Zarówno muchy, jak i pszczoły mają po pięć oczu. Trzy proste oczy znajdują się w górnej części głowy (można powiedzieć, na koronie), a dwa złożone, czyli fasetowe, znajdują się po bokach głowy. Złożone oczy much, pszczół (a także motyli, ważek i niektórych innych owadów) są przedmiotem entuzjastycznych badań naukowców. Faktem jest, że te narządy wzroku są ułożone w bardzo ciekawy sposób. Składają się z tysięcy pojedynczych sześciokątów lub, z naukowego punktu widzenia, faset. Każda z fasetek jest miniaturowym wizjerem dającym obraz oddzielnej części obiektu. W złożonych oczach muchy domowej znajduje się około 4000 faset, u pszczoły robotnicy 5000, u trutnia 8000, u motyla do 17 000 i u ważki do 30 000. Okazuje się, że oczy owadów wysyłają kilka tysięcy obrazy poszczególnych części przedmiotu do ich mózgów, które choć łączą się w obraz obiektu jako całości, to jednak przedmiot ten wygląda, jakby był ułożony z mozaiki.

Dlaczego potrzebne są oczy złożone? Uważa się, że za ich pomocą owady orientują się w locie. Podczas gdy proste oczy są zaprojektowane tak, aby patrzeć na obiekty znajdujące się w pobliżu. Tak więc, jeśli pszczoła ma usunięte lub zakryte oczy złożone, zachowuje się tak, jakby była ślepa. Jeśli proste oczy są zapieczętowane, wydaje się, że owad reaguje powoli.

1,2 -Złożone (złożone) oczy pszczoły lub muchy
3 -trzy proste oczy pszczoły lub muchy

Pięć oczu pozwala owadom na pokrycie 360 ​​stopni to znaczy widzieć wszystko, co dzieje się z przodu, z obu stron i z tyłu. Może dlatego tak trudno zbliżyć się niezauważenie do muchy. A jeśli weźmie się pod uwagę, że złożone oczy znacznie lepiej widzą poruszający się obiekt niż nieruchomy, to można się tylko zastanawiać, jak czasami udaje się odganiać muchę gazetą!

Zdolność owadów o oczach złożonych do wykrywania nawet najmniejszego ruchu odzwierciedla następujący przykład: jeśli pszczoły i muchy usiądą z ludźmi, aby obejrzeć film, będzie im się wydawało, że dwunożni widzowie patrzą na jedną klatkę przez długi czas zanim przejdziesz do następnego. Aby owady mogły obejrzeć film (a nie pojedyncze klatki jak zdjęcie), folia projektora musi być obracana 10 razy szybciej.

Czy powinniśmy pozazdrościć oczu owadom? Prawdopodobnie nie. Na przykład oczy muchy widzą dużo, ale nie są w stanie patrzeć z bliska. Dlatego odkrywają jedzenie (na przykład kroplę dżemu), czołgając się po stole i dosłownie wpadając na niego. A pszczoły ze względu na specyfikę wzroku nie rozróżniają koloru czerwonego - dla nich jest to czarny, szary lub niebieski.

W trakcie ewolucji wzroku niektóre zwierzęta rozwijają dość złożone urządzenia optyczne. Należą do nich oczywiście oczy złożone. Powstały u owadów i skorupiaków, niektórych stawonogów i bezkręgowców. Czym oko złożone różni się od oka prostego, jakie są jego główne funkcje? O tym porozmawiamy dzisiaj w naszym materiale.

Złożone oczy

Jest to układ optyczny, rastrowy, w którym nie ma pojedynczej siatkówki. Wszystkie receptory łączą się w małe siatkówki (grupy), tworząc wypukłą warstwę, która nie zawiera już żadnych zakończeń nerwowych. Zatem oko składa się z wielu pojedynczych jednostek - ommatidiów, połączonych we wspólny system widzenia.

Wrodzone im oczy złożone różnią się od oczu obuocznych (wrodzonych również u ludzi) słabą definicją drobnych szczegółów. Ale potrafią rozróżnić wahania światła (do 300 Hz), podczas gdy dla ludzi maksymalne możliwości wynoszą 50 Hz. A błona tego typu oka ma strukturę rurową. W związku z tym oczy fasetowe nie mają takich cech refrakcji, jak dalekowzroczność czy krótkowzroczność; koncepcja akomodacji nie ma do nich zastosowania.

Niektóre cechy strukturalne i wizyjne

U wielu owadów zajmują większą część głowy i są praktycznie nieruchome. Na przykład złożone oczy ważki składają się z 30 000 cząstek, tworząc złożoną strukturę. Motyle mają 17 000 ommatidiów, muchy 4 tysiące, pszczoły 5. Najmniejszą liczbę cząstek ma mrówka robotnica - 100 sztuk.

Lornetka czy faseta?

Pierwszy rodzaj widzenia pozwala dostrzec objętość obiektów, ich drobne szczegóły, oszacować odległość do obiektów i ich położenie względem siebie. Jednak ludzie są ograniczeni do kąta 45 stopni. Jeśli potrzebny jest pełniejszy przegląd, gałka oczna porusza się na poziomie odruchowym (lub obracamy głowę wokół osi). Złożone oczy w postaci półkul z ommatidiami pozwalają zobaczyć otaczającą rzeczywistość ze wszystkich stron bez odwracania narządów wzroku lub głowy. Co więcej, obraz przekazywany przez oko jest bardzo podobny do mozaiki: jedna jednostka strukturalna oka postrzega odrębny element i razem odpowiadają za odtworzenie pełnego obrazu.

Odmiany

Ommatidia mają cechy anatomiczne, w wyniku czego ich właściwości optyczne różnią się (na przykład u różnych owadów). Naukowcy definiują trzy typy aspektów:

Nawiasem mówiąc, niektóre rodzaje owadów mają mieszany typ narządów wzroku, a wiele z nich, oprócz tych, które rozważamy, ma również proste oczy. Na przykład u muchy po bokach głowy znajdują się sparowane narządy fasetowe o dość dużych rozmiarach. A na koronie znajdują się trzy proste oczy, które pełnią funkcje pomocnicze. Pszczoła ma tę samą organizację narządów wzrokowych - to znaczy tylko pięć oczu!

U niektórych skorupiaków złożone oczy wydają się osiadać na ruchomych łodygach.

Niektóre płazy i ryby mają również dodatkowe oko (ciemieniowe), które rozróżnia światło, ale ma widzenie przedmiotowe. Jego siatkówka składa się wyłącznie z komórek i receptorów.

Współczesne osiągnięcia nauki

Ostatnio oczy złożone są przedmiotem badań i zachwytu naukowców. Przecież takie narządy wzroku, ze względu na swoją oryginalną budowę, stanowią podstawę wynalazków naukowych i badań w świecie współczesnej optyki. Główne zalety to szeroki przegląd przestrzeni, rozwój sztucznych faset, stosowanych głównie w miniaturowych, kompaktowych, tajnych systemach nadzoru.

Przy dużym powiększeniu oko owada wygląda jak cienka siatka.
Dzieje się tak dlatego, że oko owada składa się z wielu małych „oczu” zwanych fasetami. Oczy owadów nazywane są oczami złożonymi. Mała część oka nazywa się omatidium. Ommatidium ma wygląd długiego, wąskiego stożka, którego podstawą jest soczewka w kształcie sześciokąta. Stąd nazwa oka złożonego: fasetta po francusku oznacza „krawędź”.

Pęczek ommatidiów tworzy złożone, okrągłe oko owada.

Każda ommatidia ma bardzo ograniczone pole widzenia: kąt widzenia ommatidiów w centralnej części oka wynosi zaledwie około 1°, a na krawędziach oka - do 3°. Ommatidium „widzi” tylko ten maleńki wycinek przedmiotu przed oczami, w który jest „wycelowany”, czyli tam, gdzie skierowany jest przedłużenie jego osi. Ale ponieważ ommatidia są blisko siebie, a ich osie w okrągłym oku rozchodzą się promieniowo, całe oko złożone obejmuje obiekt jako całość. Co więcej, obraz obiektu okazuje się mozaiką, czyli złożoną z oddzielnych elementów.

Liczba ommatidiów w oku różni się w zależności od owada. Mrówka robotnica ma w oku tylko około 100 ommatidiów, mucha domowa około 4000, pszczoła robotnica 5000, motyle aż 17 000, a ważki aż 30 000! Zatem wzrok mrówki jest bardzo przeciętny, podczas gdy ogromne oczy ważki - dwie opalizujące półkule - zapewniają maksymalne pole widzenia.

Ze względu na to, że osie optyczne ommatidiów rozchodzą się pod kątem 1-6°, klarowność obrazu owadów nie jest zbyt wysoka: nie rozróżniają drobnych szczegółów. Ponadto większość owadów jest krótkowzroczna: widzą otaczające obiekty w odległości zaledwie kilku metrów. Ale oczy złożone doskonale odróżniają migoczące (mrugające) światło o częstotliwości do 250–300 herców (dla ludzi częstotliwość graniczna wynosi około 50 herców). Oczy owadów potrafią określić natężenie strumienia świetlnego (jasność), a ponadto mają wyjątkową zdolność: potrafią określić płaszczyznę polaryzacji światła. Ta umiejętność pomaga im nawigować, gdy słońce nie jest widoczne na niebie*.

Owady rozróżniają kolory, ale wcale nie tak jak my. Na przykład pszczoły „nie znają” koloru czerwonego i nie odróżniają go od czarnego, ale odbierają niewidoczne dla nas promienie ultrafioletowe, które znajdują się na przeciwległym krańcu widma. Promieniowanie ultrafioletowe wykrywają także niektóre motyle, mrówki i inne owady. Nawiasem mówiąc, to ślepota owadów zapylających na kolor czerwony wyjaśnia ciekawy fakt, że wśród naszej dzikiej flory nie ma roślin o szkarłatnych kwiatach.

*Światło pochodzące ze Słońca nie jest spolaryzowane, to znaczy jego fotony mają dowolną orientację. Jednakże światło przechodząc przez atmosferę ulega polaryzacji w wyniku rozproszenia przez cząsteczki powietrza, a płaszczyzna jego polaryzacji jest zawsze skierowana w stronę słońca

Oprócz oczu złożonych owady mają jeszcze trzy proste oczka o średnicy 0,03-0,5 mm, które są umieszczone w formie trójkąta na czołowo-ciemieniowej powierzchni głowy. Te oczy nie nadają się do rozróżniania obiektów i są potrzebne do zupełnie innego celu. Mierzą średni poziom oświetlenia, który służy jako punkt odniesienia („sygnał zerowy”) podczas przetwarzania sygnałów wizualnych. Jeśli zamkniesz te oczy owada, zachowa on zdolność orientacji przestrzennej, ale będzie mógł latać tylko w jaśniejszym niż zwykle świetle. Powodem tego jest to, że zapieczętowane oczy przyjmują czarne pole jako „średni poziom”, a tym samym zapewniają oczom złożonym szerszy zakres oświetlenia, co odpowiednio zmniejsza ich czułość.

Rodzaje oczu złożonych

Schemat budowy apozycyjnego oka złożonego: 1 - fasety rogówki; 2 - aparat załamujący światło; 3 - komórki pigmentowe; 4 - komórki wzrokowe; 5 - pierwiastek światłoczuły ommatidium; 6 - aksony komórek wzrokowych prowadzące do zwojów wzrokowych; 7 - nakrycia głowy; 8 - kapsułka do oczu.

W zależności od cech anatomicznych ommatidiów i ich właściwości optycznych wyróżnia się 3 typy oczu złożonych: apozycyjne (fotopowe), superpozycję optyczną i neurosuperpozycję (zwane łącznie skotopowymi). U niektórych owadów (modliszki, jętki) jedna część oka może być zbudowana według typu apozycyjnego, a druga - według typu superpozycyjnego.

We wszystkich typach oczu złożonych faktycznym elementem światłoczułym są rabdomery komórek optycznych, które zawierają fotopigment (zwykle podobny do rodopsyny). Absorpcja kwantów światła przez fotopigment jest pierwszym ogniwem w łańcuchu procesów, w wyniku których komórka wzrokowa generuje sygnał nerwowy.

Apozycyjne (fotopowe) oczy złożone

W oczach złożonych apozycyjnych, charakterystycznych zwykle dla owadów dziennych, sąsiadujące ze sobą ommatidia są stale odizolowane od siebie nieprzezroczystym pigmentem, a receptory odbierają jedynie światło, którego kierunek pokrywa się z osią danej ommatidia.

Oczy złożone z superpozycji optycznej

W optycznych oczach fasetowych superpozycji, charakterystycznych dla owadów nocnych i zmierzchowych oraz wielu skorupiaków, izolacja ommatidiów jest zmienna (ze względu na zdolność przemieszczania się pigmentu), a przy braku światła następuje nakładanie się (nakładanie się) promieni padających na pojawia się kąt ukośny, przechodzący nie przez jedną, ale przez kilka ścian. Zatem przy słabym oświetleniu zwiększa się wrażliwość oka.

Oczy złożone z neurosuperpozycją

Oczy złożone z neurosuperpozycją charakteryzują się sumowaniem sygnałów z komórek wzrokowych znajdujących się w różnych omatidiach, ale odbierających światło z tego samego punktu przestrzeni.

Rozdzielczość i postrzeganie kolorów

Schemat wyglądu obrazu siatkówkowego w oczach fasetowych (a), optyczno-superpozycyjnych (b) i neurosuperpozycyjnych (c): 1 - oddzielne ommatidia z pojedynczym lub oddzielnym elementem światłoczułym złożonym z rabdomerów; 2 - aksony komórek wzrokowych. Elementy światłoczułe, na które padają równoległe promienie światła, są zacienione (pokazane strzałkami).

Źródła

• Złożone oczy- artykuł z Wielkiej Encyklopedii Radzieckiej

Fundacja Wikimedia. 2010.

Zobacz, co „oczy złożone” znajdują się w innych słownikach:

Oczy złożone (oculi), główny sparowany narząd wzroku skorupiaków, owadów i niektórych innych bezkręgowców, utworzone przez ommatidia, soczewka rogówki ma wygląd wypukłej sześciobocznej fasety (francuska faseta, stąd nazwa). F. g....... Biologiczny słownik encyklopedyczny

Niektóre owady mają złożone oczy. Słownik słów obcych zawartych w języku rosyjskim. Chudinov A.N., 1910. OCZY ZŁOŻONE to złożone oczy, występujące u większości owadów i składające się ze środków. liczba prostych oczu: mrówki mają od 50... ... Słownik obcych słów języka rosyjskiego

- (z francuskiej fasety) (oczy złożone) sparowany narząd wzroku owadów, skorupiaków i niektórych innych bezkręgowców; utworzone przez liczne pojedyncze ocelli ommatidia. Dobrze dostrzegają poruszające się obiekty, zapewniają szerokie pole... ...

- (z francuskiej fasety), oczy złożone, sparowany narząd wzroku owadów, skorupiaków i niektórych innych bezkręgowców; utworzone przez liczne pojedyncze oczy ommatidia. Dobrze dostrzegają poruszające się obiekty, zapewniają szerokie pole... słownik encyklopedyczny

Oczy złożone, główny sparowany narząd wzroku owadów, skorupiaków i niektórych innych bezkręgowców; są utworzone przez specjalne jednostki strukturalne - ommatidia (patrz Ommatidia), których soczewka rogówkowa ma kształt wypukłego sześciokąta - ... ... Wielka encyklopedia radziecka

- (z francuskiej fasety) (oczy złożone), sparowany narząd wzroku owadów, skorupiaków i niektórych innych bezkręgowców; Wielu wykształconych oddziel oczy za pomocą omatidii. Dobrze dostrzegają poruszające się obiekty i zapewniają szerokie pole widzenia.… … Naturalna nauka. słownik encyklopedyczny

Lub złożone oczy stawonogów (patrz Oko) otrzymały tę nazwę, ponieważ chityna powłoki tworzy zgrubienie lub fasetę (rogówka Linse) nad każdym okiem. Cały zespół wieloaspektowych faset reprezentuje pole przypominające końcowy chodnik... Słownik encyklopedyczny F.A. Brockhausa i I.A. Efron

Tak samo jak oczy złożone. * * * OCZY ZŁOŻONE OCZY ZŁOŻONE, takie same jak oczy złożone (patrz OCZY ZŁOŻONE) ... słownik encyklopedyczny

Podobnie jak oczy złożone... Wielki słownik encyklopedyczny

Tak samo jak oczy złożone. .(

Już w odległym dzieciństwie wielu z nas zadawało tak pozornie banalne pytania dotyczące owadów, jak: ile oczu ma zwykła mucha, dlaczego pająk tka sieć i dlaczego osa może ugryźć.

Nauka entomologiczna zna odpowiedź na niemal każde z nich, jednak dziś odwołajmy się do wiedzy badaczy przyrody i zachowań, aby zrozumieć pytanie, czym jest narząd wzroku tego gatunku.

W tym artykule przeanalizujemy, jak widzi mucha i dlaczego tego irytującego owada tak trudno jest pacnąć łapką na muchy lub złapać dłonią o ścianę.

Mieszkaniec pokoju

Mucha domowa lub mucha domowa należy do rodziny prawdziwych much. I choć temat naszego przeglądu dotyczy wszystkich gatunków bez wyjątku, dla wygody pozwolimy sobie rozważyć całą rodzinę na przykładzie tego bardzo znanego gatunku pasożytów domowych.

Mucha domowa jest owadem bardzo niepozornym z wyglądu. Ma szaro-czarne ubarwienie ciała, z pewnymi odcieniami żółtego w dolnej części brzucha. Długość dorosłego osobnika rzadko przekracza 1 cm, owad ma dwie pary skrzydeł i złożone oczy.

Oczy złożone – o co chodzi?

Układ wzrokowy muchy obejmuje dwoje dużych oczu umieszczonych na krawędziach głowy. Każda z nich ma złożoną strukturę i składa się z wielu małych sześciokątnych faset, stąd nazwa tego typu wizji jako fasetowa.

W sumie oko muchy ma w swojej strukturze ponad 3,5 tysiąca tych mikroskopijnych elementów. A każdy z nich jest w stanie uchwycić tylko niewielką część całego obrazu, przekazując informację o powstałym miniobrazie do mózgu, który układa w całość wszystkie zagadki tego obrazu.

Jeśli porównasz na przykład widzenie fasetowe i widzenie obuoczne, które posiada dana osoba, możesz szybko zauważyć, że cel i właściwości każdego z nich są diametralnie przeciwne.

Bardziej rozwinięte zwierzęta mają tendencję do koncentrowania wzroku na pewnym wąskim obszarze lub na konkretnym przedmiocie. Dla owadów ważne jest nie tyle zobaczenie konkretnego obiektu, ile szybkie poruszanie się w przestrzeni i zauważenie zbliżającego się niebezpieczeństwa.

Dlaczego tak trudno ją złapać?

Tego szkodnika naprawdę bardzo trudno zaskoczyć. Powodem jest nie tylko zwiększona reakcja owada w porównaniu z powolną osobą i zdolność do niemal natychmiastowego startu. Głównie tak wysoki poziom reakcji wynika z szybkiego dostrzegania przez mózg tego owada zmian i ruchów w promieniu jego oczu.

Wzrok muchy pozwala jej widzieć niemal 360 stopni. Ten typ widzenia nazywany jest także panoramicznym. Oznacza to, że każde oko zapewnia widok w zakresie 180 stopni. Zaskoczenie tego szkodnika jest prawie niemożliwe, nawet jeśli podchodzisz do niego od tyłu. Oczy tego owada pozwalają kontrolować całą otaczającą go przestrzeń, zapewniając w ten sposób stuprocentową wszechstronną ochronę wizualną.

Jest jeszcze jedna interesująca cecha wizualnego postrzegania palety kolorów przez muchę. Przecież prawie wszystkie gatunki postrzegają inaczej pewne kolory znane naszym oczom. Niektórych z nich w ogóle nie da się odróżnić od owadów, inne wyglądają dla nich inaczej, w innych kolorach.

Nawiasem mówiąc, oprócz dwóch oczu złożonych mucha ma jeszcze trzy proste oczy. Znajdują się w przestrzeni pomiędzy fasetami, w przedniej części głowy. W przeciwieństwie do oczu złożonych, te trzy służą owadom do rozpoznawania obiektów w bezpośrednim sąsiedztwie.

Zatem na pytanie, ile oczu ma zwykła mucha, możemy teraz śmiało odpowiedzieć – 5. Dwa złożone oczy fasetowe, podzielone na tysiące ommatidiów (aspektów) i zaprojektowane w celu jak najszerszej kontroli nad zmianami w otaczającym ją środowisku , i trzy proste oczy, pozwalające, jak mówią, na wyostrzenie.

Widok świata

Powiedzieliśmy już, że muchy są daltonistami i albo nie rozróżniają wszystkich kolorów, albo widzą znane nam przedmioty w innych odcieniach kolorów. Gatunek ten potrafi także rozróżnić światło ultrafioletowe.

Należy również powiedzieć, że pomimo wyjątkowości wzroku, szkodniki te praktycznie nie widzą w ciemności. W nocy mucha śpi, ponieważ jej oczy nie pozwalają temu owadowi polować w ciemności.

Szkodniki te mają tendencję do dobrego postrzegania tylko mniejszych i poruszających się obiektów. Owad nie jest w stanie na przykład rozróżnić obiektów tak dużych jak człowiek. Dla muchy jest to nic innego jak kolejna część wnętrza środowiska.

Ale zbliżenie ręki do owada jest doskonale wykrywane przez jego oczy i natychmiast przekazuje mózgowi niezbędny sygnał. Podobnie jak dostrzeżenie każdego innego szybko zbliżającego się niebezpieczeństwa, te tenisówki nie będą trudne dzięki złożonemu i niezawodnemu systemowi śledzenia, który zapewniła im natura.

Wniosek

Przeanalizowaliśmy więc, jak wygląda świat oczami muchy. Teraz wiemy, że te wszechobecne szkodniki, jak wszystkie owady, mają niesamowity aparat wzrokowy, który pozwala im nie tracić czujności i zachować wszechstronną obronę obserwacyjną w stu procentach w ciągu dnia.

Wzrok muchówki przypomina złożony system śledzenia, obejmujący tysiące minikamer monitorujących, z których każda dostarcza owadowi aktualnych informacji o tym, co dzieje się w bezpośrednim zasięgu.