Fazetové oči: ako sa líšia od jednoduchých? Koľko očí má obyčajná mucha? Štruktúra oka hmyzu.

Typy zložených očí

Schéma štruktúry apozičného zloženého oka: 1 - fazety rohovky; 2 - prístroj na lámanie svetla; 3 - pigmentové bunky; 4 - zrakové bunky; 5 - fotosenzitívny prvok ommatídium; 6 - axóny zrakových buniek smerujúce do optických ganglií; 7 - kryty hlavy; 8 - očná kapsula.

V závislosti od anatomických znakov ommatídie a ich optických vlastností sa rozlišujú 3 typy zložených očí: apozičné (fotopické), optická superpozícia a neurosuperpozícia (súhrnne nazývané skotopické). U niektorých druhov hmyzu (kudlanky, májky) môže byť jedna časť oka postavená podľa typu apozície a druhá podľa typu superpozície.

Vo fazetových očiach všetkých typov je skutočným svetlocitlivým prvkom rabdomér zrakových buniek obsahujúcich fotopigment (zvyčajne podobný rodopsínu). Absorpcia svetelných kvánt fotopigmentom je prvým článkom v reťazci procesov, v dôsledku ktorých zraková bunka generuje nervový signál.

Apozičné (fotopické) zložené oči

V apozične zložených očiach, ktoré sú zvyčajne charakteristické pre denný hmyz, sú susedné ommatídie neustále navzájom izolované nepriehľadným pigmentom a receptory vnímajú len svetlo, ktorého smer sa zhoduje s osou danej ommatídie.

Optosuperpozičné zložené oči

V optosuperpozičných zložených očiach, charakteristických pre nočný a súmrakový hmyz a mnohé kôrovce, je izolácia ommatídií premenlivá (kvôli schopnosti pigmentu pohybovať sa) a pri nedostatku svetla dochádza k prekrývaniu (superpozícii) dopadajúcich lúčov. v šikmom uhle, ktoré prešli nie cez jednu, ale cez niekoľko faziet. Pri slabom osvetlení sa teda zvyšuje citlivosť oka.

Neurosuperpozícia zložené oči

Neurosuperpozičné zložené oči sú charakterizované súčtom signálov z vizuálnych buniek umiestnených v rôznych ommatídiách, ale prijímajúcich svetlo z rovnakého bodu v priestore.

Rozlíšenie a vnímanie farieb

Schéma vzhľadu sieťového obrazu v apozícii (a), optickej superpozícii (b) a neurosuperpozícii (c) zložené oči: 1 - samostatné ommatídie s jedným alebo oddeleným fotosenzitívnym prvkom, zložené rabdomérmi; 2 - axóny zrakových buniek. Zatienené sú tie prvky citlivé na svetlo, ktoré sú zasiahnuté paralelnými lúčmi svetla (znázornené šípkami).

Zdroje

  • zložené oči- článok z Veľkej sovietskej encyklopédie

Nadácia Wikimedia. 2010.

Pozrite sa, čo sú „zložené oči“ v iných slovníkoch:

    Zložené oči (oculi), hlavný párový orgán videnia kôrovcov, hmyzu a niektorých ďalších bezstavovcov, tvorené ommatídiami, ktorých rohovková šošovka má tvar konvexnej 6-fazetovej fazety (francúzsky fazeta fazety, odtiaľ názov). F. napr....... Biologický encyklopedický slovník

    Zložené oči u niektorých druhov hmyzu. Slovník cudzích slov zahrnutých v ruskom jazyku. Chudinov A.N., 1910. ZLOŽENÉ OČI zložené oči sa nachádzajú u väčšiny hmyzu a pozostávajú z prostriedkov. počet jednoduchých očí: u mravcov od 50 ... ... Slovník cudzích slov ruského jazyka

    - (z francúzskeho fazetového okraja) (zložené oči) párový orgán videnia hmyzu, kôrovcov a niektorých iných bezstavovcov; tvorené početnými jednotlivými ocelli ommatidia. Dobre vnímajú pohybujúce sa predmety, poskytujú široké pole ... ...

    - (z francúzskeho fazetového okraja), zložené oči, párový orgán videnia hmyzu, kôrovcov a niektorých iných bezstavovcov; tvorené početnými jednotlivými očami ommatídia. Dobre vnímajú pohybujúce sa objekty, poskytujú široké pole ... encyklopedický slovník

    Zložené oči, hlavný párový orgán videnia hmyzu, kôrovcov a niektorých iných bezstavovcov; tvorené špeciálnymi štruktúrnymi jednotkami - ommatídiami (Pozri Ommatidium), ktorých rohovková šošovka má tvar konvexného šesťuholníka - ... ... Veľká sovietska encyklopédia

    - (z francúzskeho fazetového okraja) (zložené oči), párový orgán videnia hmyzu, kôrovcov a niektorých iných bezstavovcov; tvorený početnými oddelené oči ommatídie. Dobre vnímajú pohybujúce sa predmety, poskytujú široké zorné pole. ... ... Prírodná veda. encyklopedický slovník

    Alebo zložené oči článkonožcov (pozri Oko) dostali tento názov, pretože chitín kože tvorí zhrubnutie alebo fazetu nad každým okom (Cornea Linse). Celá sada polyedrických faziet predstavuje pole pripomínajúce krajnú dlažbu… Encyklopedický slovník F.A. Brockhaus a I.A. Efron

    Rovnako ako zložené oči. * * * ZLOŽENÉ OČI ZLOŽENÉ OČI, rovnaké ako zložené oči (pozri ZLOŽENÉ OČI) ... encyklopedický slovník

    Rovnako ako zložené oči... Veľký encyklopedický slovník

    Rovnako ako zložené oči. .(

Oko hmyzu pri veľkom zväčšení vyzerá ako malá mriežka.
Oko hmyzu sa totiž skladá z mnohých malých faziet. Oči hmyzu sa nazývajú fazetové. Drobné fazetové oko sa nazýva ommatidium. Ommatidium má podobu dlhého úzkeho kužeľa, ktorého základ tvorí šošovka, ktorá vyzerá ako šesťuholník. Odtiaľ pochádza názov zloženého oka: fazeta vo francúzštine znamená „hrana“.

Zväzok ommatídie tvorí zložité, okrúhle, hmyzie oko.

Každé ommatídium má veľmi obmedzené zorné pole: zorný uhol ommatídia v centrálnej časti oka je len asi 1 ° a na okrajoch oka - až 3 °. Ommatidium „vidí“ len ten maličký úsek predmetu pred svojimi očami, na ktorý je „namierený“, teda tam, kam smeruje pokračovanie jeho osi. Ale keďže ommatídia sú blízko seba a ich osi v okrúhlom oku sa rozchádzajú ako lúče, celé zložené oko objíma objekt ako celok. Okrem toho sa v ňom získa obraz objektu ako mozaika, to znamená, že sa skladá zo samostatných častí.

Počet ommatídií v oku sa u rôznych druhov hmyzu líši. Mravec robotnica má v oku len asi 100 ommatídií, mucha domáca asi 4 000, včela robotnica 5 000, motýle až 17 000 a vážky až 30 000! Zrak mravca je teda veľmi priemerný, zatiaľ čo obrovské oči vážky - dve dúhové pologule - poskytujú maximálne zorné pole.

Vzhľadom na to, že optické osi ommatídie sa rozchádzajú v uhloch 1-6°, obrazová čistota hmyzu nie je príliš vysoká: nerozlišujú jemné detaily. Väčšina hmyzu je navyše krátkozraká: okolité predmety vidí na vzdialenosť len niekoľkých metrov. Ale zložené oči sú dokonale schopné rozlíšiť blikanie (blikanie) svetla s frekvenciou až 250 – 300 hertzov (pre človeka je hraničná frekvencia asi 50 hertzov). Oči hmyzu dokážu určiť intenzitu svetelného toku (jas) a navyše majú jedinečnú schopnosť: dokážu určiť rovinu polarizácie svetla. Táto schopnosť im pomáha orientovať sa, keď slnko na oblohe nevidno*.

Hmyz vidí farby, ale nie tak ako my. Napríklad včely „nepoznajú“ červenú a nerozoznajú ju od čiernej, ale vnímajú pre nás neviditeľné ultrafialové lúče, ktoré sa nachádzajú na opačnom konci spektra. Niektoré motýle, mravce a iný hmyz tiež rozlišujú ultrafialové svetlo. Mimochodom, práve slepota opeľujúceho hmyzu nášho pásu na červenú farbu vysvetľuje zvláštny fakt, že medzi našou divokou flórou nie sú žiadne rastliny so šarlátovými kvetmi.

*Svetlo prichádzajúce zo slnka nie je polarizované, to znamená, že jeho fotóny majú ľubovoľnú orientáciu. Svetlo sa však pri prechode atmosférou v dôsledku rozptylu molekulami vzduchu polarizuje a v tomto prípade rovina jeho polarizácie smeruje vždy k slnku.

Okrem zložených očí má hmyz ešte tri jednoduché ocelli s priemerom 0,03-0,5 mm, ktoré sú umiestnené vo forme trojuholníka na fronto-parietálnom povrchu hlavy. Tieto oči nie sú prispôsobené na rozlišovanie predmetov a sú potrebné na úplne iný účel. Meria priemernú úroveň osvetlenia, ktorá sa používa ako referenčný bod ("nulový signál") pri spracovaní vizuálnych signálov. Ak sú tieto oči nalepené na hmyz, zachová si schopnosť priestorovej orientácie, ale môže lietať len pri silnejšom svetle ako zvyčajne. Dôvodom je, že nalepené oči berú čierne pole ako „strednú úroveň“ a tým poskytujú zloženým očiam širší rozsah osvetlenia, čím sa znižuje ich citlivosť.

Obyčajná mucha má úžasné, nezvyčajné oči!
Po prvý raz sa ľudia mohli pozrieť na svet očami hmyzu v roku 1918 vďaka nemeckému vedcovi Eksnerovi. Exner dokázal prítomnosť nezvyčajného mozaikového videnia u hmyzu. Okno odfotografoval cez zložené oko svetlušky umiestnenej na mikroskopickom sklíčku. Na fotografii bol obraz okenného rámu a za ním nejasný obrys katedrály.

Zložené oči muchy sa nazývajú zložené oči, pozostávajú z mnohých tisícok malých, jednotlivých šesťhranných fazetových očí nazývaných ommatídia. Každé ommatídium pozostáva zo šošovky a dlhého priehľadného kryštalického kužeľa, ktorý k nej prilieha.

U hmyzu môže mať zložené oko 5 000 až 25 000 faziet. Oko muchy domácej pozostáva zo 4000 faziet. Zraková ostrosť muchy je nízka, vidí 100-krát horšie ako človek. Je zaujímavé, že u hmyzu závisí zraková ostrosť od počtu faziet v oku!
Každý aspekt vníma len časť obrazu. Časti tvoria jeden obrázok a mucha vidí „mozaikový obraz“ okolitého sveta.

Vďaka tomu má mucha takmer kruhové zorné pole 360 ​​stupňov. Vidí nielen to, čo je pred ňou, ale aj to, čo sa deje okolo a za sebou, t.j. veľké zložené oči umožňujú muche pozerať sa súčasne rôznymi smermi.

V očiach muchy dochádza k odrazu a lomu svetla tak, že jeho maximálna časť vstupuje do oka v pravom uhle, bez ohľadu na uhol dopadu.

Zložené oko je rastrový optický systém, v ktorom na rozdiel od ľudského oka nie je jediná sietnica.
Každé ommatídium má svoj vlastný dioptrický aparát. Mimochodom, pojem akomodácia, krátkozrakosť či ďalekozrakosť pre muchu neexistuje.

Mucha, rovnako ako človek, vidí všetky farby viditeľného spektra. Okrem toho je mucha schopná rozlíšiť ultrafialové a polarizované svetlo.

Pojmy ako akomodácia, krátkozrakosť alebo ďalekozrakosť mucha nepozná.
Oči muchy sú veľmi citlivé na zmeny jasu svetla.

Štúdia fazetových očí muchy ukázala inžinierom, že mucha je schopná veľmi presne určiť rýchlosť objektov pohybujúcich sa veľkou rýchlosťou. Inžinieri skopírovali princíp lietajúcich očí, aby vytvorili vysokorýchlostné detektory, ktoré určujú rýchlosť lietajúcich lietadiel. Takéto zariadenie sa nazýva „oko muchy“

Panoramatická kamera typu fly-eye

Vedci z Federálnej polytechnickej školy v Lausanne vynašli 360-stupňovú kameru, ktorá umožňuje transformovať obraz do 3D bez jeho skreslenia. Prišli s úplne novým dizajnom inšpirovaným dizajnom mušieho oka.
Tvar fotoaparátu pripomína malú pologuľu veľkosti pomaranča, na povrchu je 104 mini-kamier, podobných tým, ktoré sú zabudované v mobilných telefónoch.

Táto panoramatická kamera poskytuje 360-stupňový 3D obraz. Každú z kompozitných kamier je však možné použiť aj samostatne a preniesť tak pozornosť diváka do určitých oblastí priestoru.
Týmto vynálezom vedci vyriešili dva hlavné problémy tradičných filmových kamier: neobmedzený uhol v priestore a hĺbku ostrosti.


FLEXIBILNÁ 180 STUPŇOVÁ KAMERA

Skupina výskumníkov z University of Illinois pod vedením profesora Johna Rogersa vytvorila fazetovú kameru, ktorá funguje na princípe oka hmyzu.
Nové zariadenie zvonka a svojou vnútornou štruktúrou pripomína oko hmyzu.


Fotoaparát sa skladá zo 180 malých šošoviek, z ktorých každá má vlastný fotosnímač. To umožňuje každej zo 180 mikrokamier pracovať autonómne, na rozdiel od bežných kamier. Ak nakreslíme analógiu so svetom zvierat, potom 1 mikrošošovka je 1 fazeta oka muchy. Dáta s nízkym rozlíšením zachytené mikrokamerami sa potom posielajú do procesora, kde sa týchto 180 malých obrázkov poskladá do panorámy, ktorej šírka zodpovedá 180-stupňovému zornému poľu.

Fotoaparát nevyžaduje zaostrovanie, t.j. objekty, ktoré sú blízko, je možné vidieť rovnako dobre ako objekty, ktoré sú ďaleko. Tvar komory môže byť nielen pologuľovitý. Môže mať takmer akýkoľvek tvar. . Všetky optické prvky sú vyrobené z elastického polyméru, ktorý sa používa pri výrobe kontaktných šošoviek.
Nový vynález môže byť široko používaný nielen v bezpečnostných a sledovacích systémoch, ale aj v počítačoch novej generácie.

Muchy aj včely majú päť očí. Tri jednoduché oči sú umiestnené v hornej časti hlavy (dalo by sa povedať, že na temene hlavy) a dve zložité alebo fazetované po stranách hlavy. Zložené oči múch, včiel (ale aj motýľov, vážok a niektorého iného hmyzu) sú predmetom nadšeného štúdia vedcov. Faktom je, že tieto orgány videnia sú veľmi zaujímavé. Skladajú sa z tisícok jednotlivých šesťuholníkov alebo, vedecky povedané, faziet. Každá z faziet je miniatúrne oko, ktoré poskytuje obraz samostatnej časti objektu. Zložité oči muchy domácej majú asi 4 000 faziet, včela robotnica 5 000, trúd 8 000, motýľ až 17 000 a vážka až 30 000. Ukazuje sa, že oči hmyzu posielajú niekoľko tisíc obrázkov jednotlivé časti predmetu do ich mozgu, ktoré síce splývajú do obrazu predmetu ako celku, no napriek tomu tento predmet vyzerá ako poskladaný z mozaiky.

Prečo potrebujete zložené oči? Predpokladá sa, že s ich pomocou sa hmyz orientuje v lete. Zatiaľ čo jednoduché oči sú určené na skúmanie objektov, ktoré sú blízko. Takže, ak včela odstráni alebo prilepí zložené oči, potom sa správa ako slepá včela. Ak sú jednoduché oči prilepené, potom sa zdá, že hmyz má pomalú reakciu.

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

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

Zvláštnosť hmyzu so zloženými očami, ktorá dokáže zachytiť aj ten najmenší pohyb, je znázornená na nasledujúcom príklade: ak si včely a muchy sadnú s ľuďmi, aby sledovali film, potom sa im bude zdať, že dvojnohí diváci sa dlho pozerajú na jeden záber. pred prechodom na ďalšiu. Aby hmyz mohol sledovať film (a nie jednotlivé snímky, napríklad fotografiu), film projektora sa musí otočiť 10-krát rýchlejšie.

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

Všetci ľudia vedia, že je veľmi ťažké chytiť alebo udrieť muchu: veľmi dobre vidí a okamžite reaguje na akýkoľvek pohyb a vyletí. Odpoveď spočíva v jedinečnej vízii tohto hmyzu. Odpoveď na otázku, koľko očí má mucha, pomôže pochopiť dôvod jej nepolapiteľnosti.

Zariadenie zrakových orgánov

Dom alebo obyčajná mucha má čiernosivú farbu tela do 1 cm dĺžky a mierne žltkasté brucho, 2 páry sivých krídel a hlavu s veľkými očami. Patrí k najstarším obyvateľom planéty, o čom svedčia aj údaje archeológov, ktorí objavili exempláre staré 145 miliónov rokov.

Pri skúmaní hlavy muchy pod mikroskopom môžete vidieť, že má veľmi originálne objemné oči umiestnené na oboch stranách. Ako môžete vidieť na fotografii očí muchy, vizuálne vyzerajú ako mozaika zložená zo 6-hranných štruktúrnych jednotiek, ktoré sa nazývajú fazety alebo ommatídia, podobne ako štruktúra plástov. V preklade z francúzštiny slovo „fasette“ znamená fazety. Z tohto dôvodu sa oči nazývajú fazetové.

Ako pochopiť, čo vidí mucha v porovnaní s osobou, ktorej videnie je binokulárne, to znamená, že sa skladá z dvoch obrázkov, ktoré vidia 2 oči? U hmyzu je vizuálny prístroj zložitejší: každé oko pozostáva zo 4 000 faziet, ktoré zobrazujú malú časť viditeľného obrazu. Preto sa v nich vytvára všeobecný obraz o vonkajšom svete podľa princípu „zbierania hádaniek“, čo nám umožňuje hovoriť o jedinečnej štruktúre mozgu múch, schopnom spracovať viac ako 100 snímok za jeden. druhý.

Na poznámku!

Fazetové videnie nie je len u múch, ale aj u iného hmyzu: včely majú 5 000 faziet, motýle - 17 000, držitelia rekordov na vážkach - až 30 000 ommatídií.

Ako vidí mucha


Takéto zariadenie zrakových orgánov neumožňuje muche sústrediť sa na konkrétny predmet alebo objekt, ale ukazuje všeobecný obraz celého okolitého priestoru, čo vám umožňuje rýchlo si všimnúť nebezpečenstvo. Pozorovací uhol každého oka je 180°, čo je spolu 360°, teda typ videnia je panoramatický.

Vďaka tejto štruktúre očí mucha dokonale skúma všetko naokolo, vrátane človeka, ktorý sa snaží prekĺznuť za ním. Kontrola nad celým okolitým priestorom jej poskytuje 100% obranu proti všetkým problémom, vrátane zhromažďovania ľudí.

Okrem 2 hlavných majú muchy ešte 3 obyčajné oči umiestnené na čele v intervaloch medzi fazetovými. Tieto orgány im umožňujú jasnejšie vidieť blízke objekty, aby ich mohli rozpoznať a okamžite reagovať.

Zaujímavé!

Zhrnutím všetkých údajov môžeme konštatovať, že víziu muchy predstavuje 5 očí: 2 fazetové - na ovládanie okolitého priestoru a 3 jednoduché - na zaostrovanie a rozpoznávanie predmetov.

Vlastnosti zrakových schopností múch

Vízia obyčajnej muchy má oveľa viac zaujímavých vlastností:

  • muchy dokonale rozlišujú hlavné farby a ich odtiene, okrem toho sú schopné rozlíšiť ultrafialové lúče;
  • v tme nevidia absolútne nič, a preto v noci spia;
  • niektoré farby z celej palety však zachytávajú trochu inak, preto sú podmienene považované za farboslepé;
  • fazetové zariadenie očí vám umožňuje opraviť všetko súčasne hore, dole, vľavo, vpravo a vpredu a umožňuje rýchlo reagovať na blížiace sa nebezpečenstvo;
  • oči muchy rozlišujú iba malé predmety, napríklad priblíženie ruky, ale nevnímajú veľkú postavu človeka alebo nábytok v miestnosti;
  • u mužov sú zložené oči bližšie k sebe ako u žien, ktoré majú širšie čelo;

Zaujímavé!

O zrakovej ostrosti svedčí aj to, koľko snímok za sekundu mucha vidí. Na porovnanie, presné čísla: človek vníma iba 16 a muchu - 250 - 300 snímok za sekundu, čo jej pomáha dokonale sa orientovať pri vysokej rýchlosti počas letu.

Vlastnosti blikania

Existuje indikátor zrakovej schopnosti, ktorý je spojený s frekvenciou blikania obrazu, teda jeho najnižšou hranicou, pri ktorej je svetlo fixované ako stály zdroj osvetlenia. Nazýva sa to CFF – kritická frekvencia flicker-fusion. Jeho hodnota udáva, ako rýchlo sú oči zvieraťa schopné aktualizovať obraz a spracovať vizuálne informácie.

Osoba je schopná rozpoznať frekvenciu blikania 60 Hz, teda aktualizáciu obrazu 60-krát za sekundu, ktorá nasleduje pri zobrazovaní vizuálnych informácií na televíznej obrazovke. Pre cicavce (psy, mačky) je táto kritická hodnota 80 Hz, preto zvyčajne neradi pozerajú televíziu.

Čím vyššia je hodnota frekvencie blikania, tým väčšiu biologickú výhodu má zviera. Preto sa to u hmyzu, u ktorého táto hodnota dosahuje 250 Hz, prejavuje v možnosti rýchlejšej reakcie na nebezpečenstvo. Koniec koncov, pre človeka, ktorý sa blíži ku „koristi“ s novinami v rukách s úmyslom ju zabiť, sa pohyb zdá rýchly, no jedinečná štruktúra oka mu umožňuje zachytiť aj okamžité pohyby, akoby v spomalenom zábere.

Podľa biológa K. Giliho je taká vysoká kritická frekvencia blikania u múch spôsobená ich malou veľkosťou a rýchlym metabolizmom.

Zaujímavé!

Rozdiel v indexe CFF pre rôzne druhy stavovcov vyzerá takto: najmenších 14 Hz je u úhorov a korytnačiek, 45 u plazov, po 60 u ľudí a žralokov, u vtákov a psov - 80, u sysľov - 120.

Vyššie uvedená analýza vizuálnych schopností nám umožňuje pochopiť, že svet očami muchy vyzerá ako zložitý systém veľkého počtu obrázkov, analogicky s malými videokamerami, z ktorých každá prenáša informácie hmyzu o malej časti. okolitého priestoru. Zostavený obraz vám umožňuje udržiavať vizuálnu "všestrannú obranu" na prvý pohľad a okamžite reagovať na prístup nepriateľov. Výskum vedcov o takýchto vizuálnych schopnostiach hmyzu viedol k vývoju lietajúcich robotov, v ktorých počítačové systémy riadia polohu počas letu, simulujúc videnie múch.