Waarom hebben insecten ronde ogen, zoals insecten zien? Hoe zien insecten de wereld? Hoe zien vliegen mensen? Interessante feiten over het zicht van insecten.

Als we het oog van een insect onder een sterk vergrootglas onderzoeken, zullen we zien dat het uit een klein rond rooster bestaat. En het lijkt erop dat dit de reden is dat het oog van een insect uit vele kleine ogen bestaat wetenschappelijke taal zogenaamde ‘facetten’. Tegenwoordig proberen we te begrijpen waarom insecten ronde ogen hebben, hoe zien insecten de objecten om hen heen? Deze interesseren het kind vaak, maar?

Kenmerken van de structuur van de gezichtsorganen

Insectenogen zijn onderverdeeld in drie typen:

complex (gefacetteerd);
eenvoudig;
larve.

De structuur van deze ogen is anders en insecten kunnen er niet even goed mee zien.

De complexe structuur van de ogen overheerst maximale hoeveelheid insecten zijn afhankelijk van de ontwikkeling van het levende wezen zelf. Dergelijke ogen bestaan uit meerdere individuen structurele elementen– ommatidia.

Er wordt licht doorgelaten en gebroken, en visuele signalen worden waargenomen. Elke individuele ommatidia onderscheidt zich door de aanwezigheid van een pigmentisolatieapparaat, dat geheel of gedeeltelijk beschermt tegen het binnendringen van zijlicht.

Ommatidia zijn onderverdeeld in twee hoofdtypen, die de structurele kenmerken van de ogen beïnvloeden.

Het appapatieoog heeft ommatidia geïsoleerd. Elk van hen kan afzonderlijk van de anderen werken en alleen zien bepaald deel omliggende ruimte. Het beeld krijgt vorm in de hersenen van het insect, als een klein mozaïek.
In de tweede groep - superpositie, worden ommatidia, hoewel gedeeltelijk, beschermd tegen laterale stralen. Dit maakt het voor insecten enigszins moeilijk om te zien bij lichtintensiteit, maar verbetert het zicht in de schemering.

Eenvoudige ogen omvatten de gezichtsorganen die bij sommige insecten worden aangetroffen en bevinden zich meestal op de bovenkant van het hoofd.

De structuur van dergelijke ogen is aanzienlijk vereenvoudigd; ze zien zwakker dan andere. Er wordt aangenomen dat dergelijke ogen volledig verstoken zijn van visueel vermogen en alleen verantwoordelijk zijn voor het verbeteren van de functies van samengestelde ogen.

En als je de facetten van een insect overschildert, zal het niet in de ruimte kunnen navigeren, ook al heeft het goed gedefinieerde ogen met een eenvoudige structuur.

Larvale ogen zijn de gezichtsorganen die insectenlarven hebben en die het vermogen hebben om volledig in samengestelde ogen te veranderen. Hun structuur is enigszins vereenvoudigd, waardoor het insect niet goed kan zien.

Onderscheidende kenmerken van insectenvisie

Het zicht van insecten wordt al lange tijd bestudeerd. Dankzij de toegenomen belangstelling van wetenschappelijke specialisten was het mogelijk om veel te weten te komen onderscheidende kenmerken gerelateerd aan oogprestaties.

En hoe dan ook: het gebouw visuele organen zo verschillend dat de kwaliteit van beeldperceptie, kleur, volume, beweging verschillende groepen insecten zijn anders. Dit wordt beïnvloed door verschillende factoren:

samengesteld oog is anders structurele structuur ommatidia en aantal, convexiteit, locatie en vorm;
eenvoudige ogen en stemma verschillen in aantal en fijnheid van structuur grote hoeveelheid opties.

Insectenogen met verschillende aantallen ommatidia:

een mier heeft 6000 facetten
de vlieg heeft 4000
kevers hebben er 9000
vlinders hebben er 17.000
en het meest complexe oog van een libel heeft 28.000-30.000 facetten.

Insecten zien anders: het zichtbare spectrum van licht wordt aan de linkerkant verkleind en aan de rechterkant vergroot.

Bij een libel onderscheiden alleen de onderste facetten kleuren, de bovenste onderscheiden vorm. De ogen van de libel houden zich bezig meest hoofd, zodat de libel kan zien en voelen wat er achter zijn rug gebeurt. De libel ziet het object niet, maar voelt de warmte ervan en ziet het in het infraroodbereik.

Insecten kunnen vormen onderscheiden, maar dit gebeurt niet op dezelfde manier als bij mensen. Vlinders en bijen negeren een cirkel of ovaal, maar worden aangetrokken door de radiale structuur, die doet denken aan de kroon van een bloem. Een object dat wordt gekenmerkt door de complexiteit van zijn figuur en schaduwspel zal veel sneller de aandacht trekken. Het is ook interessant dat bijen houden van objecten die klein van formaat zijn.
Het is opmerkelijk dat insecten objecten zelfs op locatie kunnen ‘herkennen’.

Hoe zien insecten?

Een vlieg ontwijkt scherp een voorwerp dat op hem af vliegt, een vlinder kiest een bepaalde bloem en een rups kruipt naar de grond toe. hoge boom. Insecten hebben net als mensen ook visuele organen, maar ze zien en waarnemen de wereld op een bijzondere manier. Met zijn uitzonderlijke visie, ontoegankelijk voor de mens. Sommige insecten kunnen alleen licht en donker bepalen, terwijl anderen goed thuis zijn in tinten. Hoe zien insecten de wereld?

De manier waarop insecten de wereld zien

Hun vermogen om te zien is verdeeld in drie manieren.

Hele lichaamsoppervlak

Interessante functie, waarin het niet nodig is om ogen te hebben. Maar het grote nadeel is dat het insect alleen licht van duisternis kan onderscheiden. Het ziet geen objecten of kleuren. Hoe werkt het? Het licht dringt door de cuticula, de buitenste huidlaag, en bereikt de kop van het insect. Daar vindt een reactie plaats in de hersencellen en het insect begrijpt dat er licht op valt. Zo'n apparaat is niet voor iedereen beschikbaar, maar het is erg handig voor die insecten die ondergronds leven, bijvoorbeeld regenwormen of blinde grotkevers. Dit type visie wordt aangetroffen bij kakkerlakken, bladluizen en rupsen.

Gerelateerde materialen:

Waar is stuifmeel voor?

Met simpele ogen

Insecten met eenvoudige ogen hebben meer geluk. Ze kunnen niet alleen duisternis van licht onderscheiden, maar ook onderscheid maken tussen individuele objecten en zelfs hun vorm. Dergelijke ogen worden het vaakst aangetroffen in insectenlarven. Muggenlarven hebben bijvoorbeeld ogen in plaats van ogen. donkere plekken die licht opvangen. Maar rupsen hebben vijf tot zes ogen aan elke kant van hun hoofd. Hierdoor is ze goed thuis in formulieren. Maar ze ziet verticale objecten veel beter dan horizontale. Als ze bijvoorbeeld een boom moet kiezen, kruipt ze liever naar de boom die hoger is dan naar de boom die breder is.

Samengestelde of samengestelde ogen

Dergelijke ogen worden het vaakst aangetroffen bij volwassen insecten. Je kunt ze meteen identificeren: ze bevinden zich meestal aan de zijkanten van het hoofd. Samengestelde ogen zijn veel complexer en gevarieerder dan alle andere. Ze kunnen de vormen van objecten herkennen en kleuren identificeren. Sommige insecten zien overdag goed, terwijl andere 's nachts goed zien. Een interessant kenmerk van deze ogen is dat ze niet het hele plaatje als geheel zien, maar alleen stukjes. En al in de hersenen stelt het insect een puzzel samen uit de ontvangen beelden om het volledige plaatje te zien. Hoe slaagt een vlieg erin om tijdens de vlucht alle stukken van een fragment met elkaar te verbinden? Verrassend genoeg ziet ze tijdens de vlucht beter dan in rust. En voor een landingsplaats zal elk insect eerder iets kiezen dat beweegt of zwaait.

Ieder van ons die minstens één keer heeft geprobeerd een vervelende vlieg kwijt te raken door er achteraan te rennen met een knaller in de hand, weet heel goed dat deze taak niet altijd gemakkelijk te volbrengen is, en soms zelfs volkomen onmogelijk. De reactie van de grijszwarte kleine huurder is precies goed. Het punt is dat jij niet haar concurrent bent. Waarom? Lees het artikel waarin wij je alles vertellen over gevleugeld ongedierte.

In welk opzicht is deze vlieg superieur aan ons:

in bewegingssnelheid (meer dan twintig km per uur),
haar snelle bewegingen kunnen volgen.

Hoe vliegen zien

Wij, vertegenwoordigers van het menselijk ras, die onszelf zo perfect en almachtig beschouwen, hebben alleen een binoculair zicht, waardoor we ons kunnen concentreren op specifiek voorwerp of in een bepaald smal gebied voor ons, en kunnen op geen enkele manier zien wat er achter ons gebeurt, maar voor een vlieg is dit geen probleem, aangezien zijn zicht panoramisch is, hij ziet de hele ruimte op 360 graden ( elk oog kan een zicht van 180 graden bieden).

Bovendien zijn deze insecten niet alleen dankzij anatomische structuur zijn visuele apparatuur Ze kunnen tegelijkertijd in verschillende richtingen kijken, maar ze kunnen ook doelbewust de ruimte om hen heen overzien. EN dit alles is voorzien aan de zijkanten gelegen met twee grote bolle ogen die duidelijk opvallen op de kop van het insect. Zo'n enorm gezichtsveld bepaalt het bijzondere ‘inzicht’ van deze insecten. Bovendien hebben ze aanzienlijk minder tijd nodig om objecten te identificeren dan wij mensen. Hun gezichtsscherpte is ook 3 keer groter dan die van mensen.

Structuur van samengestelde ogen

Als je het oog van een vlieg onder een microscoop onderzoekt, kun je zien dat het, net als een mozaïek, is opgebouwd uit vele kleine secties - facetten - zeshoekige structurele eenheden, die van buitenaf erg op een honingraat lijken. Zo'n oog dienovereenkomstig facet genoemd, en de facetten zelf worden ook ommatidia genoemd. Er zijn ongeveer vierduizend van dergelijke facetten in het oog van een vlieg. Ze geven allemaal hun beeld (een klein deel van het geheel), en de hersenen van de vlieg vormen daaruit het totaalbeeld, als uit een puzzel.

Panoramisch, facet visie en binoculair, wat kenmerkend is voor mensen, hebben diametraal tegenovergestelde doeleinden. Voor insecten om snel te kunnen navigeren en meer naderend gevaar opmerkt, maar ook om tijd te hebben om het te vermijden, is het belangrijk om een specifiek object niet goed en duidelijk te zien, maar vooral om tijdig bewegingen en veranderingen in de ruimte waar te nemen.

Er is nog een merkwaardig kenmerk van de visuele perceptie van de vlieg van de omringende wereld, wat betreft het kleurenpalet. Sommigen van hen, zo bekend voor onze ogen, kunnen helemaal niet door insecten worden onderscheiden, anderen zien er voor hen anders uit dan voor ons, in verschillende kleuren. Wat betreft de kleurrijkheid van de omringende ruimte - vliegen differentiëren niet alleen de zeven primaire kleuren, maar ook hun subtielste tinten, omdat hun ogen niet alleen zichtbaar licht kunnen zien, maar ook ultraviolet, wat mensen helaas niet mogen zien. Het blijkt dat binnen visuele perceptie vliegt de wereld rooskleuriger dan die van mensen.

Er moet ook worden opgemerkt dat het bepaalde voordelen heeft visueel systeem, deze vertegenwoordigers van de zespotige wereld (ja, ze hebben 3 paar poten) kunnen niet zien in het donker. 'S Nachts slapen ze omdat ze door hun ogen niet kunnen navigeren donkere tijd dagen.

En deze kleine en behendige wezens merken alleen kleine en bewegende objecten op. Een insect neemt zo'n groot object niet waar, bijvoorbeeld als een persoon. En hier naderende menselijke hand De ogen van de vlieg zien perfect en zenden onmiddellijk het noodzakelijke signaal naar de hersenen. Ook zal het voor hen niet moeilijk zijn om enig ander snel naderend gevaar te zien, dankzij de complexe en betrouwbare structuur van de ogen, waardoor het insect tegelijkertijd de ruimte in alle richtingen kan zien - rechts, links, omhoog, terug en vooruit en dienovereenkomstig reageren, zichzelf reddend, en daarom zijn ze zo moeilijk te slaan.

Dankzij talrijke facetten kan de vlieg zeer snel bewegende objecten volgen met een hoge beeldhelderheid. Ter vergelijking, als de visie van een persoon kan 16 frames per seconde waarnemen, dan heeft een vlieg 250-300 frames per seconde. Deze eigenschap is nodig voor vliegen, zoals reeds beschreven, om bewegingen vanaf de zijkant te detecteren, maar ook voor hun eigen oriëntatie in de ruimte tijdens snelle vluchten.

Aantal ogen in een vlieg

Trouwens, naast twee grote complexen samengestelde ogen, de vlieg heeft nog drie eenvoudige, gelokaliseerd op het voorste gedeelte hoofden in het interval tussen de facetten. In tegenstelling tot de complexe zijn deze drie nodig om objecten van dichtbij te kunnen zien, aangezien het complexe oog in dit geval nutteloos is.

Dus op de vraag hoeveel ogen dat doen huisvlieg, kunnen we nu nauwkeurig antwoorden dat het er vijf zijn:

twee facetten (complex), bestaande uit duizenden ommatidia en noodzakelijk om informatie te verkrijgen over gebeurtenissen die snel veranderen in de ruimte,
en drie eenvoudige ogen, waardoor als het ware de scherpte kan worden gericht.

Samengestelde ogen bevinden zich in vliegen aan de zijkanten van het hoofd, en bij vrouwen is de locatie van de gezichtsorganen enigszins uitgebreid (gescheiden door een breed voorhoofd), terwijl bij mannen de ogen iets dichter bij elkaar staan.

toon alles

Rassen van de structuur van de gezichtsorganen

Bij insecten kunnen ogen in drie varianten worden gepresenteerd:

(gefacetteerd);
(dorsaal, ocelli);
larvale (lateraal, larvale). (foto)

Zij hebben andere structuur en ongelijk vermogen om te zien.

Samengestelde ogen worden bij de meeste insecten aangetroffen, en hoe hoger ontwikkeld deze laatste zijn, des te beter zijn hun visuele organen gewoonlijk ontwikkeld. ook wel facet genoemd, omdat ze buitenoppervlak Het wordt weergegeven door een reeks lenzen die naast elkaar zijn geplaatst - facetten.

Ommatidium

A (links) - appositioneel ommatidium,

B (rechts) - superpositie ommatidium

1 - axonen visuele cellen, 2 - netvliescellen,

3 - hoornvlies, 4 - kristallijne kegel,

5 - pigmentcellen, 6 - lichtgeleider, 7 - rhabdom

Het samengestelde oog bestaat meestal uit verschillende grote hoeveelheid individuele structurele eenheden - ommatidia. omvatten een aantal structuren die zorgen voor geleiding, breking van licht (facet, hoornvliescellen, kristallijne kegel) en perceptie van visuele signalen (retinale cellen, rhabdom, zenuwcellen). Bovendien heeft elk een pigmentisolatieapparaat, waardoor het geheel of gedeeltelijk beschermd is tegen zijstralen.

Diagram van de structuur van een eenvoudig oog

Van alle soorten ogen hebben insecten het zwakste vermogen om te zien. Volgens sommige rapporten vervullen ze helemaal geen visuele functie en zijn ze alleen verantwoordelijk voor het verbeteren van de functie van de samengestelde ogen. Dit wordt met name bewezen door het feit dat er bij insecten vrijwel geen eenvoudige zijn zonder complexe. Bovendien, wanneer de samengestelde ogen worden overschilderd, houden insecten op zich in de ruimte te oriënteren, zelfs als ze goed gedefinieerde ogen hebben.

Kenmerken van insectenvisie

Er is enorm veel geld besteed aan de studie van het zicht van insecten. wetenschappelijke werken. Vanwege de belangstelling van specialisten zijn veel van de kenmerken van de ogen van Insecta nu op betrouwbare wijze opgehelderd. De structuur van de visuele organen in deze organismen is echter zo divers dat de kwaliteit van het gezichtsvermogen, de perceptie van kleur en volume, het onderscheid tussen bewegende en stilstaande objecten, de herkenning van bekende visuele beelden en andere eigenschappen van het gezichtsvermogen enorm variëren tussen verschillende groepen insecten. . De volgende factoren kunnen dit beïnvloeden: in een samengesteld oog - de structuur van ommatidia en hun aantal, convexiteit, locatie en vorm van de ogen; in eenvoudige ogen en - hun aantal en subtiele structurele kenmerken, die kunnen worden weergegeven door een aanzienlijke verscheidenheid aan opties. De visie van bijen is tot nu toe het beste bestudeerd.

De beweging van een object speelt een bepaalde rol bij de perceptie van vorm. Insecten landen eerder op bloemen die in de wind zwaaien dan op stilstaande bloemen. libellen rennen achter een bewegende prooi aan, en mannelijke vlinders reageren op vliegende vrouwtjes en hebben moeite met het zien van zittende vlinders. Dit komt waarschijnlijk door een bepaalde frequentie van irritatie van de ommatidia van de ogen tijdens beweging, flikkeren en flikkeren.

Herkennen van bekende voorwerpen

Insecten herkennen bekende objecten niet alleen aan kleur en vorm, maar ook aan de rangschikking van objecten eromheen, dus het idee van de uitzonderlijke primitiviteit van hun visie kan niet waar worden genoemd. De Zandwesp vindt bijvoorbeeld de ingang van een hol, geleid door de voorwerpen die zich eromheen bevinden (gras, stenen). Als ze worden verwijderd of hun locatie wordt gewijzigd, kan dit het insect in verwarring brengen.

Perceptie van afstand

Dit kenmerk kan het beste worden bestudeerd aan de hand van het voorbeeld van libellen, loopkevers en andere roofinsecten.

Het vermogen om afstand te bepalen is te danken aan de aanwezigheid van hogere insecten binoculair zicht, dat wil zeggen twee ogen waarvan de gezichtsvelden elkaar gedeeltelijk kruisen. De structurele kenmerken van de ogen bepalen hoe groot de kijkafstand van een bepaald insect is. Springkevers reageren bijvoorbeeld op een prooi en bespringen deze wanneer ze zich op een afstand van 15 cm van het object bevinden.

Lichtgevende beweging

Veel insecten bewegen zo dat ze constant dezelfde hoek van lichtinval op het netvlies behouden. Dus, zonnestralen zijn een soort kompas waarmee het insect wordt georiënteerd. Volgens hetzelfde principe bewegen motten zich in de richting van kunstmatige lichtbronnen.

Verbazingwekkend ongebruikelijke ogen de gewone vlieg heeft!
Dankzij de Duitse wetenschapper Exner konden mensen in 1918 voor het eerst naar de wereld kijken door de ogen van een insect. Exner bewees het bestaan van een ongebruikelijk mozaïekzicht bij insecten. Hij fotografeerde een raam door het samengestelde oog van een vuurvliegje dat op een microscoopglaasje was geplaatst. De foto toonde een afbeelding van een raamkozijn en daarachter de wazige omtrek van een kathedraal.

De samengestelde ogen van de vlieg worden samengestelde ogen genoemd en bestaan uit vele duizenden kleine, individuele zeshoekige facetogen die ommatidia worden genoemd. Elk ommatidium bestaat uit een lens en een aangrenzende lange transparante kristallijne kegel.

Bij insecten kan het samengestelde oog 5.000 tot 25.000 facetten hebben. Het oog van een huisvlieg bestaat uit 4000 facetten. De gezichtsscherpte van de vlieg is laag: hij ziet 100 keer erger dan een mens. Interessant is dat bij insecten de gezichtsscherpte afhangt van het aantal facetten in het oog!
Elk facet neemt slechts een deel van het beeld waar. De onderdelen passen in één plaatje en de vlieg ziet een ‘mozaïekbeeld’ van de omringende wereld.

Hierdoor heeft de vlieg een bijna cirkelvormig gezichtsveld van 360 graden. Ze ziet niet alleen wat er voor haar is, maar ook wat er om en achter haar gebeurt. grote samengestelde ogen zorgen ervoor dat de vlieg tegelijkertijd in verschillende richtingen kan kijken.

In de ogen van een vlieg vindt reflectie en breking van licht zo plaats dat het maximale deel ervan in een rechte hoek het oog binnendringt, ongeacht de invalshoek.

Het samengestelde oog is een raster optisch systeem, waarin er, in tegenstelling tot het menselijk oog, geen enkel netvlies is.
Elke ommatidia heeft zijn eigen dioptrie. Overigens bestaat het concept van accommodatie, bijziendheid of verziendheid niet voor een vlieg.

Een vlieg ziet, net als een mens, alle kleuren van het zichtbare spectrum. Bovendien kan de vlieg onderscheid maken tussen ultraviolet en gepolariseerd licht.

De begrippen accommodatie, bijziendheid of verziendheid zijn de vlieg niet bekend.
De ogen van een vlieg zijn erg gevoelig voor veranderingen in de helderheid van het licht.

Door de samengestelde ogen van de vlieg te bestuderen, hebben ingenieurs ontdekt dat de vlieg in staat is zeer nauwkeurig de snelheid te bepalen van objecten die met enorme snelheden bewegen. Ingenieurs hebben het principe van vliegenogen gekopieerd om hogesnelheidsdetectoren te creëren die de snelheid van vliegende vliegtuigen detecteren. Dit apparaat wordt het "vliegenoog" genoemd

Panoramische camera "vliegenoog"

Wetenschappers van de École Polytechnique Fédérale de Lausanne hebben een 360 graden camera uitgevonden waarmee beelden in 3D kunnen worden omgezet zonder ze te vervormen. Ze stelden een compleet nieuw ontwerp voor, geïnspireerd op het ontwerp van een vliegenoog.
De vorm van de camera lijkt op een kleine halve bol ter grootte van een sinaasappel; langs het oppervlak bevinden zich 104 minicamera's, vergelijkbaar met die in mobiele telefoons.

Dit panoramische camera geeft een driedimensionaal beeld op 360 graden. Elk van de composietcamera’s kan echter afzonderlijk worden gebruikt, waardoor de aandacht van de kijker op bepaalde delen van de ruimte wordt overgebracht.
Met deze uitvinding hebben wetenschappers twee hoofdproblemen van traditionele filmcamera's opgelost: onbeperkte beeldhoek en scherptediepte.

FLEXIBELE CAMERA 180 GRADEN

Een team van onderzoekers van de Universiteit van Illinois, onder leiding van professor John Rogers, heeft een gefacetteerde camera gemaakt die werkt volgens het principe van het oog van een insect.
Een nieuw apparaat qua uiterlijk en op zijn eigen manier interne structuur lijkt op het oog van een insect.

De camera bestaat uit 180 kleine lenzen, elk met een eigen fotosensor. Hierdoor kan elk van de 180 microcamera’s autonoom werken, in tegenstelling tot conventionele camera’s. Als we een analogie trekken met de dierenwereld, dan is 1 microlens 1 facet van een vliegoog. Vervolgens gaan de door microcamera's verkregen lage-resolutiegegevens een processor binnen, waar deze 180 kleine plaatjes worden samengevoegd tot een panorama, waarvan de breedte overeenkomt met een kijkhoek van 180 graden.

De camera vereist geen scherpstelling, d.w.z. Objecten die dichtbij zijn, kunnen net zo goed worden gezien als objecten die ver weg zijn. De vorm van de camera kan niet alleen halfrond zijn. Het kan vrijwel elke vorm worden gegeven. . Alle optische elementen zijn gemaakt van elastisch polymeer, dat wordt gebruikt bij de vervaardiging van contactlenzen.
Er kan een nieuwe uitvinding worden gevonden brede toepassing niet alleen in beveiligings- en bewakingssystemen, maar ook in computers van de nieuwe generatie.