كانت أبسط عيونه مغطاة بطلاء أسود، ويبقى واحدة فقط. في كل هذه اللحظةفهو لا يرى سوى نقطة ضوء، أما اليرقة تدير رأسها وتتفحص بعينها الوحيدة نقاطًا مختلفة من الجسم بدورها، وهذا يكفي لدماغها لتكوين صورة تقريبية لما رأته. بالطبع، الأمر غير واضح وغير واضح، لكن اليرقة لا تزال تلاحظ الشيء الموضح لها.

تعتبر العيون البسيطة نموذجية ليرقات الحشرات، إلا أن العديد من البالغين يمتلكونها أيضًا. الأخير له الشيء الرئيسي - ما يسمى بالعيون المعقدة أو ذات الأوجه: على جانبي الرأس. وهي تتألف من العديد من العيون البسيطة الممدودة - ommatidia. تحتوي كل أوماتيديا على خلية مدركة للضوء متصلة بالدماغ عن طريق العصب. وفوقها عدسة ممدودة. وتحيط كل من الخلية الحساسة للضوء والعدسة بغلاف من الخلايا الصبغية غير منفذة للضوء. ولم يتبق سوى ثقب في الأعلى، ولكن هناك يتم تغطية العدسة بقرنية جلدية شفافة. وهي شائعة في جميع الأوماتيديا، وهي مجاورة بإحكام لبعضها البعض ومتحدة في عين مركبة واحدة. قد تحتوي على 300 أوماتيديا فقط (أنثى اليراع)، 4000 (يراع) ذبابة منزلية)، 9000 (خنفساء السباحة)، 17000 (الفراشات)، و10000-28000 لليعسوبات المختلفة.

الفراشة الملكية لها عيون مركبة. الصورة: مونيكا ر.

تنقل كل أوماتيديا إلى الدماغ نقطة واحدة فقط من الصورة المعقدة بأكملها للعالم المحيط بالحشرة. من النقاط الفردية العديدة التي تراها كل واحدة من الأوماتيديا، تتشكل "لوحة" فسيفساء من كائنات المناظر الطبيعية في دماغ الحشرة.
في الحشرات الليلية (اليراعات والخنافس الأخرى والعث) تكون هذه الصورة الفسيفسائية للرؤية البصرية أكثر ضبابية، إذا جاز التعبير. في الليل، تنقبض الخلايا الصبغية التي تفصل أوماتيديا العين المركبة عن بعضها البعض وتتحرك للأعلى نحو القرنية. لا يتم إدراك الأشعة الضوئية التي تدخل كل جانب من جوانبها من خلال الخلية الحساسة للضوء فحسب، بل أيضًا من خلال الخلايا الموجودة في أوماتيديا المجاورة. بعد كل شيء ، فهي الآن غير مغطاة بـ "ستائر" ذات صبغة داكنة. وهذا يحقق التقاطًا أكثر اكتمالًا للضوء، وهو ليس كثيرًا في ظلام الليل.

خلال النهار، تملأ الخلايا الصبغية جميع الفراغات بين الأوماتيديا، وكل منها لا ترى إلا تلك الأشعة التي تتركز بواسطة عدستها الخاصة. وبعبارة أخرى، فإن العين "التراكبية"، كما تسمى، للحشرات الليلية، تعمل أثناء النهار مثل العين "البديلة" للحشرات النهارية.

هناك ميزة أخرى لا تقل أهمية عن عدد الأوجه، وهي الزاوية البصرية لكل أوماتيديا. كلما كان أصغر، زادت دقة العين والتفاصيل الدقيقة للكائن المرصود الذي يمكنها رؤيته. تمتلك حشرة أبو مقص زاوية رؤية تبلغ 8 درجات، بينما تبلغ زاوية رؤية النحلة درجة واحدة. وتشير التقديرات إلى أنه مقابل كل نقطة في الصورة الفسيفسائية التي تراها حشرة أبو مقص، تمتلك النحلة 64 نقطة. وبالتالي، فإن عين النحلة تلتقط التفاصيل الصغيرة للكائن المرصود بشكل أفضل بعشرات المرات.
ولكن كمية أقل من الضوء تخترق العين بزاوية رؤية أصغر. ولذلك فإن حجم الأوجه في العيون المركبة للحشرات ليس هو نفسه. في تلك الاتجاهات التي تتطلب رؤية أكبر ولا تكون الرؤية الدقيقة للتفاصيل ضرورية، توجد جوانب أكبر. في ذباب الخيل، على سبيل المثال، تكون الجوانب الموجودة في النصف العلوي من العين أكبر بشكل ملحوظ من النصف السفلي.
لدى بعض الذباب أيضًا ساحات متشابهة منفصلة بوضوح مع أوماتيديا بأحجام مختلفة. للنحلة ترتيب مختلف للأوجه: زاوية رؤيتها في اتجاه المحور الأفقي للجسم أكبر مرتين إلى ثلاث مرات من الزاوية الرأسية.

تمتلك الخنافس الدوارة وذكور ذبابة مايو عينين على كل جانب: واحدة ذات جوانب كبيرة والأخرى ذات جوانب صغيرة.
تذكر كيف يمكن لليرقة، التي تفحص جسمًا ما بعين واحدة فقط (الأخرى مغطاة بالطلاء)، أن تشكل فكرة معينة، وإن كانت خشنة جدًا، عن شكلها. أدارت رأسها، وفحصت الشيء بأكمله إلى أجزاء، وقام جهاز الذاكرة في الدماغ بتجميع كل النقاط التي شوهدت في أي لحظة معينة في انطباع واحد. الحشرات ذات العيون المركبة تفعل الشيء نفسه: عندما تنظر إلى شيء ما، فإنها تدير رؤوسها. يتم تحقيق تأثير مماثل دون إدارة الرأس عندما يتحرك الجسم المرصود أو عندما تطير الحشرة نفسها. أثناء الطيران، ترى العيون المركبة بشكل أفضل من الراحة.
فالنحلة، على سبيل المثال، قادرة على الاحتفاظ باستمرار في مجال رؤيتها بجسم يومض 300 مرة في الثانية. ولن تلاحظ أعيننا حتى وميضًا أبطأ بست مرات.

ترى الحشرات الأشياء القريبة أفضل من الأشياء البعيدة. إنهم قصيرو النظر للغاية. وضوح ما رأوه أسوأ بكثير من وضوحنا.
سؤال مثير للاهتمام: ما هي الألوان التي تميزها الحشرات؟ أظهرت التجارب أن النحل وذباب الجيف يرى أقصر أشعة ذات طول موجي من الطيف (297 ملم) المتوفرة في ضوء الشمس. يتم أيضًا اكتشاف الأشعة فوق البنفسجية - التي تكون أعيننا عمياء تمامًا عنها - بواسطة النمل والعث والعديد من الحشرات الأخرى.

عيون الحشرات. الصورة: مختبر هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية لجرد ومراقبة النحل

تختلف الحشرات في حساسيتها للطرف الآخر من الطيف. النحلة عمياء عن الضوء الأحمر: فهو مثل الأسود. أطول أطوال موجية لا يزال بإمكانه إدراكها هي 650 ملم (في مكان ما على الحدود بين الأحمر والبرتقالي). الدبابير، المدربة على الطيران إلى الطاولات السوداء للحصول على الطعام، تخلط بينها وبين الطاولات الحمراء. بعض الفراشات، مثل الساتير، لا ترى اللون الأحمر أيضًا. لكن البعض الآخر (الشرى، الملفوف) يميز اللون الأحمر. ومع ذلك، فإن الرقم القياسي ينتمي إلى اليراع: فهو يرى لونًا أحمر داكنًا بطول موجة يبلغ 690 ملم. لم تكن أي من الحشرات التي تمت دراستها قادرة على ذلك.
ل عين الإنسانألمع جزء من الطيف أصفر. أظهرت التجارب على الحشرات أنه بالنسبة للبعض، فإن الجزء الأخضر من الطيف تعتبره العين هو الأكثر سطوعًا، وبالنسبة للنحلة فهو فوق بنفسجي، وبالنسبة لذبابة الجيف فقد لوحظ أكبر سطوع في النطاقات الحمراء والزرقاء الخضراء والأشعة فوق البنفسجية. من الطيف.

مما لا شك فيه أن الفراشات والنحل الطنان وبعض الذباب والنحل والحشرات الأخرى التي تزور الزهور تميز الألوان. ولكن إلى أي مدى وماذا بالضبط، ما زلنا نعرف القليل. هناك حاجة إلى مزيد من البحث.
تم إجراء العديد من التجارب في هذا الصدد على النحل. ترى النحلة العالم من حولها، ملونًا بأربعة ألوان أساسية: الأحمر والأصفر والأخضر (ليس كل منها يُسمى على حدة، ولكن معًا، معًا، كلون واحد غير معروف لنا)، ثم الأزرق والأخضر، والأزرق والبنفسجي. فوق بنفسجي. فكيف يمكننا أن نفسر أن النحل يطير أيضًا إلى الزهور الحمراء والخشخاش على سبيل المثال؟ هم، فضلا عن العديد من البيض و ازهار صفراءتعكس الكثير الأشعة فوق البنفسجية، فتراهم النحلة. نحن لا نعرف ما هو لون عينيها.

يبدو أن الفراشات تتمتع برؤية ألوان أقرب إلى رؤيتنا من النحلة. نحن نعلم بالفعل أن بعض الفراشات (الشرى وفراشات الملفوف) تتميز باللون الأحمر. إنهم يرون الأشعة فوق البنفسجية، لكنها لا تلعب دورا كبيرا بالنسبة لهم كما هو الحال في الإدراك البصري للنحلة. تنجذب هذه الفراشات بشكل أكبر إلى لونين - الأزرق البنفسجي والأصفر والأحمر.
وقد ثبت بطرق مختلفة أن العديد من الحشرات الأخرى تميز الألوان، والأفضل من ذلك كله، ألوان النباتات التي تتغذى عليها أو تتكاثر. بعض عث الصقور، وخنافس الأوراق، والمن، والذباب السويدي، وحشرات الأرض، وحشرات الماء الناعمة بعيدة كل البعد عن القائمة الكاملةمثل هذه الحشرات. ومن المثير للاهتمام أن العصير يحتوي فقط على الجزء العلوي و نهاية الطريقلديه عيون رؤية الألوان، السفلي والأمامي - لا. لماذا هذا غير واضح.

بالإضافة إلى إدراك الأشعة فوق البنفسجية، هناك خاصية أخرى لعين الحشرة تفتقر إليها أعيننا وهي الحساسية للضوء المستقطب والقدرة على التنقل من خلاله. ليس فقط العيون المركبة، ولكن أيضًا العيون البسيطة، كما أظهرت التجارب على اليرقات ويرقات غشاء البكارة، قادرة على إدراك الضوء المستقطب. قمنا بفحص بعض العيون تحت المجهر الإلكتروني ووجدنا هياكل جزيئية في قضيب الشبكية الحساس للضوء الذي يبدو أنه يعمل مثل بولارويد.

بعض الملاحظات السنوات الأخيرةمقنع: الحشرات الليلية لها أعضاء تلتقط الأشعة تحت الحمراء.

يعيش الذباب حياة أقصر من الفيلة. لا شك في هذا. ولكن من وجهة نظر الذباب، هل تبدو حياتهم أقصر بكثير حقًا؟ هذا، في جوهره، كان السؤال الذي طرحه كيفن جيلي من كلية ترينيتي في دبلن في مقال نشر للتو في مجلة سلوك الحيوان. جوابه: من الواضح لا. هذا الذباب الصغير ذو التمثيل الغذائي السريع يرى العالم في حركة بطيئة. إن التجربة الذاتية للوقت هي في الأساس تجربة ذاتية. حتى فرادىمن يستطيع تبادل الانطباعات أثناء التحدث مع بعضهم البعض لا يستطيع أن يعرف على وجه اليقين ما إذا كانت انطباعاتهم متطابقة أم لا تجربتي الخاصةمع تجارب الآخرين.

الذباب - رؤية الذبابة ولماذا يصعب قتلها

لكن يوجد مقياس موضوعي ربما يرتبط بالتجربة الذاتية. يطلق عليه تردد اندماج الوميض الحرج CFF، وهو التردد الأدنى الذي يتم عنده إنتاج الضوء الوامض بواسطة مصدر ضوء ثابت. فهو يقيس مدى سرعة عيون الحيوانات في تحديث الصور وبالتالي معالجة المعلومات.

بالنسبة للبشر، يبلغ متوسط ​​تردد الوميض الحرج 60 هرتز (أي 60 مرة في الثانية). ولهذا السبب عادةً ما يتم ضبط معدل التحديث على شاشة التلفزيون على هذه القيمة. لدى الكلاب تردد وميض حرج يبلغ 80 هرتز، ولهذا السبب على الأرجح لا يبدو أنهم يستمتعون بمشاهدة التلفزيون. بالنسبة للكلب، يبدو البرنامج التلفزيوني وكأنه الكثير من الصور التي تغير بعضها البعض بسرعة.

يجب أن يمثل تردد الوميض الحرج الأعلى ميزة بيولوجية لأنه يسمح باستجابات أسرع للتهديدات والفرص. من الصعب جدًا قتل الذباب الذي يبلغ تردد وميضه الحرج 250 هرتز. فالصحيفة المطوية التي تبدو للرجل تتحرك بسرعة عند ضربها تبدو وكأنها تطير وكأنها تتحرك في الدبس.

اقترح العالم كيفن جيلي أن العوامل الرئيسية التي تحد من تردد الوميض الحرج للحيوان هي حجمه ومعدل الأيض. حجم صغيريعني أن الإشارات تنتقل لمسافة أقصر إلى الدماغ. السرعه العاليهالتمثيل الغذائي يعني توفر المزيد من الطاقة لمعالجتها. ومع ذلك، أظهر البحث في الأدبيات أنه لم يكن أحد مهتمًا بهذه القضية من قبل.

لحسن حظ جيلي، كشف هذا البحث نفسه أيضًا أن العديد من الأشخاص قد درسوا تردد الوميض الحرج كمية كبيرةالأنواع لأسباب أخرى. كما قام العديد من العلماء بدراسة معدلات الأيض في العديد من نفس الأنواع. لكن البيانات المتعلقة بحجم الأنواع معروفة بشكل عام. وبالتالي، كل ما كان عليه فعله هو بناء الارتباطات وتطبيق نتائج الدراسات الأخرى لصالحه. وهذا ما فعله.

لتسهيل المهمة على بحثه، أخذ العالم البيانات المتعلقة بالحيوانات الفقارية فقط - 34 نوعا. في الطرف الأدنى من المقياس كان هناك ثعبان البحر الأوروبي، مع تردد وميض حرج يبلغ 14 هرتز. تتبعها مباشرة السلحفاة جلدية الظهر، بتردد وميض حرج يبلغ 15 هرتز. الزواحف من فصيلة التواتارا (tuatara) لديها CFF يبلغ 46 هرتز. تمتلك أسماك قرش المطرقة، بالإضافة إلى البشر، CFF يبلغ 60 هرتز، والطيور ذات الزعانف الصفراء، مثل الأنياب، لديها CFF يبلغ 80 هرتز.

المركز الأول حصل عليه سنجاب الأرض الذهبي، بتردد CFF قدره 120 هرتز. وعندما قام جيلي بتخطيط CFF مقابل حجم الحيوان ومعدل الأيض (وهما، باعتراف الجميع، ليسا متغيرين مستقلين، لأن الحيوانات الصغيرة تميل إلى الحصول على معدلات أيض أعلى من الحيوانات الكبيرة)، وجد بالضبط الارتباطات التي تنبأ بها.

وتبين أن فرضيته - القائلة بأن التطور يجبر الحيوانات على رؤية العالم بحركة بطيئة قدر الإمكان - تبدو صحيحة. قد تبدو حياة الذبابة قصيرة الأجل للناس، ولكن من وجهة نظر الديبترانات أنفسهم، يمكنهم العيش حتى سن الشيخوخة. ضع ذلك في الاعتبار في المرة القادمة التي تحاول فيها (دون جدوى) إصابة ذبابة أخرى.