Faceterede øjne: hvordan er de forskellige fra simple? Sanseorganer hos insekter.

Vis alt

Varianter af strukturen af synsorganerne

Hos insekter kan øjnene være repræsenteret i tre varianter:

(facetteret);
(dorsal, ocelli);
larve (lateral, larve). (et billede)

De har anderledes struktur og ulige evne til at se.

Sammensatte øjne findes hos de fleste insekter, og jo mere højt udviklede sidstnævnte, jo bedre er deres synsorganer normalt udviklede. også kaldet facetteret, fordi de udvendig overflade Det er repræsenteret af et sæt linser placeret ved siden af hinanden - facetter.

Ommatidium

A (venstre) - appositionelt ommatidium,

B (højre) - superpositionelt ommatidium

1 - axoner af synsceller, 2 - retinulære celler,

3 - hornhinde, 4 - krystallinsk kegle,

5 - pigmentceller, 6 - lysleder, 7 - rabdom

Det sammensatte øje består af forskellige, som regel, et stort antal individuelle strukturelle enheder - ommatidia. omfatter en række strukturer, der giver ledning, lysbrydning (facet, rodcelle, krystalkegle) og perception af visuelle signaler (nethindeceller, rabdom, nerveceller). Derudover har hver en pigmentisoleringsanordning, på grund af hvilken den er helt eller delvist beskyttet mod laterale stråler.

Diagram over strukturen af et simpelt øje

Af alle sorter af insektøjne har de den svageste evne til at se. Ifølge nogle rapporter optræder de slet ikke visuel funktion, og er kun ansvarlige for at forbedre funktionen af sammensatte øjne. Dette bevises især af det faktum, at der i insekter praktisk talt ikke er nogen simple i fravær af komplekse. Desuden ved farvning sammensatte øjne insekter holder op med at navigere i rummet, selvom de har veldefinerede.

Funktioner af insektsyn

Dedikeret til studiet af insektsyn stor mængde videnskabelige artikler. I lyset af en sådan interesse fra specialisters side er mange træk ved øjets arbejde i Insecta blevet pålideligt belyst til dato. Strukturen af synsorganerne i disse organismer er imidlertid så forskelligartet, at kvaliteten af synet, opfattelsen af farve og volumen, skelnen mellem bevægelige og stationære objekter, genkendelsen af velkendte visuelle billeder og andre egenskaber ved synet er enormt forskellige. i forskellige grupper insekter. Følgende faktorer kan påvirke dette: i et sammensat øje - strukturen af ommatidia og deres antal, bule, placering og form af øjnene; i enkle øjne og - deres antal og subtile funktioner i strukturen, som kan repræsenteres af en betydelig række muligheder. Biernes syn er bedst studeret i dag.

En vis rolle i opfattelsen af form spilles af objektets bevægelse. Insekter er mere tilbøjelige til at sidde på blomster, der svajer i vinden end på stationære. guldsmede skynder sig efter at flytte bytte, og hansommerfugle reagerer på flyvende hunner og har svært ved at se siddende. Sandsynligvis er sagen i en vis frekvens af irritation af ommatidia øjne under bevægelse, blinker og flimren.

Genkendelse af kendte objekter

Insekter genkender velkendte genstande, ikke kun efter farve og form, men også ved arrangementet af genstande omkring dem, så ideen om den usædvanlige primitivitet af deres vision kan ikke kaldes sand. For eksempel finder sandhvepsen indgangen til minken og fokuserer på de genstande, der er placeret omkring den (græs, sten). Hvis de fjernes eller deres placering ændres, kan dette forvirre insektet.

afstandsopfattelse

Denne funktion studeres bedst på eksemplet med guldsmede, jordbiller og andre rov insekter.

Evnen til at bestemme afstanden skyldes tilstedeværelsen i højere insekter kikkertsyn, altså to øjne, hvis synsfelt delvist skærer hinanden. Øjnens strukturelle træk bestemmer, hvor stor afstanden er til rådighed for gennemgangen af et insekt. For eksempel reagerer springbiller på bytte og kaster sig over det, når de er i en afstand af 15 cm fra objektet.

Let kompasbevægelse

Mange insekter bevæger sig på en sådan måde, at de konstant bevarer den samme lysindfaldsvinkel på nethinden. På denne måde solstråler er en slags kompas, som insektet er orienteret efter. Efter samme princip bevæger møl sig i retning af kunstige lyskilder.

Hvordan ser insekter?

Fluen undviger brat en genstand, der flyver mod den, sommerfuglen vælger en bestemt blomst, og larven kravler mod sig selv. højt træ. Insekter har ligesom mennesker også synsorganer, men de ser og opfatter verden på en særlig måde. Med sit exceptionelle syn, utilgængeligt for mennesker. Nogle insekter kan kun bestemme lys og mørke, mens andre er velbevandrede i nuancer. Så hvordan ser insekter verden?

Måder at se verden i insekter

Deres evne til at se er opdelt i tre måder.

Hele kroppens overflade

Interessant funktion, hvor det ikke er nødvendigt at have øjne. Men dens store ulempe er, at insektet kun kan skelne lys fra mørke. Den ser ingen genstande eller blomster. Hvordan virker det? Lyset passerer gennem neglebåndet, det ydre lag af huden, og når insektets hoved. Der sker der en reaktion i hjernecellerne, og insektet forstår, at der falder lys på det. En sådan enhed er ikke tilgængelig for alle, men det hjælper meget de insekter, der lever under jorden, for eksempel regnorme eller blinde hulebiller. Denne type syn findes hos kakerlakker, bladlus og larver.

Relaterede materialer:

Hvad er pollen til?

Med enkle øjne

Insekter med simple øjne er mere heldige. De kan ikke kun bestemme mørke fra lys, men også skelne mellem individuelle genstande og endda deres form. Sådanne øjne findes oftest i insektlarver. For eksempel har myggelarver øjne i stedet for mørke pletter der fanger lys. Men larverne har fem til seks øjne på hver side af hovedet. På grund af dette er hun velbevandret i former. Men hun ser lodrette objekter meget bedre end vandrette. Hvis hun for eksempel skal vælge et træ, så vil hun hellere kravle til det, der er højere, og ikke til det, der er bredere.

Sammensatte eller facetterede øjne

Sådanne øjne findes oftest hos voksne insekter. Du kan straks identificere dem - de er normalt placeret på siderne af hovedet. Sammensatte øjne er meget mere komplekse og forskellige end alle de andre. De kan genkende formerne på objekter og identificere farver. Nogle insekter ser godt om dagen, mens andre ser godt om natten. Et interessant træk ved disse øjne er, at de ikke ser hele billedet som en helhed, men kun stykker. Og allerede i hjernen samler insektet et puslespil fra de modtagne billeder for at se det fulde billede. Hvordan formår fluen at forbinde alle stykkerne af fragmentet under flugten? Overraskende nok er det under flugten, at hun ser bedre end i hvile. Og for et landingssted er der større sandsynlighed for, at ethvert insekt vælger noget, der bevæger sig eller svajer.

I processen med udvikling af syn hos nogle dyr, ret kompleks optiske instrumenter. Disse inkluderer selvfølgelig sammensatte øjne. De dannes i insekter og krebsdyr, nogle leddyr og hvirvelløse dyr. Hvad er forskellen mellem et sammensat øje og et simpelt øje, hvad er dets hovedfunktioner? Vi vil tale om dette i vores dagens materiale.

Faceterede øjne

Dette er et optisk system, raster, hvor der ikke er en enkelt nethinde. Og alle receptorerne er kombineret i små retinuler (grupper), der danner et konveks lag, der ikke længere indeholder nogen nerveender. Således består øjet af mange separate enheder - ommatidia, kombineret til fælles system vision.

Øjnene er sammensatte, iboende og adskiller sig fra kikkert (også iboende hos mennesker) i dårlig definition af små detaljer. Men de er i stand til at skelne lysvibrationer (op til 300 Hz), mens de begrænsende muligheder for en person er 50 Hz. Og membranen af denne type øje har en rørformet struktur. I lyset af dette har sammensatte øjne ikke sådanne brydningstræk som langsynethed eller nærsynethed; begrebet akkommodation er ikke relevant for dem.

Nogle funktioner i strukturen og visionen

Mange insekter tager mest hoveder og er praktisk talt ubevægelige. For eksempel består de facetterede øjne af en guldsmede af 30.000 partikler, der danner en kompleks struktur. Sommerfugle har 17.000 ommatidia, en flue har 4.000, og en bi har 5. Det mindste antal partikler i en arbejdsmyre er 100 stykker.

Kikkert eller facetteret?

Den første type syn giver dig mulighed for at opfatte volumen af objekter, deres små detaljer, estimere afstande til objekter og deres placering i forhold til hinanden. En person er dog begrænset til en vinkel på 45 grader. Hvis en mere fuldstændig gennemgang er nødvendig, øjeæblet flytter til refleksniveau(eller vi vil dreje hovedet rundt om aksen). Sammensatte øjne i form af halvkugler med ommatidia giver dig mulighed for at se den omgivende virkelighed fra alle sider uden at dreje synsorganerne eller hovedet. Desuden er billedet, som øjet sender i dette tilfælde, meget lig en mosaik: et enkelt element opfattes af en strukturel enhed af øjet, og sammen er de ansvarlige for at genskabe det komplette billede.

Sorter

Ommatidia har anatomiske træk, som et resultat af hvilket deres optiske egenskaber adskiller sig (for eksempel i forskellige insekter). Forskere definerer tre typer facetter:

Det har nogle typer insekter i øvrigt blandet type facetterede synsorganer, og mange har, ud over dem, vi betragter, også simple øjne. Så i en flue, for eksempel, er parrede facetorganer af ret store størrelser placeret på siderne af hovedet. Og på toppen af hovedet er der tre enkle øjne, der udfører hjælpefunktioner. Bien har samme organisering af synsorganerne - altså kun fem øjne!

Hos nogle krebsdyr sidder sammensatte øjne så at sige på mobile udvækster-stilke.

Og nogle padder og fisk har også et ekstra (parietal) øje, som skelner lys, men har objektsyn. Dens nethinde består kun af celler og receptorer.

Moderne videnskabelige udviklinger

PÅ nyere tid sammensatte øjne er genstand for undersøgelse og glæde for videnskabsmænd. Trods alt giver sådanne synsorganer på grund af deres oprindelige struktur anledning til videnskabelige opfindelser og forskning i den moderne optiks verden. Vigtigste fordele - vid udsigt rum, udvikling af kunstige facetter, primært brugt i miniature, kompakte, hemmelige overvågningssystemer.

Det menes, at op til 90% af viden vedr verden udenfor en person modtager med sit stereoskopisk syn. Harer har fået perifert syn, takket være hvilket de kan se genstande, der er på siden og endda bag dem. Hos dybhavsfisk kan øjnene optage op til halvdelen af hovedet, og lamprettens parietale "tredje øje" gør det muligt for den at navigere godt i vandet. Slanger kan kun se et objekt i bevægelse, og øjnene på en vandrefalk er anerkendt som de mest årvågne i verden, i stand til at spore bytte fra en højde på 8 km!

Men hvordan ser repræsentanter for den mest talrige og mangfoldige klasse af levende væsener på Jorden verden - insekter? Sammen med hvirveldyr, som de kun mister i form af kropsstørrelse, er det insekter, der har det mest perfekte syn og komplekse strukturer. optiske systemerøjne. Selvom insekternes sammensatte øjne ikke har indkvartering, som et resultat af hvilket de kan kaldes kortsigtede, er de i modsætning til mennesker i stand til at skelne ekstremt hurtigt bevægende objekter. Og takket være den ordnede struktur af deres fotoreceptorer har mange af dem en ægte "sjette sans" - polariseret syn.

Synet falmer - min styrke,
To usynlige diamantspyd...

A. Tarkovsky (1983)

Det er svært at overvurdere værdien Sveta(elektromagnetisk stråling af det synlige spektrum) for alle vores planets indbyggere. sollys tjener som den vigtigste energikilde for fotosyntetiske planter og bakterier, og indirekte gennem dem - for alle levende organismer i jordens biosfære. Lys påvirker direkte strømmen af al mangfoldighed livsprocesser dyr, fra avl til sæsonbestemte farveændringer. Og selvfølgelig, takket være opfattelsen af lys fra særlige sanseorganer, modtager dyr en betydelig (og ofte endnu mere) om de fleste) informationer om verden omkring dem, de kan skelne form og farve på objekter, bestemme bevægelser af kroppe, navigere i rummet osv.

Syn er især vigtigt for dyr, der er i stand til at bevæge sig aktivt i rummet: det var med fremkomsten af mobile dyr, at de begyndte at danne og forbedre sig visuelt apparat- den mest komplekse af alle kendte sensoriske systemer. Sådanne dyr omfatter hvirveldyr og blandt hvirvelløse dyr - blæksprutter og insekter. Det er disse grupper af organismer, der kan prale af de mest komplekse synsorganer.

Disse gruppers visuelle apparat adskiller sig dog væsentligt, og det samme gør opfattelsen af billeder. Det antages, at insekter som helhed er mere primitive end hvirveldyr, for ikke at nævne deres højere niveau - pattedyr og, naturligvis, mennesker. Men hvor forskellige er de visuel perception? Med andre ord, hvor meget forskellig fra vores verden, set med øjnene på et lille væsen kaldet en flue?

Sekskant mosaik

Det visuelle system af insekter adskiller sig i princippet ikke fra andre dyrs og består af perifere synsorganer, nervestrukturer og formationer af det centrale nervesystem. Men hvad angår morfologien af synsorganerne, her er forskellene simpelthen slående.

Alle er bekendt med kompleks facetteret insektøjne, som findes hos voksne insekter eller hos insektlarver, der udvikler sig fra ufuldstændig transformation, altså uden puppestadiet. Der er ikke så mange undtagelser fra denne regel: disse er lopper (ordenen Siphonaptera), viftevingede fugle (ordenen Strepsiptera), de fleste sølvfisk (familien Lepismatidae) og hele klassen af cryptomaxillaries (Entognatha).

Det sammensatte øje ligner en kurv med en moden solsikke: det består af et sæt facetter ( ommatidian) - autonome modtagere af lysstråling, der har alt, hvad der er nødvendigt til regulering af lysstrømmen og billeddannelse. Antallet af facetter varierer meget: fra nogle få i børstehaler (orden Thysanura) til 30 tusinde hos guldsmede (ordenen Aeshna). Overraskende nok kan antallet af ommatidier variere selv inden for en systematisk gruppe: for eksempel har en række arter af jordbiller, der lever i åbne områder, veludviklede sammensatte øjne med stor mængde ommatidia, mens i jordbiller, der lever under sten, er øjnene stærkt reducerede og består af et lille antal ommatidier.

Det øverste lag af ommatidia er repræsenteret af hornhinden (linsen) - en del af en gennemsigtig kutikula udskilt af specielle celler, som er en slags sekskantet bikonveks linse. Under hornhinden er der hos de fleste insekter en gennemsigtig krystallinsk kegle, hvis struktur kan variere i forskellige typer. Hos nogle arter, især førende natbillede liv, er der yderligere strukturer i det lysbrydende apparat, som hovedsageligt spiller rollen som en antireflekterende belægning og øger øjets lystransmission.

Billedet dannet af linsen og krystalkeglen falder på lysfølsomt retinal(visuelle) celler, som er et neuron med en kort hale-axon. Flere retinale celler danner et enkelt cylindrisk bundt - retinulus. Inde i hver sådan celle, på den side, der vender indad, er ommatidium placeret rabdomer- en særlig dannelse af mange (op til 75-100 tusind) mikroskopiske rør-villi, hvis membran indeholder et visuelt pigment. Som alle hvirveldyr er dette pigment rhodopsin- et komplekst farvet protein. På grund af det enorme område af disse membraner indeholder fotoreceptorneuronen et stort antal af rhodopsin-molekyler (for eksempel i frugtfluen Drosophila dette tal overstiger 100 millioner!).

Rhabdomer af alle synsceller kombineret til rabdom, og er lysfølsomme, receptorelementer i det sammensatte øje, og alle retinuler udgør tilsammen en analog af vores nethinde.

Det lysbrydende og lysfølsomme apparat af facetterne langs omkredsen er omgivet af celler med pigmenter, som spiller rollen som lysisolering: takket være dem falder lysfluxen, brydning, på neuronerne af kun et ommatidium. Men sådan er facetter ordnet i den såkaldte fotobilledeøjne tilpasset skarpt dagslys.

For arter, der fører en tusmørke eller natlig livsstil, er øjne af en anden type karakteristiske - scotopisk. Sådanne øjne har en række tilpasninger til utilstrækkelig lyseffekt, for eksempel meget store rhabdomer. Derudover kan lysafskærmende pigmenter i ommatidia af sådanne øjne frit migrere inde i cellerne, på grund af hvilken lysfluxen kan nå synscellerne i naboommatidia. Dette fænomen ligger til grund for den såkaldte mørk tilpasning insekt øje - en stigning i øjets følsomhed i svagt lys.

Når lysfotoner absorberes af rhabdomererne, genereres nerveimpulser i nethindens celler, som sendes langs axonerne til insekthjernens parrede synslapper. I hver synslap er der tre associative centre, hvor behandlingen af strømmen af visuel information, der samtidigt kommer fra mange facetter, udføres.

En til tredive

Ifølge gamle legender havde folk engang et "tredje øje", der var ansvarlig for ekstrasensorisk opfattelse. Der er ingen beviser for dette, men den samme lampret og andre dyr, såsom tuatara firben og nogle padder, har usædvanlige lysfølsomme organer på det "forkerte" sted. Og i denne forstand halter insekter ikke bag hvirveldyr: ud over de sædvanlige sammensatte øjne har de små ekstra øjne - ocelli placeret på den fronto-parietale overflade, og stemma- på siderne af hovedet.

Ocelli findes hovedsageligt i godt flyvende insekter: voksne (hos arter med fuldstændig metamorfose) og larver (hos arter med ufuldstændig metamorfose). Som regel er disse tre øjne placeret i form af en trekant, men nogle gange kan median en eller to laterale være fraværende. I struktur ligner ocelli ommatidia: under en lysbrydende linse har de et lag af gennemsigtige celler (analogt med en krystallinsk kegle) og en nethinde.

Stemma kan findes i insektlarver, der udvikler sig med fuldstændig metamorfose. Deres antal og placering varierer afhængigt af arten: fra en til tredive ocelli kan være placeret på hver side af hovedet. Hos larver er seks øjne mere almindelige, arrangeret således, at hver af dem har et separat synsfelt.

I forskellige ordener af insekter kan stemma afvige fra hinanden i struktur. Disse forskelle er muligvis forbundet med deres oprindelse fra forskellige morfologiske strukturer. Således kan antallet af neuroner i det ene øje variere fra flere enheder til flere tusinde. Dette påvirker naturligvis insekternes opfattelse af den omgivende verden: hvis nogle af dem kun kan se lysets bevægelse og mørke pletter, så er andre i stand til at genkende størrelsen, formen og farven på objekter.

Som vi kan se, er både stemma og ommatidia analoger af enkelte facetter, omend modificerede. Insekter har dog andre "tilbagegangs"-muligheder. Nogle larver (især fra Diptera-ordenen) er således i stand til at genkende lys selv med helt skyggefulde øjne ved hjælp af lysfølsomme celler placeret på overfladen af kroppen. Og nogle typer sommerfugle har såkaldte genitale fotoreceptorer.

Alle sådanne fotoreceptorzoner er arrangeret på en lignende måde og repræsenterer en ophobning af flere neuroner under en gennemsigtig (eller gennemskinnelig) kutikula. På grund af sådanne ekstra "øjne" undgår Diptera-larver åbne rum, og hunsommerfugle bruger dem, når de lægger æg på skyggefulde steder.

Facet polaroid

Hvad er insekternes komplekse øjne i stand til? Som du ved, har enhver optisk stråling tre egenskaber: lysstyrke, spektrum(bølgelængde) og polarisering(orientering af oscillationer af den elektromagnetiske komponent).

Insekter bruger lysets spektrale karakteristika til at registrere og genkende objekter i den omgivende verden. Næsten alle af dem er i stand til at opfatte lys i området 300-700 nm, inklusive den ultraviolette del af spektret, der er utilgængelig for hvirveldyr.

Som regel, forskellige farver opfattes af forskellige områder af det sammensatte øje af insekter. En sådan "lokal" følsomhed kan variere selv inden for den samme art, afhængigt af individets køn. Ofte kan forskellige farvereceptorer findes i den samme ommatidia. Altså i sommerfugle af slægten Papilio to fotoreceptorer har et visuelt pigment med et absorptionsmaksimum ved 360, 400 eller 460 nm, to mere ved 520 nm, og resten fra 520 til 600 nm (Kelber et al., 2001).

Men det er ikke alt, hvad insektøjet kan. Som nævnt ovenfor, i optiske neuroner, er fotoreceptormembranen af rhabdomer microvilli viklet ind i et rundt eller sekskantet rør. På grund af dette deltager nogle af rhodopsin-molekylerne ikke i absorptionen af lys på grund af det faktum, at disse molekylers dipolmomenter er parallelle med lysstrålens bane (Govardovsky, Gribakin, 1975). Som et resultat erhverver mikrovillus dikroisme- evnen til at absorbere lys forskelligt afhængigt af dets polarisering. En stigning i polarisationsfølsomheden af ommatidium lettes også af det faktum, at molekylerne af det visuelle pigment ikke er arrangeret tilfældigt i membranen, som hos mennesker, men er orienteret i én retning, og desuden er de stift fikserede.

Hvis øjet er i stand til at skelne mellem to lyskilder ud fra deres spektrale karakteristika, uanset intensiteten af strålingen, kan vi tale om farvesyn . Men hvis den gør dette ved at fiksere polarisationsvinklen, som i dette tilfælde, har vi al mulig grund til at tale om insektpolariseringssyn.

Hvordan opfatter insekter polariseret lys? Ud fra strukturen af ommatidium kan det antages, at alle fotoreceptorer samtidig skal være følsomme både over for en vis længde (længder) af lysbølger og for graden af lyspolarisering. Men i dette tilfælde kan der være alvorlige problemer- den såkaldte falsk farveopfattelse. Så lyset, der reflekteres fra den blanke overflade af bladene eller vandoverfladen, er delvist polariseret. I dette tilfælde kan hjernen, ved at analysere data fra fotoreceptorer, lave en fejl ved at vurdere farveintensiteten eller formen på den reflekterende overflade.

Insekter har lært at klare sådanne vanskeligheder med succes. Så i en række insekter (primært fluer og bier), i ommatidia, der kun opfatter farve, dannes en rabdom. lukket type , hvor rhabdomerne ikke kontakter hinanden. Samtidig har de også ommatidier med de sædvanlige lige rhabdomae, som også er følsomme over for polariserende lys. Hos bier er sådanne facetter placeret langs øjets kant (Wehner og Bernard, 1993). Hos nogle sommerfugle fjernes forvrængninger i farveopfattelsen på grund af betydelig krumning af rhabdomere microvilli (Kelber et al., 2001).

Hos mange andre insekter, især i Lepidoptera, er de sædvanlige direkte rabdomer bevaret i alle ommatidier, så deres fotoreceptorer er i stand til samtidigt at opfatte både "farvet" og polariseret lys. Desuden er hver af disse receptorer kun følsomme over for en bestemt polarisationsvinkel af præference og en vis bølgelængde af lys. Denne komplekse visuelle opfattelse hjælper sommerfugle med at fodre og lægge æg (Kelber et al., 2001).

ukendt land

Du kan uendeligt dykke ned i træk ved morfologien og biokemien af insektøjet og stadig finde det svært at svare på så simpelt og på samme tid utroligt kompleks problemstilling: Hvordan ser insekter?

Det er svært for en person selv at forestille sig de billeder, der opstår i insekters hjerne. Men alle burde bemærke det populære i dag mosaiksynsteori, ifølge hvilken insektet ser billedet i form af en slags puslespil af sekskanter, afspejler ikke essensen af problemet nøjagtigt. Faktum er, at selvom hver enkelt facet fanger et separat billede, som kun er en del af hele billedet, kan disse billeder overlappe med billeder, der er opnået fra nabofacetter. Derfor vil billedet af verden opnået ved hjælp af det enorme øje af en guldsmede, bestående af tusindvis af miniature facetkameraer, og det "beskedne" seks-facet øje af en myre, variere meget.

Vedrørende synsstyrke (løsning, dvs. evnen til at skelne graden af dissektion af objekter), så bestemmes det hos insekter af antallet af facetter pr. enhed af øjets konvekse overflade, dvs. deres vinkeltæthed. I modsætning til mennesker har insekternes øjne ikke indkvartering: krumningsradius af den lysledende linse ændres ikke i dem. I denne forstand kan insekter kaldes nærsynede: de ser jo flere detaljer, jo tættere er de på observationsobjektet.

Samtidig er insekter med sammensatte øjne i stand til at skelne meget hurtigt bevægende objekter, hvilket forklares med deres høje kontrast og lave inerti. visuelt system. For eksempel kan en person kun skelne omkring tyve blink i sekundet og en bi - ti gange mere! Denne egenskab er afgørende for hurtigt flyvende insekter, der skal træffe beslutninger direkte under flyvningen.

De farvebilleder, som insekter opfatter, kan også være meget mere komplekse og usædvanlige end vores. For eksempel skjuler en blomst, der ser hvid ud for os, ofte mange pigmenter i sine kronblade, som kan reflektere ultraviolet lys. Og i bestøvende insekters øjne glitrer den af mange farverige nuancer – pejlemærker på vej mod nektar.

Det menes, at insekter "ikke ser" den røde farve, som i " ren form"og er ekstremt sjælden i naturen (med undtagelse af tropiske planter bestøvet af kolibrier). Rødfarvede blomster indeholder dog ofte andre pigmenter, der kan reflektere kortbølgelængdestråling. Og i betragtning af, at mange af insekterne ikke er i stand til at opfatte tre primærfarver, som en person, men flere (nogle gange op til fem!), Så skulle deres visuelle billeder kun være en ekstravaganza af farver.

Og endelig er den "sjette sans" af insekter polariseret syn. Med dens hjælp formår insekter at se i verden omkring dem, hvad en person kun kan få en svag idé ved hjælp af specielle optiske filtre. Insekter kan på denne måde præcist lokalisere solen på en overskyet himmel og bruge polariseret lys som et "himmelsk kompas". Og akvatiske insekter under flugt registrerer vandområder ved delvist polariseret lys, der reflekteres fra en vandoverflade (Schwind, 1991). Men hvilken slags billeder de "ser" på samme tid, er det simpelthen umuligt for en person at forestille sig ...

Enhver, der af en eller anden grund er interesseret i synet af insekter, kan have et spørgsmål: hvorfor dannede de ikke et kammerøje, svarende til menneskeligt øje, med en pupil, linse og andre enheder?

En fremragende amerikansk teoretisk fysiker svarede engang udtømmende på dette spørgsmål, nobelpristager R. Feynman: "Dette hindres af noget snarere interessante grunde. Først og fremmest er bien for lille: Hvis den havde et øje, der ligner vores, men tilsvarende mindre, så ville pupilstørrelsen være i størrelsesordenen 30 mikron, og derfor ville diffraktionen være så stor, at bien stadig ikke kunne se bedre. Et for lille øje er ikke særlig godt. Hvis et sådant øje er lavet af tilstrækkelig størrelse, bør det ikke være mindre end selve biens hoved. Værdien af det sammensatte øje ligger i, at det praktisk talt ikke optager plads - kun et tyndt lag på overfladen af hovedet. Så før du giver råd til en bi, så glem ikke, at den har sine egne problemer!"

Derfor er det ikke overraskende, at insekter har valgt deres egen vej i den visuelle viden om verden. Ja, og vi, for at se det fra insekternes synspunkt, skulle anskaffe enorme sammensatte øjne for at bevare den sædvanlige synsstyrke. Det er usandsynligt, at en sådan erhvervelse ville være nyttig for os set ud fra evolutionens synspunkt. Til hver sit!

Litteratur
1. Tyshchenko V.P. Fysiologi af insekter. M.: kandidatskolen, 1986, 304 s.
2. Klowden M. J. Fysiologiske Systemer i Insekter. Academ Press, 2007. 688 s.
3. Nation J. L. Insektfysiologi og biokemi. Anden udgave: CRC Press, 2008.

Side 3 af 5

Insekter og mennesker ser bogstaveligt talt på verden forskellige øjne. Alle insekters øjne - det være sig stueflue, gedehamse, sommerfugl eller bille - kompleks (facetteret), bestående af separate øjne. (Mange arter har også med enkle øjne.) Hos nogle sommerfugle og guldsmede består det sammensatte øje af 30.000 grundstoffer; myrer har kun seks. Hvert øje har sin egen linse brændvidde som ligger fast og ikke rummer. Insektet ser et mosaikbillede (sådan ser et stærkt forstørret avisfotografi ud - fra individuelle pletter) og skelner dårligt formen på genstande. Men det sammensatte øje ser perfekt bevægelse, hvilket hjælper insektet med at undgå rovdyr og opdage bytte.

Øjnene på fluen og guldsmede optager det meste af hovedets overflade og giver et udsyn på næsten 360, så et rovdyr kan ses nærme sig bagfra, ovenfra og nedenunder. Myrer, der tilbringer det meste af deres tid under jorden, nøjes med underudviklede øjne, og nogle arter er blinde.

Strukturen af det sammensatte øje

Hvor mange øjne har en guldsmede?

For rovdyr såvel som hurtigtflyvende insekter har synet stor betydning. Deres øjne består af mange individuelle øjne. Et sådant sammensat øje hos guldsmede kan bestå af 30.000 individuelle linser. Passerer gennem linser og gennemsigtige krystallinske kegler, når lyset følsomme celler. De omdanner det til elektriske impulser, som derefter overføres til hjernen, hvor hele billedet samles. Dette billede ser ud til at være opdelt i celler og består af mange punkter - som et avisfotografi eller en pauseskærm på et tv. Ud over de sammensatte øjne har mange insekter tre små ocelli på panden – med mange lysfølsomme celler og én fælles linse. Insekter har brug for dem til at bestemme graden af belysning af det omgivende rum og justere deres krops position under flyvning. Hos en guldsmede er separate øjne tydeligt synlige som en del af sammensatte øjne. Relativt enkelt med hensyn til struktur, et ekstra øje i midten af panden ligner en dråbe vand.

Dragonfly flyvehastighed

Store guldsmede flyver normalt med en hastighed på omkring 30 km/t. En australsk guldsmedeart kan nå hastigheder på op til 58 km/t, når den flyver over korte afstande. Hestefluer er dog mestrene i højhastighedsflyvninger. Amerikanske arter af hestefluer når hastigheder på op til 70 km/t. Guldsmede kan, takket være deres direkte muskler, bevæge deres vinger i alle retninger og dermed endda flyve baglæns.

Ser insekter farver?

Menneskelige synsceller genkender tre primære farver: blå, grøn og rød. Alle andre farver kommer fra blanding af disse tre primære farver. Hos honningbien indeholder hvert enkelt øje også tre typer celler, som dog skelner mellem blåt, grønt og ultraviolet lys. Bier opfatter ikke rød farve: det forekommer dem mørkegrå eller sort. Ultraviolet lys giver bier, myrer og fluer information om retningen af vibrationer af polariseret lys, som analyseres af insekthjernen. Derfor kan insekter, selv med høj overskyethed, vurdere solens placering og orientere sig på jorden. Vandfejl og vandfejl bruger også polariserede lysdata til at se reflekterende vandoverflader under flyvning.

Hvad er opløsning?

En person kan opfatte 20 på hinanden følgende billeder i sekundet. Hvis dette sker hurtigere, så ses billedet i bevægelse. Denne effekt bruges ved optagelse af film. Billedet på computerskærmen og tv-skærmen opdateres 50 gange i sekundet og virker derfor konstant. En møgflues øje kan skelne individuelle billeder inden for fire tusindedele af et sekund. honningbier se 300 billeder i sekundet.