Prečo má hmyz okrúhle oči, ako to vidí hmyz? Ako hmyz vidí svet? Ako muchy vidia ľudí? Zaujímavé fakty o videní hmyzu.

Ak si oko hmyzu pozrieme pod silnou lupou, uvidíme, že pozostáva z maličkej okrúhlej mriežky. A zdá sa, že je to preto, že oko hmyzu pozostáva z mnohých malých očí vedecký jazyk nazývané „fazety“. Dnes sa snažíme pochopiť, prečo má hmyz okrúhle oči, ako hmyz vidí predmety okolo seba? Tie často dieťa zaujímajú, však?

Vlastnosti štruktúry orgánov zraku

Oči hmyzu sú rozdelené do troch typov:

komplexné (fazetované);
jednoduchý;
larva.

Štruktúra týchto očí je odlišná a hmyz s nimi nie je rovnako schopný vidieť.

Zložitá štruktúra očí prevažuje v maximálne množstvo hmyzu závisí od vývoja samotného živého tvora. Takéto oči pozostávajú z viacerých jedincov konštrukčné prvky– ommatídia.

Svetlo sa cez ne prenáša a láme a vnímajú sa vizuálne signály. Každá jednotlivá ommatídia sa vyznačuje prítomnosťou zariadenia na izoláciu pigmentu, ktoré úplne alebo čiastočne chráni pred vstupom bočného svetla.

Ommatidia sú rozdelené do dvoch hlavných typov, ktoré ovplyvňujú štrukturálne vlastnosti očí.

Appapačné oko má izolované ommatídie. Každý z nich je schopný pracovať individuálne od ostatných, iba vidieť určitú časť okolitý priestor. Obraz sa formuje v mozgu hmyzu ako malá mozaika.
V druhej skupine - superpozícii sú ommatídie, aj keď čiastočne, chránené pred bočnými lúčmi. To trochu sťažuje videnie hmyzu pri intenzite svetla, ale zlepšuje videnie za súmraku.

Jednoduché oči zahŕňajú orgány videnia, ktoré sa nachádzajú v niektorých druhoch hmyzu a sú zvyčajne umiestnené na temene hlavy.

Štruktúra takýchto očí je výrazne zjednodušená, vidia slabšie ako ostatné. Predpokladá sa, že takéto oči sú úplne bez zrakových schopností a sú zodpovedné iba za zlepšenie funkcií zložených očí.

A ak maľujete cez fazety hmyzu, nebude sa môcť pohybovať v priestore, aj keď má dobre definované oči jednoduchej štruktúry.

Larválne oči sú orgány videnia, ktoré majú larvy hmyzu a ktoré majú schopnosť úplne sa premeniť na zložené oči. Ich štruktúra je trochu zjednodušená, čo neumožňuje hmyzu dobre vidieť.

Charakteristické črty videnia hmyzu

Vízia hmyzu bola študovaná už dlho. Vďaka zvýšenému záujmu vedeckých špecialistov sa podarilo veľa zistiť charakteristické rysy súvisiace s výkonom očí.

A vôbec, budova zrakové orgány tak odlišné, že kvalita vnímania obrazu, farba, hlasitosť, pohyb rôzne skupiny hmyz je iný. To je ovplyvnené niekoľkými faktormi:

zložené oko je iné štruktúrna štruktúra ommatídia a počet, konvexnosť, umiestnenie a tvar;
jednoduché oči a stonka sa líšia počtom a jemnosťou štruktúry, majúce veľké množstvo možnosti.

Oči hmyzu s rôznym počtom ommatídií:

Mravec má 6000 faziet
muška má 4000
chrobákov majú 9000
motýle majú 17 000
a najzložitejšie oko vážky má 28 000 – 30 000 faziet.

Hmyz vidí inak: viditeľné spektrum svetla je znížené na ľavej strane a zväčšené na pravej strane.

U vážky rozlišujú farby iba spodné fazety, horné rozlišujú tvar. Oči vážky zaberajú najviac hlavu, takže vážka je schopná vidieť a cítiť, čo sa deje za jej chrbtom. Vážka predmet nevidí, ale cíti jeho teplo a vidí ho v infračervenej oblasti.

Hmyz je schopný rozlišovať tvary, no nedeje sa to tak ako u ľudí. Motýle a včely budú ignorovať kruh alebo ovál, ale budú priťahované radiálnou štruktúrou, ktorá pripomína korunu kvetu. Predmet, ktorý sa vyznačuje zložitosťou postavy a hrou tieňov, upúta pozornosť oveľa rýchlejšie. Zaujímavé je aj to, že včelám sa páčia predmety, ktoré majú malú veľkosť.
Je pozoruhodné, že hmyz je schopný „rozpoznať“ predmety aj podľa polohy.

Ako vidí hmyz?

Mucha sa prudko vyhne predmetu, ktorý na ňu letí, motýľ si vyberie určitý kvet a húsenica sa plazí smerom k samému vysoký strom. Hmyz, podobne ako ľudia, má tiež zrakové orgány, no vidí a vníma svet zvláštnym spôsobom. Svojím výnimočným zrakom, pre človeka nedostupným. Niektorý hmyz dokáže určiť iba svetlo a tmu, zatiaľ čo iní sa dobre orientujú v odtieňoch. Ako teda hmyz vidí svet?

Spôsoby hmyzu vidieť svet

Ich schopnosť vidieť sa delí na tri spôsoby.

Celý povrch tela

Zaujímavá vlastnosť, v ktorom nie je nutné mať oči. Ale jeho veľkou nevýhodou je, že hmyz dokáže rozlíšiť iba svetlo od tmy. Nevidí žiadne predmety ani farby. Ako to funguje? Svetlo prechádza cez kutikulu, vonkajšiu vrstvu kože, a dostáva sa až k hlave hmyzu. Tam dôjde k reakcii v mozgových bunkách a hmyz pochopí, že naň dopadá svetlo. Takéto zariadenie nie je dostupné pre každého, ale je veľmi užitočné pre hmyz, ktorý žije v podzemí, napríklad dážďovky alebo slepé jaskynné chrobáky. Tento typ videnia sa vyskytuje u švábov, vošiek a húseníc.

Súvisiace materiály:

Na čo slúži peľ?

S jednoduchými očami

Hmyz s jednoduchými očami má väčšie šťastie. Dokážu nielen určiť tmu od svetla, ale aj rozlišovať medzi jednotlivými predmetmi a dokonca aj ich tvar. Takéto oči sa najčastejšie nachádzajú v larvách hmyzu. Napríklad larvy komárov majú namiesto očí oči. tmavé škvrny ktoré zachytávajú svetlo. Ale húsenice majú päť až šesť očí na každej strane hlavy. Vďaka tomu sa dobre orientuje vo formách. Vertikálne objekty však vidí oveľa lepšie ako horizontálne. Ak si má napríklad vybrať strom, radšej sa priplazí k vyššiemu ako k širšiemu.

Zložené alebo zložené oči

Takéto oči sa najčastejšie vyskytujú u dospelého hmyzu. Môžete ich okamžite identifikovať - zvyčajne sa nachádzajú po stranách hlavy. Zložené oči sú oveľa zložitejšie a rozmanitejšie ako všetky ostatné. Dokážu rozoznať tvary predmetov a identifikovať farby. Niektorý hmyz vidí dobre cez deň, iný dobre v noci. Zaujímavosťou týchto očí je, že nevidia celý obraz ako celok, ale len kúsky. A už v mozgu hmyz skladá puzzle z prijatých obrázkov, aby videl celý obraz. Ako sa muche podarí počas letu spojiť všetky kúsky úlomku? Prekvapivo, práve za letu vidí lepšie ako v pokoji. A pre miesto pristátia je pravdepodobnejšie, že akýkoľvek hmyz si vyberie niečo, čo sa pohybuje alebo kýva.

Každý z nás, ktorý sa aspoň raz pokúsil zbaviť otravnej muchy behaním za ňou s petardou v ruke, veľmi dobre vie, že nie vždy je táto úloha splniteľná a niekedy úplne nemožná. Reakcia šedo-čierneho malého nájomníka je akurát. Ide o to, že vy nie ste jej konkurencia. prečo? Prečítajte si článok, v ktorom vám povieme všetko o okrídlených škodcoch.

V čom je táto mucha lepšia ako my:

rýchlosť pohybu (viac ako dvadsať km za hodinu),
schopnosť sledovať jej rýchle pohyby.

Ako vidia muchy

My, predstavitelia ľudskej rasy, ktorí sa považujeme za tak dokonalých a všemohúcich, máme len binokulárne videnie, ktoré nám umožňuje sústrediť sa na konkrétny objekt alebo v určitej úzkej oblasti pred nami a v žiadnom prípade nevidíme, čo sa deje za nami, ale pre muchu to nie je problém, keďže jej videnie je panoramatické, vidí celý priestor v 360 stupňoch ( každé oko je schopné poskytnúť pohľad 180 stupňov).

Navyše, tento hmyz nie je len vďaka anatomická štruktúra jeho zrakový prístroj Vidia naraz rôznymi smermi, no dokážu cielene skúmať aj priestor okolo seba. A toto všetko je poskytnuté umiestnené po stranách s dvoma veľkými vypuklými očami, ktoré jasne vystupujú na hlave hmyzu. Takéto obrovské zorné pole určuje špeciálny „vhľad“ tohto hmyzu. Navyše potrebujú na identifikáciu predmetov podstatne menej času ako my ľudia. Ich zraková ostrosť je tiež 3-krát väčšia ako naša ľudská.

Štruktúra zložených očí

Ak skúmate oko muchy pod mikroskopom, môžete vidieť, že je ako mozaika zložené z mnohých malých častí – faziet – šesťuholníkových štruktúrnych jednotiek, zvonka tvarovaných veľmi podobne ako plást. Podľa toho také oko nazývaná fazeta, a samotné fazety sa nazývajú aj ommatídia. V oku muchy je asi štyritisíc takýchto faziet. Všetky dávajú svoj obraz (malú časť celku) a mozog muchy z nich vytvára celkový obraz, ako z puzzle.

panoramatické, fazetové videnie a ďalekohľad, ktorý je charakteristický pre ľudí, majú diametrálne odlišné účely. Aby sa hmyz mohol rýchlo orientovať a ďalšie upozorniť na blížiace sa nebezpečenstvo, ale aj mať čas sa tomu vyhnúť, je dôležité nevidieť konkrétny objekt dobre a jasne, ale hlavne včas vnímať pohyby a zmeny v priestore.

Existuje ďalšia zvláštna črta vizuálneho vnímania muchy na okolitý svet, pokiaľ ide o farebnú paletu. Niektoré z nich, našim očiam tak známe, hmyz vôbec nerozozná, iné na nich vyzerajú inak ako my, v iných farbách. Čo sa týka farebnosti okolitého priestoru - muchy rozlišujú nielen sedem základných farieb, ale aj ich najjemnejšie odtiene, pretože ich oči sú schopné vidieť nielen viditeľné svetlo, ale aj ultrafialové, ktoré ľudia, žiaľ, vidieť nemôžu. Ukazuje sa, že v vizuálne vnímanie muchy svet ružovejšie ako ľudia.

Treba tiež poznamenať, že má určité výhody vizuálny systém, títo zástupcovia šesťnohého sveta (áno, majú 3 páry nôh) v tme nevidia. V noci spia, pretože im oči nedovoľujú navigovať temný čas dni.

A tieto malé a šikovné stvorenia si všímajú len malé a pohybujúce sa predmety. Hmyz nevníma taký veľký predmet, napríklad ako človek. A tu blížiace sa k ľudskej ruke Oči muchy dokonale vidia a okamžite prenesú potrebný signál do mozgu. Tiež pre nich nebude ťažké vidieť žiadne ďalšie rýchlo sa blížiace nebezpečenstvo vďaka komplexnej a spoľahlivej štruktúre očí, ktorá hmyzu umožňuje vidieť priestor vo všetkých smeroch súčasne - vpravo, vľavo, hore, späť. a vpred a podľa toho reaguj, zachraňujúc sa, preto sú také ťažké slam.

Početné fazety umožňujú muche sledovať veľmi rýchlo sa pohybujúce objekty s vysokou čistotou obrazu. Na porovnanie, ak vízia človeka dokáže vnímať 16 snímok za sekundu, potom má mucha 250–300 snímok za sekundu. Táto vlastnosť je nevyhnutná pre muchy, ako už bolo popísané, na detekciu pohybov zo strany, ako aj na vlastnú orientáciu v priestore pri rýchlom lete.

Počet očí v muche

Mimochodom, okrem dvoch veľkých komplex zložené oči, muška má ešte tri jednoduché, umiestnené na prednej časti hlavy v intervale medzi fazetami. Na rozdiel od zložitých sú tieto tri potrebné na to, aby ste videli objekty na blízko, pretože zložité oko je v tomto prípade zbytočné.

Teda na otázku, koľko očí robí mucha domáca, teraz môžeme presne odpovedať, že ich je päť:

dva aspekty (komplex), pozostávajúce z tisícov ommatídií a potrebných na získanie informácií o udalostiach, ktoré sa rýchlo menia vo vesmíre,
a tri jednoduché oči, čo umožňuje priamu ostrosť.

Zložené oči sa nachádzajú v muchách po stranách hlavy a u žien je umiestnenie orgánov videnia trochu rozšírené (oddelené širokým čelom), zatiaľ čo u mužov sú oči trochu bližšie k sebe.

ukázať všetko

Odrody štruktúry orgánov zraku

U hmyzu môžu byť oči prezentované v troch odrodách:

(fazetované);
(chrbtová, ocelli);
larva (bočná, larva). (foto)

Oni majú odlišná štruktúra a nerovnaká schopnosť vidieť.

Zložené oči sa nachádzajú u väčšiny hmyzu a čím sú tieto oči vyvinutejšie, tým lepšie sú zvyčajne vyvinuté ich zrakové orgány. nazývaný aj fazetový, lebo oni vonkajší povrch Predstavuje ho súbor šošoviek umiestnených vedľa seba - fazety.

Ommatidium

A (vľavo) - apozičné ommatidium,

B (vpravo) - superpozícia ommatidium

1 - axóny zrakové bunky, 2 - bunky sietnice,

3 - rohovka, 4 - kryštalický kužeľ,

5 - pigmentové bunky, 6 - svetlovod, 7 - rabdom

Zložené oko pozostáva z rôznych, obyčajne veľká kvantita jednotlivé štruktúrne jednotky - ommatídia. zahŕňajú množstvo štruktúr, ktoré zabezpečujú vedenie, lom svetla (fazeta, bunky rohovky, kryštalický kužeľ) a vnímanie vizuálnych signálov (bunky sietnice, rabdom, nervové bunky). Každý má navyše pigmentové izolačné zariadenie, vďaka ktorému je úplne alebo čiastočne chránený pred bočnými lúčmi.

Schéma štruktúry jednoduchého oka

Zo všetkých typov očí má hmyz najslabšiu schopnosť vidieť. Podľa niektorých správ vôbec nevykonávajú vizuálnu funkciu a sú zodpovedné len za zlepšenie funkcie zložených očí. Dokazuje to najmä skutočnosť, že v hmyze prakticky neexistujú jednoduché bez zložitých. Okrem toho, keď sú zložené oči premaľované, hmyz sa prestane orientovať v priestore, aj keď má dobre definované oči.

Vlastnosti videnia hmyzu

Obrovské množstvo sa venovalo štúdiu videnia hmyzu. vedeckých prác. Vďaka takémuto záujmu zo strany špecialistov sú teraz mnohé črty očí hmyzu Insecta spoľahlivo objasnené. Štruktúra zrakových orgánov v týchto organizmoch je však taká rôznorodá, že kvalita videnia, vnímanie farieb a objemu, rozlišovanie medzi pohyblivými a nehybnými objektmi, rozpoznávanie známych vizuálnych obrazov a ďalšie vlastnosti videnia sa medzi rôznymi skupinami hmyzu výrazne líšia. . Môžu to ovplyvniť tieto faktory: v zloženom oku - štruktúra ommatídií a ich počet, konvexnosť, umiestnenie a tvar očí; v jednoduchých očiach a - ich počet a jemné štrukturálne znaky, ktoré môžu byť reprezentované značnou rozmanitosťou možností. Vízia včiel bola doteraz najlepšie preskúmaná.

Pohyb objektu zohráva určitú úlohu pri vnímaní tvaru. Hmyz skôr pristane na kvetoch, ktoré sa hojdajú vo vetre, ako na nehybných. vážky sa ponáhľajú za premiestňovanou korisťou a samce motýľov reagujú na lietajúce samice a majú problém vidieť tie sediace. Je to pravdepodobne spôsobené určitou frekvenciou podráždenia ommatídie očí pri pohybe, blikaní a blikaní.

Rozoznávanie známych predmetov

Hmyz rozpoznáva známe predmety nielen podľa farby a tvaru, ale aj podľa usporiadania predmetov okolo nich, takže myšlienku výnimočnej primitívnosti ich videnia nemožno nazvať pravdivou. Napríklad piesková osa nájde vchod do nory, vedená predmetmi, ktoré sa nachádzajú okolo nej (tráva, kamene). Ak sa odstránia alebo sa zmení ich umiestnenie, môže to zmiasť hmyz.

Vnímanie vzdialenosti

Táto vlastnosť je najlepšie študovaná na príklade vážok, zemných chrobákov a iného dravého hmyzu.

Schopnosť určiť vzdialenosť je spôsobená prítomnosťou vyššieho hmyzu binokulárne videnie, teda dve oči, ktorých zorné polia sa čiastočne pretínajú. Štrukturálne vlastnosti očí určujú, aká veľká je pozorovacia vzdialenosť konkrétneho hmyzu. Napríklad skokanské chrobáky reagujú na korisť a vrhnú sa na ňu, keď sú vo vzdialenosti 15 cm od objektu.

Svetelný pohyb

Mnoho hmyzu sa pohybuje tak, že si neustále udržiava rovnaký uhol dopadu svetla na sietnicu. teda slnečné lúče sú akýmsi kompasom, podľa ktorého sa hmyz orientuje. Rovnakým princípom sa mory pohybujú v smere umelých svetelných zdrojov.

Úžasný nezvyčajné oči mucha obyčajná má!
Po prvý raz sa ľudia mohli pozrieť na svet očami hmyzu v roku 1918 vďaka nemeckému vedcovi Exnerovi. Exner dokázal existenciu nezvyčajného mozaikového videnia u hmyzu. Odfotografoval okno cez zložené oko svetlušky umiestnené na mikroskopickom sklíčku. Na fotografii bol obraz okenného rámu a za ním rozmazaný obrys katedrály.

Zložené oči muchy sa nazývajú zložené oči a sú tvorené mnohými tisíckami drobných, jednotlivých šesťhranných fazetových očí nazývaných ommatídia. Každé ommatídium pozostáva zo šošovky a priľahlého dlhého priehľadného kryštalického kužeľa.

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

Vďaka tomu má muška takmer kruhové zorné pole 360 stupňov. Vidí nielen to, čo je pred ňou, ale aj to, čo sa deje okolo a za ňou, 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 raster optický systém, v ktorom na rozdiel od ľudského oka nie je jediná sietnica.
Každá ommatídia má svoju vlastnú dioptriu. 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.

Štúdium zložených očí muchy ukázalo inžinierom, že mucha je schopná veľmi presne určiť rýchlosť objektov pohybujúcich sa obrovskými rýchlosťami. Inžinieri skopírovali princíp očí múch a vytvorili vysokorýchlostné detektory, ktoré zisťujú rýchlosť lietajúcich lietadiel. Toto zariadenie sa nazýva „mušie oko“

Panoramatická kamera "mušie oko"

Vedci z École Polytechnique Fédérale de Lausanne vynašli 360-stupňovú kameru, ktorá umožňuje transformovať obrázky do 3D bez ich skreslenia. Navrhli úplne nový dizajn, inšpirovaný dizajnom mušieho oka.
Tvar kamery pripomína malú polguľu veľkosti pomaranča, na povrchu je 104 mini-kamier, podobných tým, ktoré sú zabudované v mobilných telefónoch.

Toto panoramatická kamera poskytuje trojrozmerný obraz pri 360 stupňoch. Každá z kompozitných kamier však môže byť použitá samostatne, čím sa pozornosť diváka prenesie do určitých oblastí priestoru.
Týmto vynálezom vedci vyriešili dva hlavné problémy tradičných filmových kamier: neobmedzený uhol záberu a hĺbku ostrosti.

FLEXIBILNÁ KAMERA 180 STUPŇOV

Tím výskumníkov z University of Illinois pod vedením profesora Johna Rogersa vytvoril fazetovú kameru, ktorá funguje na princípe oka hmyzu.
Vzhľadovo a svojím spôsobom nové zariadenie vnútorná štruktúra 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. Ďalej sa dáta s nízkym rozlíšením získané mikrokamerami dostanú do procesora, kde sa týchto 180 malých obrázkov poskladá do panorámy, ktorej šírka zodpovedá uhlu pohľadu 180 stupňov.

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