Kaip vabzdžiai mato juos supantį pasaulį. Kodėl vabzdžiai turi apvalias akis? Kaip mato vabzdžiai

Sudėtingiausi iš vabzdžių jutimo organų yra regėjimo organai. Pastarąsias reprezentuoja kelių tipų dariniai, iš kurių svarbiausios yra sudėtingos briaunuotos akys, kurių struktūra yra maždaug tokia pati kaip ir vėžiagyvių sudėtingos akys.

Akys susideda iš atskirų ommatidijų (337 pav.), kurių skaičių daugiausia lemia biologinės vabzdžių savybės. Aktyvūs plėšrūnai ir geri skraidyklės, laumžirgiai turi akis iki 28 000 briaunų. Tuo pačiu metu skruzdėlių (Hymenoptera tvarka), ypač dirbančių rūšių individų, gyvenančių po žeme, akys susideda iš 8–9 ommatidijų.

Kiekvienas ommatidis reprezentuoja tobulą fotooptinę sensilą (338 pav.). Jį sudaro optinis aparatas, įskaitant rageną, skaidrią odelės dalį virš ommatidžio ir vadinamąjį kristalinį kūgį. Kartu jie veikia kaip objektyvas. Ommatidijos suvokimo aparatą atstovauja kelios (4 - 12) receptorinės ląstelės; jų specializacija nuėjo labai toli, ką liudija visiškas žvynelių struktūrų praradimas. Tikrosios jautrios ląstelių dalys – rabdomerai – yra tankiai susikaupusių mikrovillių sankaupos, išsidėsčiusios ommatidijos centre ir glaudžiai viena šalia kitos. Kartu jie sudaro šviesai jautrų akies elementą – rabdomą.

Ekranuojančios pigmentinės ląstelės guli palei ommatidijos kraštus; pastarieji gana smarkiai skiriasi tarp dieninių ir naktinių vabzdžių. Pirmuoju atveju pigmentas ląstelėje yra nejudantis ir nuolat atskiria gretimas ommatidijas, neleidžiant šviesos spinduliams pereiti iš vienos akies į kitą. Antruoju atveju pigmentas gali judėti ląstelėse ir kauptis tik viršutinėje jų dalyje. Šiuo atveju šviesos spinduliai patenka į jautrias ne vienos, o kelių gretimų ommatidijų ląsteles, o tai ženkliai (beveik dviem dydžiais) padidina bendrą akies jautrumą. Natūralu, kad toks prisitaikymas atsirado prieblandoje ir naktiniuose vabzdžiuose. Ommatidijos kyla iš jutimo ląstelių nervų galūnės formuojant regos nervą.

Be sudėtinių akių, daugelis vabzdžių turi ir paprastų okelių (339 pav.), kurių sandara neatitinka vieno ommatidijos sandaros. Šviesą laužantis aparatas yra lęšio formos, iškart po juo yra jautrių ląstelių sluoksnis. Visa akis yra padengta pigmentinių ląstelių danga. Paprastų akių optinės savybės yra tokios, kad jos negali suvokti objektų vaizdų.

Daugeliu atvejų vabzdžių lervos turi tik paprastus ocellus, kurie savo struktūra skiriasi nuo paprastų suaugusių tarpsnių. Nėra tęstinumo tarp suaugusiųjų ir lervų akių ląstelių. Metamorfozės metu lervų akys visiškai rezorbuojasi.

Vabzdžių regėjimo galimybės yra tobulos. Tačiau sudėtinės akies struktūros ypatybės nulemia ypatingą fiziologinį regėjimo mechanizmą. Gyvūnai, turintys sudėtinės akys, turi „mozaikinį“ regėjimą. Mažas ommatidijų dydis ir jų izoliacija viena nuo kitos lemia tai, kad kiekviena jautrių ląstelių grupė suvokia tik mažą ir santykinai siaurą spindulių spindulį. Spinduliai, patenkantys reikšmingu kampu, yra sugeriami apsauginių pigmentinių ląstelių ir nepasiekia šviesai jautrių ommatidijų elementų. Taigi schematiškai kiekviena ommatidija gauna tik vieno mažo objekto taško, esančio visos akies regėjimo lauke, vaizdą. Dėl to vaizdas susideda iš tiek šviesos taškų, atitinkančių skirtingas objekto dalis, kiek aspektų, į kuriuos statmenai krinta spinduliai iš objekto. Bendras vaizdas tarsi sujungiamas iš daugybės mažų dalinių vaizdų pritaikant juos vieną prie kito.

Tam tikru originalumu pasižymi ir vabzdžių spalvų suvokimas. Atstovai aukštesnės grupės Insecta turi spalvų matymą, pagrįstą trijų pagrindinių spalvų suvokimu, kurių maišymas suteikia visą mus supančio pasaulio spalvingą įvairovę. Tačiau vabzdžiuose, palyginti su žmonėmis, pastebimas stiprus poslinkis į trumpųjų bangų spektro dalį: jie suvokia žaliai geltoną, mėlyną ir ultravioletiniai spinduliai. Pastarieji mums nematomi. Vadinasi, spalvų suvokimas Vabzdžių pasaulis smarkiai skiriasi nuo mūsų.

Paprastų suaugusių vabzdžių akių funkcijas vis dar reikia rimtai ištirti. Matyt, jie tam tikru mastu „papildo“ sudėtines akis, darydami įtaką vabzdžių veiklai ir elgesiui skirtingomis apšvietimo sąlygomis. Be to, buvo įrodyta, kad paprasti okeliai kartu su sudėtinėmis akimis gali suvokti poliarizuotą šviesą.

Gebėjimas pamatyti supančią tikrovę visoje jos spalvų ir atspalvių įvairovėje yra unikali galimybė kurią gamta davė žmogui. Vabzdžiai, kaip ir žmonės, taip pat turi regėjimo organą, tačiau skirtingai suvokia spalvų pasaulį. Šiuolaikiniai mokslininkai, naudodami specialius instrumentus, sugebėjo šiek tiek priartėti prie paslapties sprendimo ir suprasti, kaip vabzdžiai mato objektus, spalvas ir skirtingas formas.

Suvokimo būdai

Skirtingi vabzdžiai turi skirtingus regėjimo organus. Jei vieni bestuburių klasės atstovai gali atskirti tik šviesą nuo tamsos arba stebėti pasaulį nespalvotai, tai kiti sugeba atpažinti spalvas ar net viską matyti ultravioletiniame spektre.

Gebėjimas matyti vabzdžius šiek tiek skiriasi nuo kitų gyvų būtybių regėjimo. Kai kurios rūšys turi kelias poras akių, kurios gali būti ne tik ant galvos, bet ir kitose kūno dalyse. Vabzdžiai neskiria smulkių detalių ir mato tik 1-2 metrų atstumu. Jie gali gerai naršyti saulėlydžio metu, nes gali nustatyti šviesos poliarizacijos plokštumą. Jie išskiria šviesos bangų mirksėjimą dešimtis kartų geriau nei žmonės. Vabzdžiai suvokia pasaulis trys būdai:

Naudojant visą kūno paviršių. Tai gana įdomus daugelio vabzdžių gebėjimas, kuriam nereikia akių. Didelis trūkumas yra tas, kad gyvos būtybės neskiria daiktų, o geba atskirti tik šviesą nuo tamsos. Jis prasiskverbia į galvos odą, pirmiausia prasiskverbdamas pro odelę ir išorinis sluoksnis oda. Smegenų ląstelėse prasideda reakcija, ir vabzdys pajunta, kad į jį šviečia šviesa. Šis gebėjimas padeda po žeme gyvenantiems vabzdžiams. Panašaus tipo regėjimas egzistuoja ir tarakonams, atskiros rūšys vikšrai ir amarai.
Paprastomis akimis. Panašius regos organus turintiems vabzdžiams pasiseka daug geriau, nes jie geba ne tik atskirti dieną nuo nakties, bet ir atskirti kai kuriuos objektus bei jų formą. Paprastai, paprastos akys yra priekinėje vabzdžio galvos dalyje ir susideda iš ragenos, kuri gauna šviesą iš regos nervai. Šio tipo regos organai dažniausiai randami vabzdžių lervose. Uodų lervos vietoj akių turi akis. tamsios dėmės, gaudo šviesą. Tačiau vikšrai turi po 5-6 regėjimo organus kiekvienoje galvos pusėje. Su jų pagalba jie gerai supranta formas. Vertikalius objektus jie mato geriau nei horizontalius, todėl iš dviejų medžių greičiausiai rinksis aukštesnį, o ne platesnį.
. Jie dažnai aptinkami ant suaugusių vabzdžių ir dažniausiai yra jų galvų šonuose. Tokios akys padeda atpažinti bet kokios formos daiktus ir net atskirti spalvas. Jie turi sudėtingą struktūrą ir susideda iš lęšių, vadinamų briaunomis, rinkinio. Įdomi savybė yra tai, kad bestuburiai žinduoliai nemato viso juos supančio pasaulio, o tik vaizdų gabalėlius, kurie smegenyse jau yra surinkti į vieną galvosūkį. Pavyzdžiui, skrydžio metu musė sugeba sujungti visus fragmentus į vientisą vaizdą, nes judanti ji mato daug geriau nei ramybės būsenoje.

Įvairių bestuburių klasės atstovų vaizdo aiškumas skiriasi ir priklauso nuo vaidmens, kurį jis atlieka jų gyvenime. vizualinis suvokimas. Vieni mato tik objektų kontūrus, kiti objektus įsivaizduoja pailgus, treti – aiškius ir proporcingus vaizdus.

Vabzdžių spalvų matymas

Jau seniai žinoma, kad kai kurios vabzdžių rūšys gerai skiria spalvas, o jų suvokiama atspalvių gama skiriasi nuo žmonių. Spalvų matymas vaidina svarbų vaidmenį šių nariuotakojų gyvenime. Jie atpažįsta žydinčio augalo signalus (kvapas, vainikėlių spalva) ir randa žiedus su reikiamu nektaru ar žiedadulkėmis. Vabzdžiai, radę tinkama gėlė, prisiminkite jo detales, kurios vėliau padės rasti tinkamas augalas ir sutaupyti laiko žiedadulkių rinkimo laikotarpiu.

Daugelis vabzdžių turi sudėtingas sudėtines akis, susidedančias iš daugybės atskirų okelių – ommatidijų. Vabzdžiai mato pasaulį taip, lyg jis būtų surinktas iš mozaikos. Dauguma vabzdžių yra „trumparegiai“. Kai kurias iš jų, pavyzdžiui, diopsidinę musę, galima pamatyti 135 metrų atstumu. Drugelis – ir ji turi daugiausia aštrus matymas tarp mūsų vabzdžių ji nemato toliau nei du metrai, o bitė nieko nemato vieno metro atstumu. Vabzdžiai, iš kurių padarytos akys dideli kiekiai ommatidijos, geba pastebėti menkiausią judesį aplink juos. Jei objektas keičia savo padėtį erdvėje, tai jo atspindys sudėtinėse akyse taip pat keičia vietą, judėdamas tam tikru ommatidijų skaičiumi, ir vabzdys tai pastebi. Sudėtinės akys vaidina didžiulį vaidmenį plėšriųjų vabzdžių gyvenime. Dėl šios regos organų struktūros vabzdys gali nukreipti akis į norimą objektą arba stebėti jį tik su sudėtine akies dalimi. Įdomu tai, kad kandys naršo naudodamos regėjimą ir visada skrenda link šviesos šaltinio. Jų akių azimutas santykyje su mėnulio šviesa visada mažesnis nei 90°.

Spalvų matymas

Matyti specifinė spalva, vabzdžio akis turi suvokti elektromagnetines bangas tam tikras ilgis. Vabzdžiai gerai suvokia ir itin trumpus, ir itin ilgus signalus. šviesos bangos ir matomo spektro spalvas žmogaus akimis. Yra žinoma, kad žmogus mato spalvas nuo raudonos iki violetinės, bet jo akis nesugeba suvokti Ultravioletinė radiacija- bangos, ilgesnės už raudoną ir trumpesnės už violetinę. Vabzdžiai mato ultravioletinę šviesą, bet neskiria raudono spektro spalvų (raudoną mato tik drugeliai). Pavyzdžiui, aguonos žiedą vabzdžiai suvokia kaip bespalvį, tačiau ant kitų akių spalvų vabzdžiai mato ultravioletinius raštus, kuriuos žmogui sunku net įsivaizduoti. Vabzdžiai naršo šiuos modelius ieškodami nektaro. Drugeliai taip pat turi ultravioletinius raštus ant sparnų, kurie žmonėms yra nematomi. Bitės atpažįsta šias spalvas: melsvai žalią, violetinę, geltoną, mėlyną, bičių violetinę ir ultravioletinę. Vabzdžiai taip pat gali naršyti naudodami poliarizuotą šviesą. Praeidamas per Žemės atmosferą, šviesos spindulys lūžta ir dėl šviesos poliarizacijos skirtingos sritys dangus turi skirtingus bangos ilgius. Dėl šios priežasties net tada, kai saulės nesimato dėl debesų, vabzdys tiksliai nustato kryptį.

Įdomūs faktai

Kai kurių vabalų lervos turi paprastas akis, kurių dėka jos gerai mato ir pabėga nuo plėšrūnų. Suaugusiems vabalams išsivysto sudėtinės akys, tačiau jų regėjimas nėra geresnis nei lervų. Sudėtingos sudėtinės akys randamos ne tik vabzdžiams, bet ir kai kuriems vėžiagyviams, pavyzdžiui, krabams ir omarams. Vietoj lęšių ommatidijoje yra miniatiūriniai veidrodžiai. Vokiečių mokslininko Exnerio dėka žmonės pirmą kartą į pasaulį galėjo pažvelgti vabzdžio akimis 1918 m. Mažų vabzdžių akių skaičius (priklausomai nuo rūšies) svyruoja nuo 25 iki 25 000 Vabzdžių, pavyzdžiui, vabalų, plaukiančių vandens paviršiuje, akys skirstomos į dvi dalis: viršutinė dalis tarnauja matyti ore, o apatinis - po vandeniu. Sudėtinės vabzdžių akys nemato taip gerai, kaip paukščių ir žinduolių akys, nes jos negali užfiksuoti smulkių detalių (vabzdžiai gali turėti nuo 25 iki 25 000 briaunų). Bet jie gerai suvokia judančius objektus ir netgi registruoja žmogaus akiai nepasiekiamas spalvas.

Vabzdžiai. Nuo vaikystės žavėjomės drugelio grožiu, pagavome “ ladybugs“, nukentėjo nuo uodų įkandimų. Ir net suaugę bijome vapsvų ir vorų. Ši gyvūnų klasė lotyniškai skamba labai gražiai „insecta“ - pati gausiausia. Jei atsižvelgsime tik į aprašytas rūšis, tada jų yra apie milijoną. Tiesą sakant, jų yra daug daugiau. Dabar mokslininkai linkę manyti, kad mūsų planetoje yra apie aštuonis milijonus vabzdžių rūšių. Daugybė mažyčių būtybių šliaužioja, skraido, dūzgia, čiulba ir savo akimis žiūri į pasaulį.

Kaip šios miniatiūrinės būtybės mato? Vabzdžių akys, labai svarbus organas. Daugelio rūšių suaugusiems žmonėms akys užima didžiąją dalį galvos. Jei žiūrėsite į juos dideliu padidinimu, jie atrodys kaip plona grotelė arba tinklelis. Taip yra todėl, kad kiekviena akis susideda iš daugybės mažų okelių. Jie vadinami briaunuotais. Ši mažytė akies pusė vadinama ommatidiumu. Ilgi siauri kūgiai, kurių gale yra šešiakampio formos lęšiai, tvirtai priglunda vienas prie kito. Jų ašys dėl to, kad akis yra apvalios, skiriasi radialiai. Ir nepaisant to, kad vienos ommatidijos žiūrėjimo galimybė yra tik nuo vieno iki šešių laipsnių, visos kartu, ir skirtingi tipai nuo 100 iki 30 000, kad akis apimtų visą objektą. Vaizdas sudarytas iš skirtingų dalių, pavyzdžiui, mozaika.

Vabzdžiai neskiria smulkių detalių. Vaizdo aiškumas pablogėja dėl to, kad ommatidijos optinės ašys išsiskiria 1–6 laipsnių kampu. Vabzdžiai toli nemato. Vos už kelių metrų. Tačiau kai saulės danguje nebematoma, dėl galimybės nustatyti šviesos poliarizacijos plokštumą jie gerai orientuojasi. Taip, ir jie skiria mirksinčią arba mirksinčią šviesą, kurios dažnis yra 250–300 hercų. Palyginimui, mes, žmonės, galime tai padaryti maždaug 50 hercų dažniu.

Jei kalbėsime apie tai, ar šie trupiniai skiria spalvas, tada taip. Žinoma, tai taip pat nepatinka žmonėms. Bitės šiuo atžvilgiu buvo ištirtos daugiausiai. Taigi, atlikę daugybę eksperimentų, mokslininkai sužinojo, kad bitės pasaulį mato keturiomis spalvomis. Raudona-geltona-žalia. Taip taip. Būtent. Ne kiekvienas atskirai, o mums nežinoma spalva, susiliejusi. Taip pat mėlynai žalia, mėlynai violetinė ir ultravioletinė. Ultravioletinę šviesą aptinka ir kiti vabzdžiai. Tarp jų yra keletas drugelių ir skruzdėlių. Šis klausimas nebuvo nuodugniai ištirtas. Dar daug ko reikia išmokti.

Tai dar ne viskas. Ant priekinės ir parietalinės vabzdžių galvos dalies yra dar trys okeliai, išsidėstę trikampio pavidalu. Kai kurie turi du. Jų skersmuo yra nuo 0,03 iki 0,5 milimetro. Jie yra daug paprastesni nei briaunoti. Bet jie žaidžia ne mažiau svarbus vaidmuo. Šios akys padidina bendrą šviesos jautrumą, tai yra, padeda vabzdžiui orientuotis šviesos šaltinio atžvilgiu. Jei akys uždarytos, vabzdys bus mažiau jautrus šviesai.

Tyrinėdami šių nuostabių mažų būtybių struktūrą, įpročius ir įpročius, vis labiau įsitikiname, koks nepakartojamas ir nepakartojamas yra mus supantis pasaulis. Ir kaip atsargiai turime su juo elgtis, kad nepažeistume pusiausvyros, kuria Kūrėjas mus supo.

Kaip mato vabzdžiai?

Musė staigiai vengia į ją skriejančio objekto, drugelis pasirenka tam tikrą gėlę, o vikšras nušliaužia prie aukščiausio medžio. Vabzdžiai, kaip ir žmonės, turi ir regos organus, tačiau pasaulį mato ir suvokia ypatingai. Savo išskirtiniu regėjimu, neprieinamu žmogui. Kai kurie vabzdžiai gali nustatyti tik šviesą ir tamsą, o kiti puikiai išmano atspalvius. Taigi, kaip vabzdžiai mato pasaulį?

Vabzdžių pasaulio matymo būdai

Jų gebėjimas matyti skirstomas į tris būdus.

Viso kūno paviršiaus

Įdomi savybė, kurioje nebūtina turėti akių. Tačiau didelis jo trūkumas yra tas, kad vabzdys gali atskirti tik šviesą nuo tamsos. Jis nemato jokių objektų ar spalvų. Kaip tai veikia? Šviesa praeina per odelę, išorinį odos sluoksnį ir pasiekia vabzdžio galvą. Smegenų ląstelėse įvyksta reakcija, ir vabzdys supranta, kad ant jo krinta šviesa. Toks prietaisas prieinamas ne kiekvienam, tačiau labai padeda tiems vabzdžiams, kurie gyvena po žeme, pavyzdžiui, sliekams ar akliesiems urviniams vabalams. Šio tipo regėjimas būdingas tarakonams, amarams ir vikšrams.

Susijusios medžiagos:

Kam skirtos žiedadulkės?

Paprastomis akimis

Vabzdžiams paprastomis akimis pasiseka labiau. Jie gali ne tik nustatyti tamsą nuo šviesos, bet ir atskirti atskirus objektus ir net jų formą. Tokios akys dažniausiai aptinkamos vabzdžių lervose. Pavyzdžiui, uodų lervos turi pigmentinių dėmių, o ne šviesą fiksuojančių akių. Tačiau vikšrai turi nuo penkių iki šešių akių kiekvienoje galvos pusėje. Dėl to ji puikiai išmano formas. Tačiau vertikalius objektus ji mato daug geriau nei horizontalius. Pavyzdžiui, jei ji turi pasirinkti medį, ji verčiau ropščias prie aukštesnio nei prie platesnio.

Sudėtinės arba sudėtinės akys

Tokios akys dažniausiai aptinkamos suaugusiems vabzdžiams. Juos atpažinti galite iš karto – dažniausiai jie yra galvos šonuose. Sudėtinės akys yra daug sudėtingesnės ir įvairesnės nei visos kitos. Jie gali atpažinti objektų formas ir atpažinti spalvas. Vieni vabzdžiai gerai mato dieną, kiti – naktį. Įdomi šių akių savybė yra ta, kad jos nemato viso paveikslo kaip visumos, o tik gabalus. Ir jau smegenyse vabzdys iš gautų vaizdų dėlioja dėlionę, kad pamatytų visą vaizdą. Kaip musė skrendant sugeba sujungti visas fragmento dalis? Keista, kad skrydžio metu ji mato geriau nei ramybės būsenoje. O nusileidimo vietai bet kuris vabzdys greičiausiai pasirinks tai, kas juda ar siūbuoja.