Kukaiņu ziņā

Tiek uzskatīts, ka līdz 90% zināšanu par ārējo pasauli cilvēks saņem, izmantojot savu stereoskopisko redzi. Zaķi ieguva sānu redzi, pateicoties kurai viņi var redzēt objektus, kas atrodas sānos un pat aiz tiem. Dziļjūras zivīs acis var aizņemt līdz pusei galvas, un nēģu parietālā “trešā acs” ļauj tai labi orientēties ūdenī. Čūskas spēj redzēt tikai kustīgu priekšmetu, un mežonīga piekūna, kas spēj izsekot laupījumu no 8 km augstuma, acis tiek atzītas par dedzīgākajām pasaulē!

Bet kā viszemākās un daudzveidīgākās Zemes dzīvo lietu klases pārstāvji - kukaiņi - redz pasauli? Kopā ar mugurkaulniekiem, kurus viņi zaudē tikai ķermeņa lielumā, tieši kukaiņiem piemīt vispilnīgākā redze un sarežģītākās acs optiskās sistēmas. Kaut arī kukaiņu slīpās acīs nav izmitināšanas vietu, kā rezultātā tos var saukt par tuvredzību, tomēr atšķirībā no cilvēkiem viņi spēj atšķirt ārkārtīgi ātri pārvietojošos objektus. Pateicoties fotoreceptoru sakārtotajai struktūrai, daudziem no tiem ir reāla "sestā maņa" - polarizēta redze

Redze zūd - mans spēks
   Divi neredzami dimanta šķēpi ...
   A. Tarkovskis (1983)

Ir grūti pārvērtēt vērtību gaismas   (redzamā spektra elektromagnētiskais starojums) visiem mūsu planētas iedzīvotājiem. Saules gaisma kalpo par galveno enerģijas avotu fotosintētiskiem augiem un baktērijām, un netieši caur tiem - visiem dzīvajiem organismiem sauszemes biosfērā. Gaisma tieši ietekmē visu dažādo dzīvnieku dzīves procesu gaitu, sākot no pavairošanas līdz sezonālām krāsas izmaiņām. Un, protams, pateicoties gaismas uztverei no īpašiem maņu orgāniem, dzīvnieki saņem nozīmīgu (un bieži vien lielu) informācijas daļu par apkārtējo pasauli, var atšķirt objektu formu un krāsu, noteikt ķermeņu kustību, orientēties telpā utt.

Redze ir īpaši svarīga dzīvniekiem, kuri var aktīvi pārvietoties telpā: tieši līdz ar kustīgu dzīvnieku parādīšanos sāka veidoties un pilnveidoties redzes aparāts, vissarežģītākais no visām zināmajām maņu sistēmām. Šie dzīvnieki ir mugurkaulnieki, kā arī bezmugurkaulnieki, galvkāji un kukaiņi. Tieši šīs organismu grupas var lepoties ar vismodernākajiem redzes orgāniem.

Tomēr vizuālais aparāts šajās grupās, tāpat kā attēlu uztvere, ievērojami atšķiras. Tiek uzskatīts, ka kukaiņi parasti ir primitīvāki salīdzinājumā ar mugurkaulniekiem, nemaz nerunājot par viņu augstāko saiti - zīdītājiem un, dabiski, cilvēkiem. Bet cik atšķirīga ir viņu vizuālā uztvere? Citiem vārdiem sakot, vai pasaule ir daudz atšķirīga no mūsējās, kas redzama caur mazu būtni, kuru sauc par mušu?

Sešstūra mozaīka

  Kukaiņu redzes sistēma principā neatšķiras no citiem dzīvniekiem un sastāv no redzes perifērajiem orgāniem, nervu struktūrām un centrālās nervu sistēmas veidojumiem. Bet attiecībā uz redzes orgānu morfoloģiju šeit atšķirības ir vienkārši pārsteidzošas.

Visi zina kompleksu slīpēts   kukaiņu acis, kas atrodamas pieaugušiem kukaiņiem vai kukaiņu kāpuriem, kas attīstās ar nepilnīga transformācija, t.i., bez zīlītes stadijas. Šim noteikumam nav tik daudz izņēmumu: tās ir blusas (kārtība Siphonaptera), vēja spārni (kārtība Strepsiptera), lielākā daļa sudrabzivju (ģimene Lepismatidae) un visa apakšžokļa klase (Entognatha).

Fasēta acs izskatās kā nogatavojušās saulespuķu grozs: tā sastāv no šķautņu kopas ( ommatidiev) - autonomi gaismas starojuma uztvērēji ar visu nepieciešamo gaismas plūsmas un attēla veidošanās regulēšanai. Fasešu skaits ir ļoti atšķirīgs: no dažiem saru asti (Thysanura pavēle) līdz 30 tūkstošiem spāru (Aeshna pavēle). Pārsteidzoši, ka ommatīdu skaits var atšķirties pat vienas un tās pašas sistemātiskās grupas ietvaros: piemēram, vairākām zemes vaboļu sugām, kas dzīvo atklātā telpā, ir labi attīstītas slīpās acis ar lielu skaitu ommatidiju, savukārt zem akmeņiem dzīvojošo zemes vaboļu acīm ir ievērojami samazinātas acis. un sastāv no neliela skaita ommatīdu.

Ommatīdijas augšējo slāni attēlo radzene (lēcas) - caurspīdīgas kutikulas sekcija, ko izdala īpašas šūnas, kas ir sava veida sešstūraina abpusēji izliekta lēca. Lielākajai daļai kukaiņu ir caurspīdīgs kristālisks konuss zem radzenes, kura struktūra dažādās sugās var atšķirties. Dažās sugās, it īpaši tajās, kas ikdienā nodarbojas ar dzīvesveidu, gaismas refrakcijas aparātā ir papildu struktūras, kuras galvenokārt spēlē atstarojošo pārklājumu un palielina acs gaismas caurlaidību.

Lēcas un kristāliskā konusa veidotais attēls nokrīt uz gaismas jutīgo tīklenes   (vizuālās) šūnas, kas ir neirons ar īsu astes aksonu. Vairākas tīklenes šūnas veido vienu cilindrisku saišķi - retinulu. Katrā šūnā, pusē, kas vērsta uz ommatidium, atrodas rabdomomērs   - īpašs daudzu (līdz 75-100 tūkstošiem) mikroskopisku cauruļu-villi veidojums, kura membrānā ir redzes pigments. Šis pigments, tāpat kā visi mugurkaulnieki, ir rodopsīns   - komplekss krāsains proteīns. Sakarā ar šo membrānu lielo platību fotoreceptoru neirons satur lielu skaitu rodopsīna molekulu (piemēram, augļu mušiņā) Drosofila   šis skaits pārsniedz 100 miljonus!).

  Visu redzes šūnu rabdomomēri trakumsērga, un ir sejas jutīgas gaismas jutīgi receptoru elementi, un visas tīklenes kopā veido mūsu tīklenes analogu.

Šūnas ar pigmentiem, kas spēlē gaismas izolāciju, ieskauj fasetes gaismu atstarojošā un gaismjutīgā aparāta perimetru: pateicoties tām, gaismas plūsma, refrakcijas laikā, nonāk tikai viena ommatidija neironos. Bet šādi tiek sakārtotas tā sauktās puses fotopiks   acis pielāgotas spilgtai dienas gaismai.

Sugas, kas dzīvo krēslas vai nakts laikā, raksturo cita veida acis - liellopi. Šādām acīm ir virkne pielāgojumu nepietiekamam gaismas plūsmai, piemēram, ļoti lieliem rabdomomēriem. Turklāt šādu acu ommatidijā gaismas izolējošie pigmenti var brīvi migrēt šūnu iekšpusē, lai gaismas plūsma varētu sasniegt kaimiņu ommatidijas vizuālās šūnas. Šīs parādības pamatā ir tā sauktais tumša adaptācija   kukaiņu acs - acu jutības palielināšanās vājā apgaismojumā.

Kad rabdomomēri absorbē gaismas fotonus tīklenes šūnās, rodas nervu impulsi, kas tiek virzīti gar aksoniem kukaiņu smadzeņu sapārotajās redzes daivās. Katrā redzes daivā ir trīs asociatīvie centri, kur tiek apstrādāta vizuālās informācijas plūsma, kas vienlaikus nāk no daudziem aspektiem.

Viens līdz trīsdesmit

Saskaņā ar senajām leģendām, cilvēkiem kādreiz bija "trešā acs", kas bija atbildīga par supresensīvo uztveri. Par to nav pierādījumu, taču tiem pašiem nēģiem un citiem dzīvniekiem, piemēram, cepuru ķirzakai un dažiem abiniekiem, neparastā gaismjutīgie orgāni atrodas nepareizajā vietā. Un šajā ziņā kukaiņi neatpaliek no mugurkaulniekiem: papildus parastajām, slīpām acīm, viņiem ir arī mazas papildu acis - ocellikas atrodas uz frontoparietālās virsmas un stublāji   - galvas sānos.

Ocelli galvenokārt atrodami labi lidojošos kukaiņos: pieaugušos indivīdos (sugās ar pilnīgu pārveidošanos) un kāpuros (sugās ar nepilnīgu pārveidošanos). Parasti tās ir trīs acis, kas atrodas trīsstūra formā, bet dažreiz vidējās vai divas sānu var nebūt. Ocelles struktūra ir līdzīga ommatīdijai: zem gaismas refrakcijas objektīva tām ir caurspīdīgu šūnu slānis (kristāliskā konusa analogs) un tīklenes tīklene.

  Stemmas var atrast kukaiņu kāpuros, kas attīstās ar pilnīgu pārveidošanos. To skaits un atrašanās vieta mainās atkarībā no sugas: katrā galvas pusē var atrasties no viena līdz trīsdesmit acīm. Kāpostēs biežāk sastopami seši okeli, kas izvietoti tā, lai katram no tiem būtu atsevišķs redzes lauks.

Dažādos kukaiņu pasūtījumos stublāji var atšķirties pēc struktūras. Šīs atšķirības, iespējams, ir saistītas ar to izcelsmi no dažādām morfoloģiskām struktūrām. Tātad, neironu skaits vienā acī var būt no vairākām vienībām līdz vairākiem tūkstošiem. Dabiski, ka tas ietekmē kukaiņu uztveri par apkārtējo pasauli: ja daži no viņiem var redzēt tikai gaišu un tumšu plankumu kustību, tad citi spēj atpazīt priekšmetu lielumu, formu un krāsu.

Kā mēs redzam, gan cilmes vārdi, gan ommatidija ir atsevišķu šķautņu analogi, kaut arī modificēti. Tomēr kukaiņiem ir arī citas “rezerves” iespējas. Tātad, daži kāpuri (it īpaši no difterēnu secības) spēj atpazīt gaismu pat ar pilnīgi aizēnotām acīm ar gaismjutīgu šūnu palīdzību, kas atrodas uz ķermeņa virsmas. Un dažiem tauriņu veidiem ir tā sauktie dzimumorgānu fotoreceptori.

Visas šādas fotoreceptoru zonas ir izkārtotas līdzīgā veidā un ir vairāku neironu kopums zem caurspīdīgas (vai caurspīdīgas) kutikulas. Sakarā ar šādām papildu “acīm”, divkāju kāpuri izvairās no atklātām vietām, un tauriņi sievietes tos izmanto, dējot olas aizēnotās vietās.

Slīpēts Polaroid

Ko spēj kukaiņu sarežģītās acis? Kā zināms, jebkuram optiskajam starojumam var izdalīt trīs raksturlielumus: spilgtums, spektrs   (viļņa garums) un polarizācija   (elektromagnētiskā komponenta svārstību orientācija).

  Kukaiņi izmanto gaismas spektrālo īpašību, lai reģistrētu un atpazītu apkārtējās pasaules objektus. Gandrīz visi no tiem spēj uztvert gaismu diapazonā no 300 līdz 700 nm, ieskaitot spektra ultravioleto daļu, kas ir nepieejama mugurkaulniekiem.

Parasti dažādas sarežģītā kukaiņu acs zonas uztver dažādas krāsas. Šāda “vietējā” jutība var atšķirties pat vienas sugas ietvaros atkarībā no indivīda dzimuma. Bieži vien tajā pašā ommatidijā var būt dažādi krāsu receptori. Tātad, ģints tauriņos Papilio   diviem fotoreceptoriem ir vizuālais pigments ar maksimālo absorbciju 360, 400 vai 460 nm, vēl diviem - 520 nm, bet pārējiem - no 520 līdz 600 nm (Kelber et al., 2001).

Bet tas nav viss, ko kukaiņu acs var darīt. Kā minēts iepriekš, redzes neironos rabdomomēra mikroviļu fotoreceptoru membrāna ir salocīta cauruļveida formā ar apļveida vai sešstūra šķērsgriezumu. Sakarā ar to dažas no rodopsiņa molekulām nepiedalās gaismas absorbcijā sakarā ar to, ka šo molekulu dipola momenti ir paralēli gaismas staru virzienam (Govardovsky and Gribakin, 1975). Rezultātā mikrovilli iegūst dihroisms   - spēja dažādi absorbēt gaismu atkarībā no tā polarizācijas. Ommatidija jutības polarizācijas jutības palielināšanos veicina arī tas, ka vizuālā pigmenta molekulas nejauši atrodas membrānā, tāpat kā cilvēkam, bet ir orientētas tajā pašā virzienā, kā arī ir stingri fiksētas.

Ja acs neatkarīgi no starojuma intensitātes spēj atšķirt divus gaismas avotus, pamatojoties uz to spektrālajām īpašībām, mēs varam runāt krāsu redze. Bet, ja viņš to izdara, nosakot polarizācijas leņķi, kā šajā gadījumā, mums ir viss iemesls runāt par kukaiņu polarizācijas redzējumu.

Kā kukaiņi uztver polarizēto gaismu? Balstoties uz ommatidija struktūru, var pieņemt, ka visiem fotoreceptoriem jābūt vienlaicīgi jutīgiem gan pret gaismas viļņu noteiktu garumu (garumiem), gan pret gaismas polarizācijas pakāpi. Bet šajā gadījumā var rasties nopietnas problēmas - ts kļūdaina krāsu uztvere. Tātad gaisma, ko atstaro no lapu vai ūdens virsmas spīdīgā virsma, ir daļēji polarizēta. Šajā gadījumā smadzenes, analizējot fotoreceptoru datus, var kļūdīties, novērtējot atstarojošās virsmas krāsas vai formas intensitāti.

Kukaiņi iemācījās veiksmīgi tikt galā ar šādām grūtībām. Tātad daudzos kukaiņos (galvenokārt mušas un bites) ommatidijās, uztverot tikai krāsu, veidojas rabdom slēgts tipskurā rabdomomēri nesaskaras viens ar otru. Tajā pašā laikā viņiem ir arī ommatīdija ar parasto tiešo rabdomiju, jutīgu pret polarizējošo gaismu. Bites šādas šķautnes atrodas ap acs malu (Wehner, Bernard, 1993). Dažos tauriņos krāsu uztveres kropļojumi tiek noņemti, pateicoties ievērojamam rabdomireru (Kelbera) mikroviļņu izliekumam. et al., 2001).

Daudzos citos kukaiņos, īpaši Lepidoptera, visās ommatidijās saglabājas parastās tiešās rabdomas, tāpēc to fotoreceptori vienlaikus spēj uztvert gan “krāsu”, gan polarizēto gaismu. Turklāt katrs no šiem receptoriem ir jutīgs tikai pret noteiktu izvēlētās polarizācijas leņķi un noteiktu gaismas viļņa garumu. Šāda sarežģīta vizuālā uztvere palīdz tauriņiem barot un dēt olas (Kelber et al., 2001).

Nepazīstama zeme

Īpaši bezgalīgi var padziļināt kukaiņu acs morfoloģiju un bioķīmiju, un joprojām ir grūti atbildēt uz tik vienkāršu un vienlaikus neticami sarežģītu jautājumu: kā kukaiņi redz?

Personai ir grūti pat iedomāties attēlus, kas rodas kukaiņu smadzenēs. Bet jāatzīmē viss, kas mūsdienās ir populārs redzes mozaīkas teorija, saskaņā ar kuru kukainis redz attēlu sava veida mīklas formā, kas izgatavots no sešstūriem, precīzi neatspoguļo problēmas būtību. Fakts ir tāds, ka, lai arī katra vienības šķautne uzņem atsevišķu attēlu, kas ir tikai daļa no visa attēla, šie attēli var pārklāties ar attēliem, kas iegūti no blakus esošajām šķautnēm. Tāpēc pasaules attēls, kas iegūts ar milzīgas spāres acs palīdzību, kas sastāv no tūkstošiem miniatūru fotokameru, un skudras "pieticīgā" sešstūraina acs, ļoti atšķirsies.

Attiecībā uz redzes asums (izšķirtspēja, t.i., spēja atšķirt priekšmetu sadalīšanas pakāpi), tad kukaiņos to nosaka pēc šķautņu skaita acs izliektas virsmas vienībā, t.i., to leņķa blīvuma. Atšķirībā no cilvēkiem kukaiņu acīm nav izmitināšanas: gaismas vadotnes objektīva izliekuma rādiuss nemainās. Šajā ziņā kukaiņus var saukt par tuvredzīgiem: viņi redz jo vairāk detaļu, jo tuvāk novērošanas objektam.

Šajā gadījumā kukaiņi ar slīpām acīm spēj atšķirt ļoti ātri kustīgus objektus, kas izskaidrojams ar viņu redzes sistēmas augsto kontrastu un zemo inerci. Piemēram, cilvēks var atšķirt tikai apmēram divdesmit zibspuldzes sekundē, bet bite - desmit reizes vairāk! Šis īpašums ir būtisks ātri lidojošiem kukaiņiem, kuriem jāpieņem lēmumi tieši lidojuma laikā.

Krāsaini attēli, ko uztver kukaiņi, var būt arī daudz sarežģītāki un neparasti nekā mūsējais. Piemēram, zieds, kas mums šķiet balts, savās ziedlapiņās bieži slēpj daudz pigmentu, kas var atspoguļot ultravioleto gaismu. Un apputeksnējošo kukaiņu acīs tas dzirkstī ar daudzām krāsainām nokrāsām - norādēm uz ceļu uz nektāru.

Tiek uzskatīts, ka kukaiņi “neredz” sarkano krāsu, kas ir “tīra” un dabā ir ārkārtīgi reti sastopama (izņēmums ir tropiski augi, ko apputeksnē kolibri). Tomēr sarkanās krāsas ziedos bieži ir arī citi pigmenti, kas var atspoguļot īsviļņu starojumu. Un, ja ņem vērā, ka daudzi kukaiņi kā cilvēks spēj uztvert nevis trīs pamatkrāsas, bet gan vairāk (dažreiz pat piecas!), Tad viņu vizuālajiem attēliem vajadzētu būt tikai krāsu ekstravagancijai.

Visbeidzot, kukaiņu “sestā sajūta” ir polarizēta redze. Ar tās palīdzību kukaiņiem izdodas redzēt ārējā pasaulē to, ko cilvēks ar īpašu optisko filtru palīdzību var iegūt tikai vāju ideju. Šādā veidā kukaiņi var precīzi noteikt saules atrašanās vietu uz mākoņainām debesīm un izmantot polarizētu gaismu kā “debesu kompasu”. Un ūdens kukaiņi lidojuma laikā atklāj ūdenstilpes ar daļēji polarizētu gaismu, kas atstarojas no ūdens spoguļa (Schwind, 1991). Bet kādus attēlus viņi vienlaikus “redz”, cilvēkam vienkārši nav iespējams iedomāties ...

Ikviens, kurš viena vai otra iemesla dēļ interesējas par kukaiņu redzi, var jautāt: kāpēc viņi ar skolēnu, objektīvu un citām ierīcēm neveidoja kameras aci, kas ir līdzīga cilvēka acij?

Izcilais amerikāņu teorētiskais fiziķis, Nobela prēmijas laureāts R. Feinmans uz šo jautājumu vienlaikus izsmeļoši atbildēja: “Tam traucē vairāki diezgan interesanti iemesli. Pirmkārt, bite ir par mazu: ja tai būtu acs, kas līdzīga mūsējai, bet attiecīgi samazināta, tad zīlītes izmērs būtu apmēram 30 mikroni, un tāpēc difrakcija būtu tik liela, ka bite joprojām nevarētu redzēt labāk. Pārāk maza acs nav īpaši laba. Ja šāda acs ir izgatavota pietiekamā izmērā, tad tai jābūt ne mazākai par pašas bites galvu. Sarežģītās acs vērtība slēpjas faktā, ka tā praktiski neaizņem vietu - tikai plāns slānis uz galvas virsmas. Tāpēc pirms dot padomu bitei, neaizmirsti, ka viņai ir savas problēmas! ”

Tāpēc nav pārsteidzoši, ka kukaiņi ir izvēlējušies savu ceļu pasaules vizuālajā izziņā. Un mums, lai to redzētu no kukaiņu viedokļa, būtu jāiegūst milzīgas slīpētas acis, lai saglabātu parasto redzes asumu. Maz ticams, ka šāda iegūšana mums būtu noderīga evolūcijas ziņā. Katram - savs!

Literatūra

  Tišenko V. P. Kukaiņu fizioloģija. M .: Augstskola, 1986, 304 S.

  Klowden M. J. Kukaiņu fizioloģiskās sistēmas. Academ Press, 2007.68. Lpp.

  Tauta J. L. Kukaiņu fizioloģija un bioķīmija. Otrais izdevums: CRC Press, 2008.

Rādīt visu

Redzes orgānu struktūras šķirnes

Kukaiņiem acis var attēlot trīs veidos:

•   (aspekts);
•   (muguras, ocelli);
• kāpuru (sānu, kāpuru). (foto)

Viņiem ir atšķirīga struktūra un nevienlīdzīga spēja redzēt.

Sarežģītas acis ir sastopamas lielākajā daļā kukaiņu, un jo augstākas attīstības pakāpes ir pēdējie, jo labāk viņiem parasti ir attīstīti redzes orgāni. ko sauc arī par šķautni, jo to ārējo virsmu attēlo lēcu - šķautņu, kas atrodas blakus viena otrai, kombinācija.

Ommatidium

Ommatidium

A (pa kreisi) - aplikācijas ommatidium,

B (pa labi) - superpozīcija ommatidium

1 - redzes šūnu aksoni, 2 - tīklenes šūnas,

3 - radzene, 4 - kristālisks konuss,

5 - pigmenta šūnas, 6 - gaismas vadotne, 7 - rabdom

Saliktā acs sastāv no dažādām, kā likums, daudzām atsevišķām struktūrvienībām - ommatidia. ietver vairākas struktūras, kas nodrošina gaismas vadīšanu, refrakciju (fasets, radzenes šūnas, kristāla konuss) un vizuālo signālu uztveri (tīklenes šūnas, rabdomi, nervu šūnas). Turklāt katrā no tām ir pigmenta izolācijas ierīce, lai tā būtu pilnībā vai daļēji aizsargāta no sānu stariem.

Vienkāršas acs struktūras shēma

No visām acu sugām kukaiņiem ir vājākā spēja redzēt. Saskaņā ar dažiem ziņojumiem viņi vispār neveic redzes funkciju un ir atbildīgi tikai par sarežģītu acu funkcijas uzlabošanu. To jo īpaši pierāda fakts, ka kukaiņiem praktiski nav vienkāršu, ja nav sarežģītu. Turklāt, krāsojot acu šķautnes, kukaiņi pārstāj orientēties telpā, pat ja viņiem ir precīzi definēti.

Kukaiņu redzes pazīmes

Kukaiņu redzes izpētei ir veltīts milzīgs skaits zinātnisko rakstu. Sakarā ar speciālistu interesi līdz šim daudzas Insecta acu iezīmes ir ticami noskaidrotas. Neskatoties uz to, redzes orgānu struktūra šajos organismos ir tik daudzveidīga, ka dažādās kukaiņu grupās redzes kvalitāte, krāsu un apjoma uztvere, atšķirība starp kustīgiem un nekustīgiem objektiem, pazīstamu vizuālo attēlu atpazīšana un citas redzes īpašības ir ārkārtīgi atšķirīgas. To var ietekmēt šādi faktori: sarežģītā acī - omtidīdu uzbūve un to skaits, izspiešanās, acu atrašanās vieta un forma; vienkāršām acīm un - to skaits un smalkās struktūras iezīmes, kuras var attēlot ar ievērojamu dažādību. Mūsdienās vislabāk izpētītais ir bišu redzējums.

Noteiktu lomu formas uztverē spēlē objekta kustība. Kukaiņi biežāk sēž uz ziediem, kas šūpojas vējā, nekā uz nekustīgiem. spāres steidzas pēc laupījuma pārvietošanas, un tauriņu tēviņi reaģē uz lidojošām mātītēm un slikti redz sēdēšanu. Droši vien, ka punkts ir acs ommatidijas noteiktā kairinājuma biežumā kustības, mirgošanas un mirgošanas laikā.

Pazīstamu objektu atpazīšana

Kukaiņi pazīst pazīstamus objektus ne tikai pēc krāsas un formas, bet arī pēc objektu izvietojuma ap tiem, tāpēc ideju par viņu redzes ārkārtas primitivitāti nevar saukt par patiesu. Piemēram, smilšu lapsene atrod ieeju ūdeļā, koncentrējoties uz tiem objektiem, kas atrodas ap to (zāle, akmeņi). Ja tos noņemat vai maināt to atrašanās vietu, tas var sajaukt kukaiņu.

Attāluma uztvere

Šo īpašību vislabāk var izpētīt, izmantojot spāres, zemes vaboles un citus gaļēdāju kukaiņus.

Spēja noteikt attālumu ir saistīta ar binokulārā redzes klātbūtni augstākajos kukaiņos, tas ir, divās acīs, kuru redzes lauki daļēji pārklājas. Acu struktūras īpatnības nosaka, cik liels ir attālums, kas pieejams, lai pārskatītu konkrētu kukaiņu. Piemēram, sacīkšu zirgu vaboles reaģē uz laupījumu un uzbrūk tam, kad tās atrodas 15 cm attālumā no objekta.

Viegla kompasa kustība

Daudzi kukaiņi pārvietojas tā, lai tie tīklenē pastāvīgi uzturētu tādu pašu gaismas krišanas leņķi. Tādējādi saules stari ir sava veida kompass, kas vada kukaiņu. Pēc šī paša principa nakts tauriņi pārvietojas mākslīgās gaismas avotu virzienā.

Ikviens, kurš vismaz vienu reizi mēģināja notriekt mušu, lieliski saprot, ka šis uzdevums nav viegls. Daži noraksta kļūmes par mušu tūlītēju reakciju, citi - par viņas redzes asumu un panorāmas redzi. Jāsaka, ka abiem ir vienlīdz taisnība. Muša lido ļoti ātri, tā tiek noņemta no vietas - uzreiz, tāpēc to ir tik grūti noķert.

Bet galvenais iemesls ir tieši šī kukaiņa redzējumā, kā arī tā acu struktūrā un skaitā.

Parastās mušas redzes orgāni atrodas galvas sānos, kur ir ļoti grūti nepamanīt kukaiņa milzīgās izliektās acis. Šī kukaiņa acij ir sarežģīta struktūra, un to sauc par šķautni (no franču vārda fasette - seja). Fakts ir tāds, ka redzes orgānu veido tikai šādas 6-puses vienības - šķautnes, kas pēc formas izskatās kā šūnveida (katra šāda mušas acs daļa ir lieliski redzama mikroskopā). Šīs vienības sauc par ommatidia.

Apmēram 4 tūkstoši šādu šķautņu ir lidojošo acu priekšā, taču tas nav ierobežojums: daudziem citiem kukaiņiem ir daudz vairāk. Piemēram, bitēm ir 5000 šķautņu, dažiem tauriņiem ir līdz 17 000, un spāres ommatidiju skaits ir tuvu 30 000.

Katra no šīm 4 tūkstošiem šķautņu spēj redzēt tikai nelielu daļu no visa attēla, un šī “mīkla” savāc kukaiņa smadzenes kopējā attēlā.

Vecākais mušas paraugs, kas ir apmēram 145 miljoni gadu vecs, tika atrasts Ķīnā.

Kā mušas redz

Mušu redzes asums vidēji 3 reizes pārsniedz cilvēka spējas.

Tā kā mušu acis ir lielas un izliektas, veidojot ommatidijas (šķautnes) uz visām acs virsmas pusēm, šī struktūra mierīgi ļauj kukainim nekavējoties redzēt visus virzienus - uz sāniem, uz augšu, uz priekšu un atpakaļ. Šāda panorāmas redze (to sauc arī par apļveida) palīdz lidot savlaicīgi pamanīt briesmas un nekavējoties aiziet prom, tāpēc to ir tik grūti notriekt. Turklāt muša ir ne tikai fiziski spējīga uzreiz redzēt dažādos virzienos, bet arī mērķtiecīgi skatīties apkārt, it kā vienlaikus novērojot visu apkārtējo telpu.

Tieši neskaitāmie ommatīdi ļauj lidot sekot mirgojošiem un ļoti ātri kustīgiem objektiem, nezaudējot attēla skaidrību. Salīdzinoši runājot, ja cilvēka redze spēj uztvert 16 kadrus sekundē, tad lidojums ir 250–300 kadri / s. Šī kvalitāte ir nepieciešama mušām ne tikai kustību uztveršanai no ārpuses, bet arī orientācijai un augstas kvalitātes redzamībai ātra lidojuma laikā.

Kas attiecas uz apkārtējo priekšmetu krāsu - mušas redz ne tikai pamatkrāsas, bet arī to smalkākās nokrāsas, ieskaitot ultravioleto gaismu, kuru dabai cilvēki neredz. Izrādās, ka muša apkārtējo pasauli redz vairāk rožaina nekā cilvēki. Starp citu, šie kukaiņi redz arī objektu tilpumu.

Acu skaits

Kā jau minēts, mušas galvu sānos atrodas 2 lielas, slīpētas acis. Sievietēm redzes orgānu izvietojums ir nedaudz paplašināts (dalīts ar plašu pieri), vīriešiem acis ir nedaudz tuvāk viena otrai.

Bet pieres viduslīnijā aiz sarežģītām, slīpām acīm ir vēl 3 parastās (bez slīpām) acis papildu redzei. Visbiežāk tie tiek iekļauti darbā, kad nepieciešams rūpīgi izpētīt priekšmetu, jo sarežģīta acs ar nevainojamu redzi šajā gadījumā nav tik nepieciešama. Izrādās, ka visām mušām ir 5 acis.

Viņu var redzēt sekojam man
Viņš paņēma aiz elkoņa: “Klausieties, Lūsija,
Tas būs ļoti labi
Es dzīvoju atsevišķā svītā. ”

Viņam ir biezas ūsas
Un acis kā diviem kukaiņiem
Un krūmi ir redzami
Krekla apkakles dēļ.

Es neesmu Lūcija, - es saku, -
Un mans vārds ir Tamāra
Un es to nevaru izturēt,
Un es neesmu tāds pāris ...

Koris:
  Es desmit gadus gatavoju zupu,
  Desmit gadus mazgāja drēbes,
  Desmit gadi pēc kārtas
  Es saņēmu desu,
  Es mācīju desmit gadus
  Kaut kā visslēptākais noslēpums
  Es sēdēju desmit gadus
  Pie loga darbā,
  Savu sirdi sašuvu asinīs
  Desmit gadus bērns audzināts -
  Kas paliek mīlestībai?
  Pusotrs gads no spēka.

Viņš nemaz nebija samulsis,
Kleitu tikai acis vilina:
"Es maksāšu par vakaru,
Cik jūs saņemat samaksu par gadu. ”

Spēlēju bumbu manuāli
Par sporta balvām,
Un es biju centrs
Un sviest bija - kas vajadzīgs.

Esmu soma
Viņa nobļāva no manas rokas
Viņa kavalierim
Starp kukaiņiem izgaismots!   Viņš man sekoja,
Es to paņēmu aiz elkoņa: "Klausies, Lusia,
Tas būs ļoti labi,
Es dzīvoju atsevišķā svītā. "

Viņa ūsas ir biezas
Un viņa acis, kā divi kukaiņi,
Un krūmi ir redzami
No krekla apkakles.

Es neesmu Lūcija, - es saku, -
Un mans vārds ir Tamāra,
Un es to nevaru izturēt,
Un tāds man nav pāra ...

Koris:
  Desmit gadus vārot zupu,
  Desmit gadu veļas mazgāšana,
  Desmit gadi rindās
  Es izkāvu desu,
  Desmit gadus es mācīju
  Kaut kā visslēptākais noslēpums,
  Desmit gadus sēdēju
  Pie loga darbā,
  Sirds slīpēšana asinīs,
  Bērna audzēšanas desmit gadi -
  Kas paliek mīlestībai?
  Pusotrs gads no spēka.

Viņš nemaz nebija samulsis,
Kleitu tikai acis vilina:
"Es" samaksās par vakaru,
Cik gadā saņemat samaksu. "

Spēlēju bumbu ar roku
Par sporta balvām,
Un es biju centrs,
Un mazs rullītis bija - tas arī tas.

Es esmu avosecku-sumu
Es to pacēlu no rokas,
Viņa bruņiniekam
Starp bugām spīdēja!

Pat agrā bērnībā daudzi no mums uzdeva šādus šķietami sīkus jautājumus par kukaiņiem, piemēram: cik daudzām acīm ir parasts muša, kāpēc zirneklis pļauj tīmekli un lapsene var iekost.

Entomoloģijas zinātnei ir atbildes uz gandrīz jebkuru no tām, taču šodien mēs aicināsim uz zināšanām dabas un uzvedības pētniekus, lai saprastu jautājumu par šīs sugas vizuālo sistēmu.

Šajā rakstā mēs analizēsim, kā muša redz un kāpēc šo kaitinošo kukaiņu ir tik grūti notriekt ar mušu džemperi vai noķert plaukstu pie sienas.

Istabas iedzīvotājs

Housefly vai housefly pieder īsto mušu ģimenei. Un, kaut arī mūsu pārskata temats attiecas uz visām sugām bez izņēmuma, mēs ļaujam sev ērtībai apsvērt visu ģimeni kā šī ļoti labi pazīstamā mājas parazīta veida piemēru.

Parastā mājas taurene ir ļoti neievērojams kukainis. Tai ir pelēcīgi melna ķermeņa krāsa ar dažiem dzeltenuma norādījumiem vēdera lejasdaļā. Pieauguša cilvēka garums reti pārsniedz 1 cm.Kukaiņam ir divi spārnu pāri un sejas acis.

Acis ar slīpām acīm - kāda jēga?

Mušas vizuālajā sistēmā ietilpst divas lielas acis, kas atrodas galvas malās. Katram no tiem ir sarežģīta struktūra un tas sastāv no daudzām mazām sešstūru šķautnēm, tāpēc šī redzes veida nosaukums ir aspekts.

Papilona acs struktūrā ir vairāk nekā 3,5 tūkstoši šādu mikroskopisku komponentu. Un katrs no viņiem spēj uztvert tikai nelielu daļu no kopējā attēla, smadzenēm pārsūtot informāciju par iegūto mini-attēlu, kas kopā apkopo visas šī attēla mīklas.

Ja salīdzina, piemēram, cilvēka šķautni un binokulāro redzi, jūs varat ātri pārliecināties, ka katra mērķis un īpašības ir diametrāli pretēji.

Vairāk attīstītajiem dzīvniekiem ir tendence koncentrēt savu redzi uz noteiktu šauru zonu vai uz noteiktu objektu. Kukaiņiem ir svarīgi redzēt ne tik daudz konkrētu objektu, cik ātri pārvietoties telpā un pamanīt briesmu tuvošanos.

Kāpēc to ir tik grūti noķert?

Šo kaitēkli patiešām ir ļoti grūti pārsteigt. Iemesls ir ne tikai pastiprināta kukaiņu reakcija, salīdzinot ar lēnu cilvēku, un spēja gandrīz momentāni izrauties. Galvenokārt tik augsts reakcijas līmenis ir saistīts ar savlaicīgu šī kukaiņa smadzeņu uztveri par izmaiņām un kustībām acu rādiusā.

Lidotnes redze ļauj tai redzēt gandrīz 360 grādus. Šāda veida skatu sauc arī par panorāmas attēlu. Tas ir, katra acs dod skatu par 180 grādiem. Šo kaitēkli diez vai var pārsteigt, pat ja tuvojaties tam no aizmugures. Šī kukaiņa acis ļauj jums kontrolēt visu telpu ap to, tādējādi nodrošinot simtprocentīgu apļveida vizuālo aizsardzību.

Ir vēl viena interesanta muša krāsu paletes vizuālās uztveres iezīme. Patiešām, gandrīz visas sugas uztver dažādas krāsas, kas ir pazīstamas mūsu acij. Daži no tiem vispār neizšķir kukaiņus, citi viņiem izskatās atšķirīgi, dažādās krāsās.

Starp citu, papildus divām daudzpusīgām acīm mušām ir vēl trīs vienkāršas acis. Tie atrodas starp šķautni, uz frontālās galvas. Atšķirībā no sarežģītām acīm, kukaiņi šos trīs izmanto, lai atpazītu priekšmetu tiešā tuvumā.

Tādējādi uz jautājumu, cik daudz acu ir parastajam mušajam, tagad droši varam atbildēt - 5. Divas sarežģītas šķautnes, kas sadalītas tūkstošos ommatidiju (šķautnēs) un paredzētas visplašākajai apkārtējās vides izmaiņu kontrolei, un trīs vienkāršas acis. , ļaujot, kā saka, asināt.

Pasaules uzskats

Mēs jau teicām, ka mušas ir aklas krāsas, un tās neatšķir ne visas krāsas, ne arī redz mums pazīstamus objektus dažādos krāsu toņos. Arī šī suga spēj atšķirt ultravioleto starojumu.

Jāsaka arī, ka visu savu redzes unikalitāti šie kaitēkļi praktiski neredz tumsā. Naktīs muša guļ, jo tās acis neļauj šim kukaiņam medīt tumsā.

Un tomēr šie kaitēkļi mēdz labi uztvert tikai mazākus un kustīgus objektus. Kukaiņš neizšķir tik lielus objektus kā, piemēram, cilvēks. Par mušu tas nav nekas cits kā cita iekšējās vides sastāvdaļa.

Bet rokas pieeja kukaiņam viņa acis perfekti uztver un savlaicīgi dod smadzenēm nepieciešamo signālu. Paredzot sarežģītu un uzticamu izsekošanas sistēmu, kuru ir nodrošinājis viņu raksturs, šiem scammers ne tikai redzēs citas briesmas, kas strauji tuvojas.

Secinājums

Tātad mēs analizējām, kāda izskatās pasaule caur muša acīm. Tagad mēs zinām, ka šiem visuresošajiem kaitēkļiem, tāpat kā visiem kukaiņiem, ir pārsteidzošs vizuālais aparāts, kas ļauj viņiem nezaudēt modrību un dienasgaismā saglabāt simtprocentīgu apļveida novērošanas aizsardzību.

Parastās mušas redzēšana atgādina sarežģītu izsekošanas sistēmu, kurā ietilpst tūkstošiem mini novērošanas kameru, no kurām katra nodrošina kukaiņu savlaicīgu informāciju par to, kas notiek tuvā diapazonā.