Gli occhi degli insetti sono semplici e composti. Il mondo visto dagli occhi degli animali. Come vedono le scimmie

Se consideriamo l'occhio di un insetto sotto forte lente d'ingrandimento, allora vedremo che consiste del reticolo rotondo più piccolo. E questo sembra essere dovuto al fatto che l'occhio di un insetto è costituito da tanti piccoli occhi, nel linguaggio scientifico chiamati "sfaccettature". Oggi stiamo cercando di capire perché gli insetti hanno gli occhi rotondi, come fanno gli insetti a vedere gli oggetti che li circondano? Questi sono così spesso interessati al bambino, ma?

Caratteristiche della struttura degli organi visivi

Gli occhi degli insetti sono divisi in tre tipi:

1. complesso (sfaccettato);
2. semplice;
3. larvale.

La struttura di tali occhi è diversa e gli insetti sono in grado di vederli in modo diverso.

La complessa struttura degli occhi predomina in numero massimo insetti, dipende dallo sviluppo dell'essere vivente stesso. Tali occhi sono costituiti da più singoli elementi strutturali: gli ommatidi.

Attraverso di loro la luce viene trasmessa, rifratta, vengono percepiti segnali visivi. Ogni singolo ommatidio si distingue per la presenza di un apparato di isolamento del pigmento, che protegge completamente o parzialmente dalla luce laterale.

Gli ommatidi sono divisi in due tipi principali, che influenzano le caratteristiche strutturali degli occhi.

1. L'occhio appasiale ha ommatidi isolati. Ognuno di loro è in grado di lavorare individualmente dal resto, vedendo solo certa parte spazio circostante. L'immagine si forma nel cervello di un insetto, come il più piccolo mosaico.
2. Nel secondo gruppo - sovrapposizione, ommatidi, sebbene parzialmente, ma hanno protezione dai raggi laterali. Questo in qualche modo impedisce agli insetti di vedere con l'intensità della luce, ma migliora la visione al crepuscolo.

Gli occhi semplici includono organi visivi che hanno alcuni insetti e di solito si trovano nella parte superiore della testa.

La struttura di tali occhi è notevolmente semplificata, vedono più deboli di altri. Si ritiene che tali occhi siano completamente privi di capacità visiva e siano responsabili solo del miglioramento delle funzioni. occhi composti.

E se dipingi su insetti sfaccettati, non sarà in grado di navigare nello spazio, pur avendo occhi ben definiti di una struttura semplice.

Gli occhi larvali sono gli organi della vista che hanno le larve di insetti, che hanno la capacità di trasformarsi completamente in occhi composti. La loro struttura è in qualche modo semplificata, il che non consente all'insetto di vedere bene.

Caratteristiche distintive della visione degli insetti

La visione degli insetti è stata studiata per molto tempo. Grazie al crescente interesse degli scienziati, è stato possibile scoprire molto caratteristiche distintive associato alle prestazioni degli occhi.

E comunque, l'edificio organi visivi così diverso che la qualità della percezione dell'immagine, del colore, del volume, del movimento diversi gruppi insetti è diverso. Diversi fattori influenzano questo:

• l'occhio composto differisce nella struttura strutturale degli ommatidi e nel numero, convessità, posizione e forma;
• occhi e steli semplici differiscono per il numero e la sottigliezza della struttura, avendo grande quantità opzioni.

Occhi di insetti con diversi numeri di ommatidi:

• una formica ha 6000 sfaccettature
• la mosca ne ha 4000
• nei coleotteri 9000
• farfalle 17000
• e l'occhio più complesso di una libellula ha 28.000-30.000 sfaccettature.

Gli insetti vedono diversamente: lo spettro del raggio visibile è ridotto a sinistra e aumentato a destra.

In una libellula solo le sfaccettature inferiori distinguono i colori, quelle superiori distinguono la forma. Gli occhi della libellula occupano maggior parte testa, così la libellula è in grado di vedere - sentire cosa sta succedendo alle sue spalle. La libellula non vede l'oggetto, ma ne sente il calore, vede nella gamma degli infrarossi.

Gli insetti sono in grado di distinguere le forme, ma ciò non accade allo stesso modo degli umani. Farfalle e api ignorano il cerchio o l'ovale, ma sono attratte dalla struttura radiale, che ricorda la corolla di un fiore. Un oggetto che si distingue per la complessità della figura e il gioco delle ombre attirerà l'attenzione molto più rapidamente. È anche interessante che alle api piacciano oggetti di piccole dimensioni.
È interessante notare che gli insetti sono in grado di "riconoscere" gli oggetti anche in base alla posizione.

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Varietà della struttura degli organi della vista

Negli insetti, gli occhi possono essere rappresentati in tre varietà:

• (sfaccettato);
• (dorsale, ocelli);
• larvale (laterale, larvale). (foto)

Loro hanno diversa struttura e ineguale capacità di vedere.

Gli occhi composti si trovano nella maggior parte degli insetti, e più sono sviluppati questi ultimi, meglio sono solitamente sviluppati i loro organi visivi. chiamato anche sfaccettato, perché la loro superficie esterna è rappresentata da un insieme di lenti poste una accanto all'altra - sfaccettature.

Ommatidio

Ommatidio

A (a sinistra) - ommatidium apposizionale,

B (a destra) - ommatidio sovrapposto

1 - assoni delle cellule visive, 2 - cellule retiniche,

3 - cornea, 4 - cono cristallino,

5 - cellule del pigmento, 6 - guida di luce, 7 - rabdom

L'occhio composto è composto da vari un largo numero singole unità strutturali - ommatidi. comprendono una serie di strutture che forniscono conduzione, rifrazione della luce (faccetta, cellula radicale, cono di cristallo) e percezione dei segnali visivi (cellule retiniche, rabdom, cellule nervose). Inoltre, ciascuno ha un dispositivo di isolamento del pigmento, grazie al quale è completamente o parzialmente protetto dai raggi laterali.

Schema della struttura di un occhio semplice

Di tutte le varietà di occhi di insetto, hanno la capacità di vedere più debole. Secondo alcuni rapporti, non svolgono affatto una funzione visiva e sono responsabili solo del miglioramento della funzione degli occhi composti. Ciò, in particolare, è dimostrato dal fatto che negli insetti non ce ne sono praticamente di semplici in assenza di complessi. Inoltre, dipingendo su occhi composti, gli insetti cessano di orientarsi nello spazio, anche se ne hanno di ben definiti.

Caratteristiche della visione degli insetti

Un'enorme quantità di ricerca è dedicata allo studio della visione degli insetti. articoli scientifici. Alla luce di tale interesse da parte degli specialisti, molte caratteristiche del lavoro degli occhi in Insecta sono state chiarite in modo affidabile fino ad oggi. Tuttavia, la struttura degli organi della vista in questi organismi è così diversa che la qualità della visione, la percezione del colore e del volume, la distinzione tra oggetti in movimento e fissi, il riconoscimento di immagini visive familiari e altre proprietà della visione variano enormemente tra diversi gruppi di insetti. Questo può essere influenzato i seguenti fattori: in un occhio composto - la struttura degli ommatidi e il loro numero, rigonfiamento, posizione e forma degli occhi; agli occhi semplici e - il loro numero e le sottili caratteristiche della struttura, che possono essere rappresentate da una significativa varietà di opzioni. La visione delle api è stata meglio studiata oggi.

Un certo ruolo nella percezione della forma è svolto dal movimento dell'oggetto. È più probabile che gli insetti si siedano sui fiori che ondeggiano al vento che su quelli fissi. le libellule si precipitano dopo aver spostato la preda e le farfalle maschi reagiscono alle femmine volanti e hanno difficoltà a vedere quelle sedute. Probabilmente, la questione è in una certa frequenza di irritazione degli occhi ommatidi durante il movimento, lampeggiante e tremolante.

Riconoscimento di oggetti familiari

Gli insetti riconoscono oggetti familiari non solo per colore e forma, ma anche per la disposizione degli oggetti intorno a loro, quindi l'idea dell'eccezionale primitività della loro visione non può essere definita vera. Ad esempio, Sand Wasp trova l'ingresso del visone, concentrandosi su quegli oggetti che si trovano intorno ad esso (erba, pietre). Se vengono rimossi o la loro posizione viene modificata, ciò può confondere l'insetto.

percezione della distanza

Questa caratteristica è meglio studiata sull'esempio di libellule, coleotteri macinati e altri insetti predatori.

La capacità di determinare la distanza è dovuta alla presenza negli insetti superiori visione binoculare, cioè due occhi i cui campi visivi si intersecano parzialmente. Le caratteristiche strutturali degli occhi determinano quanto è grande la distanza disponibile per la visione di un insetto. Ad esempio, i coleotteri saltatori reagiscono alla preda e si avventano su di essa quando si trovano a una distanza di 15 cm dall'oggetto.

Movimento leggero della bussola

Molti insetti si muovono in modo tale da mantenere costantemente lo stesso angolo di incidenza della luce sulla retina. Così, i raggi del sole sono una specie di bussola con cui l'insetto è orientato. Con lo stesso principio, le falene si muovono in direzione delle sorgenti luminose artificiali.

Gli organi della vista sono sviluppati nella maggior parte degli insetti. raggiungere il massimo sviluppo occhi composti o composti . Numero elementi visivi- gli ommatidi, o sfaccettature, nell'occhio di una mosca domestica raggiungono i 4mila, e nelle libellule anche i 28mila L'ommatidio è costituito da una lente trasparente, o cornea, a forma di lente biconvessa e da un cono di cristallo trasparente che giace sotto di essa. Insieme fanno sistema ottico. Sotto il cono c'è la retina, che percepisce i raggi luminosi. cellule retiniche connesse fibre nervose con i lobi visivi del cervello. Ogni ommatidio è circondato da cellule del pigmento.

A seconda della percezione della luce di diversa intensità, si distinguono i tipi di occhi per apposizione e sovrapposizione. Il primo tipo di struttura oculare è caratteristico degli insetti diurni, il secondo - notturno.

IN occhio di apposizione ogni ommatidio è isolato nella sua parte superiore dal pigmento dei vicini ommatidi. Così, ciascuno unità strutturale l'occhio lavora separatamente da tutti gli altri, percependo solo la "sua" parte dello spazio esterno. Quadro generale si forma nel cervello di un insetto come da tanti pezzi di un mosaico.

IN occhio di sovrapposizione gli ommatidi sono solo parzialmente, seppur per tutta la loro lunghezza, protetti dai raggi laterali: sono semipermeabili. Da un lato interferisce con gli insetti in condizioni di luce intensa, dall'altro li aiuta a vedere meglio al crepuscolo.

Ocelli (occhi dorsali semplici)- questi sono piccoli organi visivi che hanno alcuni adulti e di solito si trovano nella parte superiore della testa. Solitamente presentato nella quantità di tre, mentre uno giace leggermente davanti e altri due - dietro e di lato davanti. Non contengono ommatidio, la struttura degli occhi semplici è notevolmente semplificata. All'esterno si trova la cornea, costituita da cellule rootagen, più profondo è l'apparato di percezione della luce delle cellule retiniche (sensibili), ancora più in basso sono le cellule del pigmento che passano nelle fibre del nervo ottico.

Di tutte le varietà di occhi di insetto, gli occhi semplici hanno la capacità di vedere più debole. Secondo alcuni rapporti, non svolgono affatto una funzione visiva e sono responsabili solo del miglioramento della funzione degli occhi composti. Ciò, in particolare, è dimostrato dal fatto che gli insetti praticamente non hanno occhi semplici in assenza di occhi complessi. Inoltre, dipingendo su occhi composti, gli insetti cessano di orientarsi nello spazio, anche se hanno occhi semplici ben definiti.

Stemmi o occhi semplici laterali- presente nelle larve di insetti con completa trasformazione. Durante la fase pupale, si "trasformano" in occhi composti. Eseguire funzione visiva, ma, a causa della struttura semplificata, vedono relativamente debolmente. Per migliorare la vista, gli ocelli larvali sono spesso presentati nelle larve nella quantità di diversi pezzi. Nelle larve di sawfly, sono simili a quelle dorsali e nei bruchi di farfalle assomigliano a ommatidi oculari composti. I bruchi percepiscono la forma degli oggetti, distinguono piccoli dettagli sulla loro superficie.

L'occhio di un insetto elevato ingrandimento sembra una piccola griglia.

Questo perché l'occhio dell'insetto è composto da tante piccole sfaccettature. Gli occhi degli insetti sono chiamati sfaccettato. Si chiama una piccola sfaccettatura dell'occhio ommatidio. Ommatidium ha la forma di un cono lungo e stretto, la cui base è una lente che sembra un esagono. Da qui il nome dell'occhio composto: sfaccettatura tradotto dal francese significa "bordo".

Un fascio di ommatidi costituisce un occhio di insetto complesso, rotondo.

Ogni ommatidio ha un campo visivo molto limitato: l'angolo di visione degli ommatidi nella parte centrale dell'occhio è solo di circa 1°, e ai bordi dell'occhio - fino a 3°. Ommatidium "vede" solo quella minuscola sezione dell'oggetto davanti ai suoi occhi, verso la quale è "mirato", cioè dove è diretta la continuazione del suo asse. Ma poiché gli ommatidi sono strettamente adiacenti l'uno all'altro e i loro assi sono dentro occhio tondo divergere radialmente, quindi l'intero occhio composto copre l'oggetto nel suo insieme. Inoltre, l'immagine dell'oggetto si ottiene in esso come un mosaico, cioè composto da pezzi separati.

Il numero di ommatidi nell'occhio varia nei diversi insetti. Una formica operaia ha solo circa 100 ommatidi negli occhi, una mosca domestica ne ha circa 4000 e ape operaia- 5000, farfalle - fino a 17.000 e libellule - fino a 30.000! Pertanto, la visione di una formica è molto mediocre, mentre gli enormi occhi di una libellula - due emisferi iridescenti - forniscono il massimo campo visivo.

A causa del fatto che gli assi ottici degli ommatidi divergono ad angoli di 1-6°, la nitidezza dell'immagine degli insetti non è molto elevata: non distinguono i dettagli fini. Inoltre, la maggior parte degli insetti è miope: vede gli oggetti circostanti a una distanza di pochi metri. Ma gli occhi composti sono perfettamente in grado di distinguere lo sfarfallio (lampeggio) della luce con una frequenza fino a 250-300 hertz (per una persona, la frequenza limite è di circa 50 hertz). Gli occhi degli insetti sono in grado di determinare l'intensità del flusso luminoso (luminosità) e, inoltre, hanno abilità unica: in grado di determinare il piano di polarizzazione della luce. Questa capacità li aiuta a navigare quando il sole non è visibile nel cielo.

Gli insetti vedono i colori, ma non nello stesso modo in cui li vediamo noi. Ad esempio, le api "non conoscono" il rosso e non lo distinguono dal nero, ma percepiscono i raggi ultravioletti a noi invisibili, che si trovano all'estremità opposta dello spettro. Anche alcune farfalle, formiche e altri insetti distinguono la luce ultravioletta. A proposito, è proprio la cecità degli insetti impollinatori della nostra striscia al colore rosso che spiega il fatto curioso che nella nostra flora selvatica non ci sono piante con fiori scarlatti.

La luce proveniente dal sole non è polarizzata, cioè i suoi fotoni hanno un orientamento arbitrario. Tuttavia, attraversando l'atmosfera, la luce viene polarizzata a causa della diffusione da parte delle molecole d'aria, e in questo caso il piano della sua polarizzazione è sempre diretto verso il sole.

A proposito...

Oltre agli occhi composti, gli insetti hanno altri tre ocelli semplici con un diametro di 0,03-0,5 mm, che si trovano a forma di triangolo sulla superficie fronto-parietale della testa. Questi occhi non sono adatti per distinguere gli oggetti e sono necessari per uno scopo completamente diverso. Misurano il livello medio di illuminazione, che viene utilizzato come punto di riferimento ("segnale zero") nell'elaborazione dei segnali visivi. Se questi occhi sono incollati a un insetto, conserva la capacità di orientamento spaziale, ma può volare solo con una luce più intensa del solito. La ragione di ciò è che gli occhi sigillati vengono scambiati per " livello medio» campo nero e quindi dare agli occhi composti una gamma più ampia di illuminazione, e questo, di conseguenza, riduce la loro sensibilità.

Anche nella prima infanzia, molti di noi hanno posto domande apparentemente insignificanti sugli insetti, come: quanti occhi ha mosca comune perché un ragno tesse una tela e una vespa può mordere.

La scienza dell'entomologia ha risposte a quasi tutte, ma oggi faremo appello alla conoscenza dei ricercatori della natura e del comportamento per affrontare la questione di cosa sia sistema visivo di questo genere.

In questo articolo analizzeremo come vede una mosca e perché è così difficile schiaffeggiare questo fastidioso insetto con uno scacciamosche o prenderlo con un palmo sul muro.

residente in camera

La mosca domestica o mosca domestica appartiene alla famiglia delle mosche vere. E sebbene l'argomento della nostra recensione riguardi tutte le specie senza eccezioni, ci permettiamo, per comodità, di considerare l'intera famiglia usando l'esempio di questa specie molto familiare di parassiti domestici.

La comune mosca domestica è un insetto esterno molto insignificante. Ha una colorazione del corpo grigio-nera, con qualche accenno di giallo nella parte inferiore dell'addome. La lunghezza di un adulto raramente supera 1 cm L'insetto ha due paia di ali e occhi composti.

Occhi composti: qual è il punto?

Il sistema visivo della mosca è composto da due grandi occhi situato lungo i bordi della testa. Ognuno di essi ha una struttura complessa ed è costituito da tante piccole sfaccettature esagonali, da qui il nome di questo tipo di visione come sfaccettatura.

In totale, l'occhio della mosca ha più di 3,5 mila di questi componenti microscopici nella sua struttura. E ognuno di loro è in grado di catturare solo una piccola parte dell'immagine complessiva, trasmettendo informazioni sulla mini-immagine ricevuta al cervello, che raccoglie tutti gli enigmi di questa immagine.

Se confrontiamo visione sfaccettata e binoculare, che una persona ha, ad esempio, puoi assicurarti rapidamente che lo scopo e le proprietà di ciascuno siano diametralmente opposti.

Gli animali più sviluppati tendono a concentrare la loro visione su una certa area ristretta o su un oggetto specifico. Per gli insetti, è importante non tanto vedere un oggetto specifico quanto navigare rapidamente nello spazio e notare l'avvicinarsi del pericolo.

Perché è così difficile da catturare?

Questo parassita è davvero molto difficile da cogliere di sorpresa. Il motivo non è solo la maggiore reazione dell'insetto rispetto a una persona lenta e la capacità di staccarsi quasi istantaneamente. Principalmente così alto livello La reazione è dovuta alla percezione tempestiva del cervello di questo insetto di cambiamenti e movimenti all'interno del raggio visivo dei suoi occhi.

La visione della mosca gli permette di vedere quasi a 360 gradi. Questo tipo di visione è anche chiamata panoramica. Cioè, ogni occhio offre una visione a 180 gradi. È quasi impossibile cogliere di sorpresa questo parassita, anche se ti avvicini da dietro. Gli occhi di questo insetto ti consentono di controllare l'intero spazio circostante, fornendo così una difesa visiva completa al cento per cento.

Ce n'è dell'altro caratteristica interessante percezione visiva tavolozza dei colori delle mosche. Dopotutto, quasi tutte le specie percepiscono in modo diverso alcuni colori che sono familiari ai nostri occhi. Alcuni di loro gli insetti non si distinguono affatto, altri sembrano diversi da loro, in altri colori.

Per inciso, oltre a due occhio composto, la mosca ne ha altri tre occhi semplici. Si trovano nell'intervallo tra quelle sfaccettate, sulla parte frontale della testa. A differenza degli occhi composti, questi tre sono usati dagli insetti per riconoscere l'uno o l'altro oggetto nelle immediate vicinanze.

Quindi, alla domanda su quanti occhi ha una mosca normale, ora possiamo rispondere con sicurezza: 5. Due complessi sfaccettati, divisi in migliaia di ommatidi (sfaccettature) e progettati per il controllo più ampio sui cambiamenti ambiente attorno ad esso, e tre occhi semplici, che permettono, come si suol dire, di mettere a fuoco.

Visione del mondo

Abbiamo già detto che le mosche sono daltoniche e o non distinguono tutti i colori, oppure vedono oggetti a noi familiari in altre tonalità di colore. Inoltre, questa specie è in grado di distinguere l'ultravioletto.

Va anche detto che, nonostante tutta l'unicità della loro visione, questi parassiti praticamente non vedono nell'oscurità. Di notte la mosca dorme, perché i suoi occhi non permettono a questo insetto di commerciare nell'oscurità.

Eppure questi parassiti tendono a percepire bene solo oggetti più piccoli e in movimento. L'insetto non distingue tra tali oggetti di grandi dimensioni come una persona, per esempio. Per una mosca, questa non è altro che un'altra parte dell'interno dell'ambiente.

Ma l'avvicinamento di una mano a un insetto viene perfettamente colto dai suoi occhi e dà prontamente il segnale necessario al cervello. Proprio come qualsiasi altro pericolo in rapido avvicinamento, non sarà difficile per questi ladri, grazie al sofisticato e affidabile sistema di tracciamento che la natura ha fornito loro.

Conclusione

Quindi abbiamo analizzato come appare il mondo attraverso gli occhi di una mosca. Ora sappiamo che questi parassiti onnipresenti, come tutti gli insetti, hanno un incredibile apparato visivo per tenerli vigili, e ore diurne mantenere la difesa osservativa a tutto tondo al cento per cento per giorni.

La vista di una mosca normale ricorda sistema complesso monitoraggio, che include migliaia di mini-telecamere di sorveglianza, ognuna delle quali fornisce all'insetto informazioni tempestive su ciò che sta accadendo nel raggio più vicino.