Ako vidí lietadlo po celom svete. Hmyz

Fly mozog je sotva viac ako otvor v šicom ihle. Ale lietať, vlastniť taký mozog, dokáže spracovať viac ako sto statických obrázkov (rámy) za sekundu. Ako viete, osoba má limit - asi 25 snímok za sekundu. A lietanie našiel jednoduchšie a účinná metóda Spracovanie obrazu. A to nemohlo mať záujem o výskumníkov v robotike.

Zistilo sa, že muchy sa ošetrujú 100 snímok za sekundu. A to im umožňuje počas letu, aby zistili prekážku v priebehu niekoľkých milisekúnd (Milliseconda je jedna tisícina). Najmä výskumníci zamerali svoju pozornosť na optické toky, ktoré nazývajú "Optické tečie pole". Zdá sa, že toto optické pole je spracované iba prvou vrstvou neurónov. Spracúvajú "hrubý" zdrojový signál z každého "pixelu" mumble. A dopredu spracované informácie na ďalšiu vrstvu neurónov. A podľa výskumných pracovníkov sú tieto sekundárne neuróny len 60 kusov v každej hemisfére veľmi mozgu. Avšak, frézovací mozog môže byť znížený alebo rozdrviť pole pohľadu na množstvo tečúcich postupne "vektorov pohybu", ktoré poskytujú lietadlo smerom k pohybu a "okamžitej" rýchlosti. A čo je zaujímavé, skutočnosť, že let je všetko vidí!

My, ľudia (a nie všetci), vedia, čo je vektor a okamžitá rýchlosť. A lietať o týchto veciach, prirodzene, nemá žiadnu predstavu. A taká schopnosť mozgu letí na zvládnutie veľká suma Informácie. A prečo vidíme len asi 50 snímok za sekundu a stádo 100? Je ťažké povedať, ale na tom sú primerané predpoklady. Ako sa vytrhne? Takmer "okamžite" s obrovským zrýchlením. Odovzdali by sme takéto preťaženie. Môžete však vytvoriť robotický mozog, ktorý v rýchlosti spracovania informačných tokov nebudú poskytovať mach muchy.

Ak chcete sa pokúsiť pochopiť, ako malý mozog mozgu zvládne taký obrovský tok informácií, výskumníci v Mníchove vytvorili "letový simulátor" pre muchy. Muha by mohla lietať, ale zachované na vodítku. Elektródy zaznamenali reakciu mozgových buniek MOSS. A výskumníci sa snažili pochopiť, čo sa deje v mozgu muchy počas letu.

Prvé výsledky sú zrejmé. Liek zvládnuť obrázky z ich pevných očí, ako je to, ako človek robí. Keď sa pohybujú letí v priestore, "optické polia" (optické polia) sú vytvorené v jeho mozgu (optické fluxové polia), ktoré dávajú smer pohybu.

Ako to mohlo vidieť človeka? Napríklad pri pohybe dopredu by okolité objekty okamžite rozptýlila účastníci konania. A objekty v oblasti pohľadu by sa zdali byť veľké, než sú naozaj. Zdá sa, že najbližšie a vzdialené objekty sa pohybujú inak.

Rýchlosť a smer, s ktorým objekty bliká pred mnohými očami generujú typické vzory Motion vektory - terénne toky. Ktoré v druhej fáze spracovania obrazu dosahuje tzv. "Loblula Plate" - centrom pohľadu vysoký stupeň. V každej hemisfére je mozog letí len 60 nervové bunkyZodpovedný za víziu. Každý z týchto nervových buniek reaguje len na signál s určitou intenzitou.

Ale na analýzu optických prúdov sú informácie prichádzajúce z dvoch očí v rovnakom čase dôležité. Tento vzťah poskytuje špeciálne neuróny nazývané "VS bunky". Umožňujú lietajú, aby presne posúdili svoju polohu vo vesmíre a rýchlosti letu. Zdá sa, že "VS bunky" je zodpovedné za rozpoznávanie a reakciu na krútiaci moment pôsobiaci na lietanie počas jeho manévrov v lete.

Robotickí výskumníci pracujú na rozvoji robotov, ktoré môžu pozorovať prostredie S digitálnymi fotoaparátmi sa dozviete, čo vidia a primerane reagujú na zmenu súčasnej situácie. A efektívne a bezpečne komunikovať a komunikovať s ľuďmi.

Napríklad vývoj malého lietajúceho robota, poloha a rýchlosť, z ktorej sa bude monitorovať pomocou počítačového systému, ktorý napodobňuje víziu muchy.

Oko hmyzu s veľkým zväčšením, vyzerá to ako malá mriežka.

Je to preto, že oko hmyzu pozostáva z rôznych malých "šupiek" -Dette. Hmyz oči volajú fazeta. Drobné falzifikáty - pôst sa nazýva ematidium. Omudium má formu dlhého úzkeho kužeľa, ktorej základňa je šošovka, s druhom šesťuholníka. Z tohto dôvodu názov facetile očí: facette. preložené z francúzskych prostriedkov "Grand".

Ommatidiev Bulldle je komplexný, okrúhly, hmyz.

Každý OmuTidium má veľmi obmedzené pole pohľadu: Uhol revízie Ommatidiev v centrálnej časti oka je len asi 1 °, a na okrajoch oka - až 3 °. Ommatia "vidí" len ten malý pozemok pred okom predmetu, na ktorý je "zameraný", to znamená, že jeho osi je nasmerovaná. Vzhľadom k tomu, omemyidia je tesne blízko pri sebe a ich osi v okrúhlom oku sa líšia, potom celé komplexné oko pokrýva subjekt všeobecne. Okrem toho sa obraz predmetu ukáže v IT mozaike, ktorý je zložený z jednotlivých kusov.

Počet Emmatiziev v oku v rôznych hmyzoch je iný. Pracovník pracovníka v oku je len asi 100 Emmatidia, na izbe letí - asi 4000, pracujúca včela - 5000, s motýľmi - až 17 000 a vážky - až 30 000! Zrak ant je teda veľmi priemerný, zatiaľ čo obrovské oči sú obrovské - dve dúhové hemisféry - poskytujú maximálne pole pohľadu.

Vzhľadom na skutočnosť, že optické osummatidie sa rozchádzajú v uhloch 1-6 °, čím jasnosť obrazu hmyzu nie je veľmi vysoká: nerozlišujú malé časti. Okrem toho väčšina hmyzu sú skratky: vidia okolité predmety vo vzdialenosti len niekoľkých metrov. Ale facetické oči sú dokonale schopné rozlíšiť záblesky (blikanie) svetla s frekvenciou až 250-300 hertz (pre osobu, ktorá je obmedzujúca frekvencia je asi 50 hertz). Oči hmyzu sú schopné určiť intenzitu svetelného toku (jas) a navyše majú jedinečné schopnosti: môže určiť rovinu polarizácie svetla. Táto schopnosť im pomáha navigovať, keď nie je slnko viditeľné na oblohe.

Hmyz rozlišuje farby, ale nie sú vôbec ako my. Napríklad včely "nevedia" červená a nerozlišujú ju od čiernej, ale sú pre nás neviditeľné ultrafialové lúčektoré sú umiestnené na opačnom konci spektra. Ultrafialové tiež rozlišuje niektoré motýle, mravce a iný hmyz. Mimochodom, je to presne slepota hmyz-opeľovačov nášho pásu na červenú farbu, že zvedavý fakt je vysvetlený, že medzi našou divokou flórom nie sú žiadne rastliny s hliníkovými kvetmi.

Svetlo pochádzajúce zo slnka nie je polarizované, to znamená, že jeho fotóny majú ľubovoľnú orientáciu. Avšak, prechádzajúcou atmosférou, svetlo polarizuje v dôsledku rozptýlenia molekúl vzduchu a zároveň je rovina jeho polarizácie vždy nasmerovaná na slnku

Mimochodom ...

Okrem facetických očí majú hmyz tri viac jednoduchých očí s priemerom 0,03-0,5 mm, ktoré sú umiestnené vo forme trojuholníka na prednej a tmavom povrchu hlavy. Tieto oči nie sú prispôsobené na rozlíšenie objektov a sú potrebné na úplne iný účel. Meria priemernú úroveň osvetlenia, ktoré sa pri spracovaní vizuálnych signálov používa ako referenčný bod ("nulový signál"). Ak tieto oči vezmejú hmyz, zachováva si schopnosť priestorovej orientácie, ale môže lietať len s jasným svetlom ako obvykle. Dôvodom je to, že čierne pole je prijaté na "priemernú úroveň", a tým definovať širší rozsah osvetlenia, a to, resp. Znižuje ich citlivosť.

A v muchy a včely piatich očí. Tri jednoduché oči Nachádza sa v hornej časti hlavy (môžete povedať o vzoroch) a dva komplexné alebo aspekty - na stranách hlavy. Komplexné oči muchy, včely (rovnako ako motýle, vážky a niektoré iné hmyz) je predmetom nadšeného štúdia vedcov. Faktom je, že tieto orgány vízie sú usporiadané veľmi zaujímavé. Pozostávajú z tisícov jednotlivých šesťuholníkov, alebo hovoria vedeckým jazykom, aspektmi. Každý z aspektov je miniatúrne oko, ktoré dáva obraz oddelenej časti predmetu. V komplexných očiach miestnosti letí, asi 4000 aspektov, pracujúca včela - 5000, v blízkosti Drone - 8000, na motýle - až 17 000, v Dragonfly - až 30.000. Ukazuje sa, že existuje niekoľko tisíc obrázkov Jednotlivé časti predmetu vo svojich mozgoch v ich mozgu, ktoré sa tiež spájajú do obrazu objektu ako celku, ale stále tento objekt vyzerá ako zložené z mozaiky.

Prečo potrebujete facetické oči? Predpokladá sa, že s ich pomocným hmyzom orientovaným v lete. Zatiaľ čo jednoduché oči majú zvážiť objekty v blízkosti. Takže, ak je včela odstráni alebo uvádza komplexné oči, potom sa správa ako oslepujúce. Ak sú jednoduché oči uviaznuté, zdá sa, že hmyz má pomalú reakciu.

1,2 - Pneumatiky (sofistikované) oči včela alebo muchy
3 - Tri jednoduché včely alebo muchy

Päť očí umožňuje hmyz na pokrytie 360 \u200b\u200bstupňov, to znamená vidieť všetko, čo sa deje vpredu, s oboma stranami a zadnými. Možno preto je to ťažké, aby muchy boli bez povšimnutia. A ak sa domnievate, že komplexné oči sú oveľa lepšie vidieť pohyblivého subjektu, než je pevné, zostáva len preto, aby boli prekvapení, ako sa človek niekedy ukáže, že je vyteká s novinami!

Zvláštnosť hmyzu s facetilnými očami na zachytávanie dokonca aj najmenší pohyb sa zobrazuje v nasledujúcom príklade: Ak budú včely a muchy spokojní s ľuďmi, aby sledovali filmy, potom sa im zdajú, že dva-legged diváci budú zvážiť jeden rám dlhodobo pred posúdením nasledovného. Tak, že hmyz by mohol sledovať filmy (nie jednotlivé rámy, ako je fotografia), potom by mal byť film projektora otočený 10-krát rýchlejší.

By som mal závidieť očami hmyzu? Pravdepodobne nie. Napríklad, oči muchy vidia veľa, ale nie sú schopní stabilne vyzerať. Preto zisťujú jedlo (napríklad kvapku džemu), plazí sa na stole a doslova na jej nárazníku. A včely z dôvodu vlastností ich vízie nerozlišujú červenú farbu - je pre nich čierna, sivá alebo modrá.

Otázka "Koľko oko obyčajné muchy? "Nie je to tak jednoduché, ako sa zdá. Dva veľké očiNachádza sa na hlavách hlavy, môžete vidieť voľné oko. Ale v skutočnosti je zariadenie orgánov muchy oveľa zložitejšie.

Ak sa pozriete na zväčšený obraz oka lietať, je zrejmé, že sú podobné voštinám a pozostávajú z rôznych samostatných segmentov. Každá z častí má hexagónový tvar s správne farby. Preto názov takejto štruktúry oka - fazety ("facette" preložená z francúzskych prostriedkov "EDGE"). Mnohí a niektorí artropods sa môžu pochváliť komplexnými aspektmi a lietať nie je držiteľom záznamu v počte aspektov: má len 4000 aspektov a dragonflóza je asi 30 000.

Bunky, ktoré vidíme, sa nazývajú OMMATIC. OmomaTidy majú tvar v tvare kužeľa, z ktorých úzky koniec je hlboko do očí. Kužeľ sa skladá z bunky, ktorá vníma svetlo a šošovku chránenú transparentnou rohovkou. Všetky emuTidy sú úzko stlačené na seba a rohovka je pripojená. Každý z nich vidí "jeho" fragment obrazu a mozog pridáva tieto malé obrazy na celý celok.

Umiestnenie veľkých aspektov u žien a mužov letí lítia. Muži sú úzko zasadení a ženy sú viac oddelené zo strán, pretože majú čelo. Ak sa pozriete na lietať pod mikroskopom, potom uprostred hláv nad aspektmi vízie možno vidieť tri malé body usporiadané trojuholníkom. V skutočnosti sú tieto body jednoduché oči.

Celkové letí jeden pár komplexných očí a tri jednoduché - len päť. Prečo príroda ísť na takú ťažkú \u200b\u200bcestu? Faktom je, že faktický zrak bol vytvorený, aby sa čo najviac priestorov a zachytili pohyb. Takéto oči vykonávajú hlavné funkcie. Jednoduché oči muhu "poskytované" na meranie úrovne osvetlenia. Facetické oči sú hlavným orgánom vízie a jednoduché - sekundárne. Ak muchy nemali žiadne jednoduché oko, bola pomalšia a mohla by lietať len s jasným svetlom a bez facetového oka by slepá.

Aký druh letiska vidí svet okolo?

Veľké oči konvexného formulára umožňujú letieť vidieť všetko okolo nich, to znamená, že uhol pohľadu je 360 \u200b\u200bstupňov. Je dvakrát širšie ako osoba. Pevné oči hmyzu súčasne sa pozerajú na všetky štyri strany. Ale ostrosť zraku letí pod človekom takmer 100 krát!

Vzhľadom k tomu, že každý ohmmatidium je nezávislá bunka, obraz sa získa sieťkou, pozostávajúca z tisícov jednotlivých malých obrazov, ktoré sa navzájom dopĺňajú. Preto je svet pre muchy zbierané puzzle pozostávajúce z niekoľkých tisíc kusov a dosť rozmazané. Viac či menej číry hmyz vidí len 40 - 70 centimetrov.

Lietať je schopný rozlíšiť farby a dokonca neviditeľné Ľudské oko Polarizované svetlo a ultrafialové. Okolie letí cíti najmenšie zmeny v jasnosti sveta. Je schopná vidieť slnko skryté hustými mrakmi. Ale v tmavých muchy vidia zlé a viesť prevažne denný životný štýl.

Ďalšou zaujímavou schopnosťou muchy je rýchla reakcia na pohyb. Fly vníma pohybujúci sa objekt 10 krát rýchlejší muž. Ľahko "vypočíta" rýchlosť objektu. Táto schopnosť je nevyhnutná na určenie vzdialenosti k zdroju nebezpečenstva a je dosiahnuté prostredníctvom "prenosu" obrazu z jednej bunky - omummatidium na druhý. Letecký inžinieri priradili takúto funkciu MUHI a vyvinuli zariadenie na výpočet rýchlosti lietadla lietadla, opakujúcu štruktúru jej očí.

Vďaka tomuto rýchlemu vnímaniu letí žijú v pomalom reality v porovnaní s nami. Pohyb, druhý, z hľadiska osoby, lietať vníma ako tag-toecond efekt. Určite sa zdá, že ľudia sú veľmi pomalé tvory. Mozgu hmyzu pracuje s rýchlosťou superpočítača, prijímajúci obraz tým, že ho analyzuje a prenesie zodpovedajúce tímy do tela pre tisíce sekúnd sekundy. Preto, fluttering lietať je zďaleka vždy.

Takže správna odpoveď na otázku "Koľko očí z obyčajných letí?" Bude to číslo "päť". Sieťom sú lietadlo poštou, ako v mnohých živých bytostiach. Prečo príroda vytvorila tri jednoduché oči - zostáva záhadou.

Hmyz

Predpokladá sa, že až 90% vedomostí vonkajší svet Osoba sa dostane s jeho stereoskopickým zrakom. Vyjadre získali bočný zrak, vďaka ktorým môžu vidieť objekty, ktoré boli na strane a dokonca za seba. V hlbokej vodnej rybe, oko môže trvať až polovicu hlavy a stmavno "tretie oko" menangónu to umožňuje pekne znehodnocovať vo vode. Snakes sú schopní vidieť len pohyblivý objekt a oči Sokol-SOPAPAANE sú vykázané na svete, schopné urobiť ťažbu z výšky 8 km!

Ale ako sa svet vidí predstaviteľov najpočetnejších a rôznorodej triedy živých bytostí na Zemi - hmyz? Spolu so spinálnymi zvieratami, ktoré strácajú len vo veľkosti tela, je to hmyz, ktorý má najdokonalejšiu víziu a ťažké optické systémy oči. Hoci fasetatívne oči hmyzu nemajú ubytovanie, v dôsledku čoho možno krátko, ale na rozdiel od ľudí, sú schopní rozlíšiť s extrémne rýchlo sa pohybujúcimi objektmi. A vďaka objednanej štruktúre ich fotoreceptorov majú mnohí z nich skutočný "šiesty zmysel" - polarizačnú víziu

Mertness je vízia - moja sila,
Dve neviditeľné diamantové kopije ...
A. Tarkovsky (1983)

Je ťažké preceňovať hodnotu sveta (Elektromagnetické emisie viditeľného spektra) pre všetkých obyvateľov našej planéty. slnečné svetlo Slúži ako hlavný zdroj energie pre fotosyntetické rastliny a baktérie, a nepriamo cez nich - tak pre všetky živé organizmy z Zeme biosféry. Svetlo priamo ovplyvňuje priebeh celkovej škály životných procesov zvierat, od chovu na sezónny posun farieb. A samozrejme, vďaka vnímaniu svetla Špeciálne orgány Zvieratá majú významnú (a často viac) časť informácií o svete po celom svete, môže rozlíšiť formu a farbu objektov, určiť pohyb telies, orientovať vo vesmíre atď.

Vízia je obzvlášť dôležitá pre zvieratá, ktoré sa môžu aktívne pohybovať v priestore: je to s vznikom pohyblivých zvierat, ktoré sa začali tvoriť a zlepšiť zhrnutie - najkomplikovanejšia zo všetkých známych zmyslových systémov. Takéto zvieratá zahŕňajú stavovce a medzi bezstavovce - cefalopody mäkkýšov a hmyzu. Sú to tieto skupiny organizmov, ktoré sa môžu pochváliť najťažším orgánom videnie.

Vizuálne zariadenie v týchto skupinách sa však výrazne líši ako vnímanie obrázkov. Predpokladá sa, že hmyz je všeobecne primitívnejší ako spinálny, nehovoriac o najvyššom prepojení - cicavcov, a samozrejme, človeka. Ale koľko sa ich vizuálne vnímanie líšia? Inými slovami, je to oveľa odlišné od nášho sveta, videný očami malej tvorby menom Fly?

Mozaika z šesťuholníkov

Vizuálny systém hmyzu v zásade sa nelíši od pacientov v iných zvieratách a pozostáva z periférnych orgánov videnia, nervových štruktúr a formácií centrálneho \\ t nervový systém. Ale pokiaľ ide o morfológiu organizácií vízie, potom sú rozdiely jednoducho pozoruhodné.

Každý oboznámený je oboznámený fazetový Oči hmyzu, ktoré sa nachádzajú v dospelých hmyzoch alebo v larvách hmyzu nekompletná transformácia, t.j. bez štádia bábiky. Výnimky z tohto pravidla nie je toľko: Je to blcha (Siphonaptera), Ferocrye (Oddelenie Stripsiptera), väčšina váh (rodina Lepismidae) a celá trieda vo výstavbe (Entogthatha).

Neúnavný oko Tento typ sa podobá košíku zrelého slnečnice: pozostáva zo súboru aspektov ( emmatizing) - autonómne dostihy žiarenia, ktoré majú všetko potrebné na reguláciu svetelného prúdu a tvorby obrazu. Počet aspektov sa veľmi líši: z niekoľkých štetín (odlúčenie Thyanura) do 30 tisíc. Draonflies (Oddelenie Aeshna). Prekvapivo sa počet Ommatidia môže líšiť aj vo vnútri jednej systematickej skupiny: napríklad niekoľko typov bugov-chrobá žijúcich na otvorených priestoroch, majú dobre vyvinuté fanyjecie veľká kvantita OMMATIDIEV, zatiaľ čo modriny žijúce pod kameňmi, oči sú silne znížené a pozostávajú z malého počtu Ommatidiev.

Horná vrstva OMMATIDIS je reprezentovaná rohovkou (šošovkou) - časť priehľadnej kutikuly, vylučovaná špeciálnymi bunkami, čo je zvláštny šesťhranný bikonimyózny objektív. Pod rohovkou vo väčšine hmyzu je transparentný kryštalický kužeľ, ktorej štruktúra sa môže meniť rôzne druhy. V niektorých druhov, najmä vedúcich nočných životných štýloch, existujú ďalšie štruktúry v svetelnom stroji, ktoré hrajú hlavnú úlohu antireflexného povlaku a zvyšuje očné svetlá.

Obraz vytvorený objektívou a kryštálovou kužeľovou kužeľovou spadá na fotosenzitívny retinál (vizuálne) bunky predstavujúce neurón s krátkym axonom. Niekoľko retinálnych buniek tvorí jeden valcový lúč - retinula. Vo vnútri každej takejto bunky sa nachádza na strane obkladu vo vnútri OMMATIÓNU, otroctvo - špeciálne vzdelávanie zo súboru (do 75-100 tisíc) mikroskopických skúmaviek-porcelínov, ktorého membrána je vizuálny pigment. Rovnako ako všetky stavovce, tento pigment je rhodopsin - komplexný proteín. Vďaka obrovskej oblasti týchto membrán obsahuje fotoreceptor neurón veľký počet Molekuly Rhodopsínu (napríklad ovocné muchy Drosophila. Toto číslo presahuje 100 miliónov!).

Otroctvo všetkých vizuálnych buniek spojených otroka sú fotosenzitívne, receptorové prvky facetilného oka, a všetky retinály spolu predstavujú analóg našej sietnice.

Osvetľovacie a fotosenzitívne prístroje aspektov okolo obvodu obklopujú bunky pigmentmi, ktoré hrajú úlohu svetelného izolácie: vďaka nim light prúd, refruktovaný, spadá na neuróny len jedného emuTidium. Ale aspekty sú usporiadané v tzv. fotopický Oči prispôsobené svetlému dennému svetlu.

Pre druhy vedúcich súmraku alebo nočného života, sú charakteristické oči iného typu - scotopický. Takéto oči majú niekoľko zariadení na nedostatočný svetlý prúd, napríklad veľmi veľké otroctvo. Okrem toho, v ematids tieto oči môžu svetlo izolačné pigmenty voľne migrovať vo vnútri buniek, takže svetelný prúd môže vstúpiť súhrnné bunky Susedné emmatiz. Tento fenomén je základom a tzv tmavé adaptácie Oko hmyz - zvýšenie citlivosti oka s nedostatočným osvetlením.

Pri pohotovosti sa vytvárajú slučky fotónov svetla v sietniciach nervové impulzyKtorý, podľa axónov, sa posielajú na spárované vizuálne akcie mozgu hmyzu. V každom vizuálnom zdieľaní existujú tri asociatívne centrá, kde sa recykluje tok vizuálnych informácií, súčasne prichádza zo súboru aspektov.

Od jedného do tridsať

Podľa starovekých legiend, ľudia nemali čas "tretie oko", ktoré je zodpovedné za vnímanie Superfluid. Neexistuje žiadny dôkaz o tom, ale rovnaký midhog a iné zvieratá, ako napríklad jašterica Ghotteria a niektorí obojživelníci, majú nezvyčajné fotosenzitívne orgány v "nepohodliteľnom" mieste. A v tomto zmysle nie sú hmyz zaostávajúce za stavovcou: okrem obyčajných aspektov majú malé doplnky - ocellesumiestnené na povrchu Bobber a drobný - na stranách hlavy.

Ocelles sú k dispozícii hlavne na dobre lietajúcom hmyz: dospelí jednotlivci (v druhov s úplnou transformáciou) a larvy (v druhov s neúplnou transformáciou). Spravidla je to tri oči, ktoré sa nachádzajú vo forme trojuholníka, ale niekedy môžu byť stredné alebo dve bočné dosky chýba. V štruktúre boli podobné emTatids: pod žiariviacim šošovkou majú vrstvu transparentných buniek (analóg kryštalického kužeľa) a reinované sietnice.

Stepedmas možno nájsť v hmyzom larvách, ktoré sa vyvíjajú s kompletnou transformáciou. Ich počet a umiestnenie sa líši v závislosti od typu: na každej strane hlavy môže byť umiestnená od jedného do tridsať oko. Húsenice sa vyskytujú s väčšou pravdepodobnosťou šesť očí, ktoré sa nachádzajú tak, že každý z nich má samostatné pole.

V rôznych oddeleniach hmyzu sa SMMMA môže od seba líšiť v štruktúre. Tieto rozdiely sú spojené, prípadne s ich pôvodom z rôznych morfologických štruktúr. Počet neurónov v jednom oku môže byť teda z niekoľkých jednotiek na niekoľko tisíc. Samozrejme, že to ovplyvňuje vnímanie hmyzu okolitého sveta: ak niektorí z nich môžu vidieť len pohyb svetla a tmavé škvrny, iní sú schopní rozpoznať rozmery, tvar a farbu objektov.

Ako vidíme, že obe stemy a ommaTids sú analógy jednotlivých aspektov, aj keď modifikácie. Avšak hmyz majú iné možnosti "náhradných". Niektoré larvy (najmä z oddelenia dokovania) sú schopní rozpoznať svetlo aj s plne tieňovanými očami s fotosenzitívnymi bunkami umiestnenými na povrchu tela. A niektoré typy motýľov majú takzvané genitálne fotoreceptory.

Všetky takéto fotoreceptorové zóny usporiadané podobným spôsobom a sú klaster niekoľkých neurónov pod transparentným (alebo priesvitným) kutikulom. Na úkor takýchto ďalších "očí", larvy dokovaných staniciach sa vyhýbajú otvoreným priestorom a ženské motýle ich používajú pri pokládke vajec v tienivých miestach.

Fazetový polyvoid

Aké sú komplexné zľavové oči hmyzu? Ako je známe, môže sa rozlišovať akékoľvek optické žiarenie: jasný, spektrum (vlnová dĺžka) a polarizácia (Orientácia oscilácií elektromagnetickej zložky).

Spektrálna charakteristika ľahkého hmyzu sa používa na registráciu a rozpoznávanie objektov okolitého sveta. Takmer všetky z nich sú schopní vnímať svetlo v rozsahu od 300 do 700 nm, vrátane spektra neprístupného pre stavovcov.

Zvyčajne, rôzne farby vnímané rôznymi oblasťami komplexné oko Hmyz. Takáto "lokálna" citlivosť sa môže líšiť aj v rámci jedného druhu v závislosti od sexuality jednotlivca. Často môžu byť rôzne farebné receptory na rovnakej úrovni. Takže, v motýle Papilio. Dva fotoreceptory majú vizuálny pigment s maximálnou absorpciou 360, 400 alebo 460 nm, dva viac - 520 nm a zvyšok - od 520 do 600 nm (Kelber et al., 2001).

Ale to nie je všetko, čo pozná oko hmyzu. Ako je uvedené vyššie, vo vizuálnych neurónoch, mikrovlnné rúry na fotoreceptorové membrány valcované do kruhovej alebo hexagonálnej trubice. Kvôli tomu časť molekúl rhodopcínu sa nezúčastňuje na absorpcii svetla vďaka tomu, že dipólové momenty týchto molekúl sú umiestnené paralelne priebeh svetelného lúča (Howardovský, Gribakin, 1975). Výsledkom je, že mikrovlnná rúra získava dichroizmus - schopnosť rôznej absorpcie svetla v závislosti od jeho polarizácie. Zvýšenie citlivosti polarizácie uvažuje o tom, že molekuly vizuálny pigment Nie sú umiestnené v membráne chaoticky, ako u ľudí, ale sú orientované v jednom smere, a okrem prísne fixovaných.

Ak je oko schopné rozlíšiť dva svetelné zdroje na základe ich spektrálnych charakteristík, bez ohľadu na intenzitu žiarenia, môžete hovoriť o farebná vízia . Ale ak to robí, upevnenie uhol polarizácie, ako v tento prípadMáme každý dôvod hovoriť o polarizácii hmyzu.

Ako vníma hmyz polarizovaného svetla? Na základe štruktúry OmuTidium sa dá predpokladať, že všetky fotoreceptory musia byť súčasne citlivé na určitú dĺžku (dĺžky) ľahkých vĺn a stupňa polarizácie svetla. Ale v tomto prípade sa môže vyskytnúť vážne problémy - tzv falošné vnímanie farieb. Takže svetlo odrážajúce sa lesklým povrchom listov alebo vodného strmo, čiastočne polarizuje. V tomto prípade sa mozog, analýza údajov fotoreceptorov, možno mýliť v odhade intenzity farby alebo formu reflexného povrchu.

Hmyz sa dozvedeli úspešne vyrovnať s podobnými ťažkosťami. Takže v mnohých hmyzoch (predovšetkým muchy a včely) v emtím, vnímať iba farbu, je tvorená otrokom uzavretý typv ktorom sa k sebe nie sú v kontakte. Súčasne majú tiež emmatida s konvenčnými rovnými rabrades, citlivé a polarizačné svetlo. Včely majú takéto aspekty pozdĺž okraja oka (Wehner, Bernard, 1993). V niektorých motýľoch sa skreslí vnímanie farby odstráni v dôsledku značného zakrivenia ťažného mikrovlnu (Kelber et al., 2001).

V mnohých iných hmyzu, najmä v šupinách, vo všetkých ohmmatidách sú zachované pravidelné priame otroctvy, preto ich fotoreceptory sú schopní súčasne vnímať "farbu" a polarizované svetlo. Okrem toho každý z týchto receptorov je citlivý len na určitý uhol polarizácie a určitú dĺžku svetelnej vlny. Takéto komplexné vizuálne vnímanie pomáha motýle s výživou a pokládkou vajec (Kelber et al., 2001).

Neznámy

Môže byť nekonečne vylučovaný najmä morfológiou a biochémiou hmyzích očí a stále ťažké v reakcii na taký jednoduchý a zároveň neuveriteľný ťažká otázka: Ako vidia hmyz?

Pre človeka je ťažké, aby ste dokonca predstavili obrazy vznikajúce v mozgu hmyzu. Ale všetko je potrebné poznamenať, že dnes populárne mozaiková teória pohľaduNasledujú, ktorý hmyz vidí obraz vo forme zvláštneho puzzle z šesťuholníkov, presne presne odráža podstatu problému. Faktom je, že hoci každá jednotka fazeta fixuje samostatný obraz, ktorý je len súčasťou jednodielneho obrazu, tieto obrazy sa môžu prekrývať s obrázkami získanými z priľahlých aspektov. Preto obraz sveta, získaný s pomocou obrovského oka dragonfly pozostávajúceho z tisícov miniatúrnej komory aspektov a "skromný" šesťjedlostný mravca, sa veľmi líši.

Týkajúci sa akútny pohľad (Úroveň, t.j. schopnosť rozlišovať medzi objektmi objektov), \u200b\u200bpotom v hmyse je určený počtom aspektov na jednotku konvexného povrchu oka, t.j. ich uhlovej hustoty. Na rozdiel od osoby, oči hmyzu nemajú ubytovanie: nemenia polomer zakrivenia osvetľovacích šošoviek. V tomto zmysle hmyzu môžete byť krátko nazývaný: Zobrazia sa viac podrobností, tým bližšie k objektu pozorovania sa nachádzajú.

Súčasne, hmyz s facetilnými očami sú schopné rozlíšiť veľmi rýchlo sa pohybujúce predmety, čo je vysvetlené vysokým kontrastom a malou zotrvačnosťou divák. Napríklad osoba môže rozlíšiť len asi dvadsať prepuknutí za sekundu, a včela je desaťkrát viac! Takáto nehnuteľnosť je životne dôležitá pre vysokorýchlostný hmyz, ktorý je potrebné rozhodovať priamo v lete.

Farebné obrazy vnímané hmyzom môžu byť tiež oveľa zložitejšie a nezvyčajné ako my. Napríklad kvet, ktorý sa nám zdá, že biely sa často skrýva v ich okvetných lístkoch veľa pigmentov schopných odrážať ultrafialové svetlo. A v očiach hmyzov poliečky, iskrí v mnohých farebných odtieňoch - príznaky na ceste k nektáru.

Predpokladá sa, že hmyz "nevidí" červenú farbu, ktorá v " čistá forma"A je to veľmi zriedkavé v plóre (výnimka je tropické rastliny, opelené kolibríky). Avšak, kvety natreté červenej často obsahujú iné pigmenty schopné odrážať krátkozraktné žiarenie. A ak sa domnievame, že mnohé z hmyzu sú schopní vnímať nie tri základné farby ako osoba, a viac (niekedy až päť!), Potom ich vizuálne obrazy by mali byť len ženskou farbou.

A nakoniec, "šiesty zmysel" hmyzu - polarizačného videnia. S pomocou jeho pomoci možno hmyz vidieť v okolitom svete, čo človek môže získať len slabý pohľad pomocou špeciálnych optických filtrov. Hmyzom týmto spôsobom môžu nezameniť umiestnenie slnka na oblaku oblohe a používať polarizované svetlo ako "nebeský kompas". A vodný hmyz v lete sa nachádza vo vodných útvaroch v čiastočne polarizovaných svetlo odrazených z vodného zrkadla (Schwind, 1991). Ale čo, zároveň "vidieť" obrázky, osoba je jednoducho nemožná si predstaviť ...

Pre všetkých, ktorí sa z jedného alebo druhého dôvodu zaujímajú o víziu hmyzu, môže vzniknúť otázka: prečo mali oko komory podobnú ľudskému oku, s žiakom, objektívom a inými zariadeniami?

Vynikajúci americký teoretický fyzik, teoretici, odpovedal na túto otázku naraz. kandidát na Nobelovu cenu R. Feynman: "To bráni tomu trochu pekne zaujímavé dôvody. V prvom rade je včela príliš malá: ak mala oko, podobne ako naše, ale zodpovedajúcim spôsobom znížená, potom veľkosť žiaka by bola asi 30 mikrónov, a preto by bola difrakcia taká veľká nie je lepšie. Príliš malé oko nie je veľmi dobré. Ak sa takéto oko stačí dostatočnú veľkosť, potom by to nemalo byť menšie ako hlava samotnej včely. Hodnota komplexného oka je, že sa skladá prakticky neobjaví miesto - len tenká vrstva na povrchu hlavy. Takže, než poradenstvo od včela, nezabudnite, že má svoje vlastné problémy! "

Preto nie je prekvapujúce, že hmyz si vybral svoju cestu v publiku vedomosti o svete. Áno, a pre nás, aby sme ho videli z hľadiska hmyzu, by musel zachovať obvyklú akútnosť vízie, aby získali obrovské oči. Je nepravdepodobné, že by takéto nadobudnutie bolo pre nás užitočné z hľadiska evolúcie. K sebe!

Literatúra

Tychenko v.p. Fyziologický hmyz. M.: Vyššia škola, 1986, 304 S.

Klowden M. J. Fyziologické systémy v hmyzu. AUGÁLNA PRESS, 2007. 688 p.

Nation J. L. Fyziológia hmyzu a biochémie. Druhé vydanie: CRC Press, 2008.