Nevjerovatno neobične oči obična muva ima!
Po prvi put, ljudi su mogli da pogledaju svet očima insekta 1918. godine zahvaljujući nemačkom naučniku Eksneru. Exner je dokazao postojanje neobičnog mozaičkog vida kod insekata. Fotografirao je prozor kroz složeno oko krijesnice postavljeno na stakalcu mikroskopa. Fotografija je pokazivala sliku okvira prozora, a iza njega mutne obrise katedrale.

Složene oči muhe nazivaju se složenim očima i sastoje se od mnogo hiljada sićušnih, pojedinačnih heksagonalnih fasetnih očiju zvanih ommatidija. Svaki ommatidijum se sastoji od sočiva i susjednog dugog prozirnog kristalnog konusa.

Kod insekata, složeno oko može imati od 5.000 do 25.000 faseta. Oko kućne muhe sastoji se od 4000 faseta. Oštrina vida muhe je niska, vidi 100 puta gore od čoveka. Zanimljivo je da kod insekata oštrina vida zavisi od broja faseta u oku!
Svaki aspekt percipira samo dio slike. Dijelovi se spajaju u jednu sliku, a muva vidi „mozaičnu sliku“ okolnog svijeta.

Zahvaljujući tome, muva ima gotovo kružno vidno polje od 360 stepeni. Ona ne vidi samo ono što je ispred nje, već i ono što se dešava oko i iza nje, tj. velike složene oči omogućavaju muši da gleda u različitim smjerovima u isto vrijeme.

U očima muhe, refleksija i prelamanje svjetlosti se dešavaju na način da njen najveći dio ulazi u oko pod pravim uglom, bez obzira na upadni ugao.

Složeno oko je raster optički sistem, u kojem, za razliku od ljudskog oka, nema jedne mrežnjače.
Svaka ommatidija ima svoju dioptriju. Inače, pojam akomodacije, miopije ili dalekovidosti ne postoji za muvu.

Muva, kao i osoba, vidi sve boje vidljivog spektra. Osim toga, muva može razlikovati ultraljubičasto i polarizirano svjetlo.

Koncepti akomodacije, miopije ili dalekovidosti nisu poznati mušici.
Oči muve su veoma osetljive na promene u jačini svetlosti.

Proučavanje složenih očiju muhe pokazalo je inženjerima da je muva sposobna vrlo precizno odrediti brzinu objekata koji se kreću ogromnim brzinama. Inženjeri su kopirali princip očiju mušica kako bi stvorili detektore velike brzine koji detektuju brzinu letećeg aviona. Ovaj uređaj se zove "mušino oko"

Panoramska kamera "mušino oko"

Naučnici sa École Polytechnique Fédérale de Lausanne izumili su kameru od 360 stepeni koja omogućava da se slike transformišu u 3D bez njihovog izobličenja. Ponudili su apsolutno novi dizajn, inspiracija je došla iz dizajna mušjeg oka.
Oblik kamere podsjeća na malu hemisferu veličine narandže duž površine ima 104 mini kamere, slične onima ugrađenim u mobilne telefone.

Ova panoramska kamera pruža 3D sliku od 360 stepeni. Međutim, svaka od kompozitnih kamera može se koristiti zasebno, prebacujući pažnju gledaoca na određena područja prostora.
Ovim izumom naučnici su rešili dva glavna problema tradicionalnih filmskih kamera: neograničeni ugao gledanja i dubinu polja.

FLEKSIBILNA KAMERA 180 STEPENI

Tim istraživača sa Univerziteta Illinois, predvođen profesorom Johnom Rogersom, napravio je fasetiranu kameru koja radi na principu oka insekta.
Novi uređaj po izgledu i na svoj način unutrašnja struktura podseća na oko insekta.

Kamera se sastoji od 180 malih sočiva, svaki sa svojim foto senzorom. Ovo omogućava da svaka od 180 mikro-kamera radi autonomno, za razliku od konvencionalnih kamera. Ako povučemo analogiju sa životinjskim svijetom, onda je 1 mikroleća 1 faset mušinog oka. Zatim, podaci niske rezolucije dobijeni mikro-kamerama ulaze u procesor, gdje se ovih 180 malih slika sklapa u panoramu, čija širina odgovara kutu gledanja od 180 stepeni.

Kamera ne zahtijeva fokusiranje, tj. Objekti koji su blizu mogu se vidjeti jednako dobro kao i objekti koji su udaljeni. Oblik kamere može biti ne samo hemisferičan. Može se dati gotovo bilo koji oblik. . Svi optički elementi izrađeni su od elastičnog polimera koji se koristi u proizvodnji kontaktnih sočiva.
Novi izum može pronaći široka primena ne samo u sistemima sigurnosti i nadzora, već iu računarima nove generacije.

Pri velikom povećanju, oko insekta izgleda kao fina rešetka.

To je zato što se oko insekta sastoji od mnogo malih "očija" koje se nazivaju fasetama. Zovu se oči insekata faceted. Malo fasetno oko se zove ommatidium. Omatidijum ima izgled dugog uskog konusa, čija je osnova sočivo u obliku šestougla. Otuda i naziv složeno oko: faceta prevedeno sa francuskog znači "ivica".

Čuperak ommatidija čini složeno, okruglo oko insekta.

Svaka ommatidija ima vrlo ograničeno vidno polje: vidni ugao omatidije u središnjem dijelu oka je samo oko 1°, a na rubovima oka - do 3°. Omatidijum „vidi” samo onaj sićušni deo predmeta ispred svojih očiju na koji je „uperen”, odnosno na koji je usmeren produžetak njegove ose. Ali budući da su ommatidije usko susjedne jedna uz drugu, a njihove osi u okruglom oku se radijalno razilaze, tada se cijela složeno oko pokriva predmet u cjelini. Štaviše, slika objekta se ispostavlja kao mozaik, odnosno sastavljena od zasebnih dijelova.

Broj ommatidija u oku varira od insekta do insekta. Mrav radnik ima samo oko 100 ommatidija u oku, kućna muva ima oko 4000, pčela radilica- 5000, za leptire - do 17.000, a za vretenca - do 30.000! Dakle, mrav ima veoma osrednji vid, dok ogromne oči vreten konjic - dvije iridescentne hemisfere - pružaju maksimalno vidno polje.

Zbog činjenice da se optičke osi ommatidija razilaze pod kutovima od 1-6 °, jasnoća slike insekata nije vrlo visoka: ne razlikuju male detalje. Osim toga, većina insekata je kratkovidna: oni vide okolne objekte na udaljenosti od samo nekoliko metara. Ali složene oči su odlične u razlikovanju trepereće (treptajuće) svjetlosti s frekvencijom do 250-300 herca (za ljude je granična frekvencija oko 50 herca). Oči insekata mogu odrediti intenzitet svjetlosnog toka (svjetlina), a osim toga, imaju jedinstvenu sposobnost: mogu odrediti ravan polarizacije svjetlosti. Ova sposobnost im pomaže da se kreću kada se sunce ne vidi na nebu.

Insekti razlikuju boje, ali nikako kao mi. Na primjer, pčele "ne poznaju" crvenu boju i ne razlikuju je od crne, ali percipiraju ultraljubičaste zrake, nama nevidljive, koje se nalaze na suprotnom kraju spektra. Ultraljubičasto zračenje detektuju i neki leptiri, mravi i drugi insekti. Inače, upravo sljepoća insekata oprašivača na crvenu boju objašnjava zanimljivu činjenicu da među našom divljom florom nema biljaka s grimiznim cvjetovima.

Svjetlost koja dolazi od sunca nije polarizirana, odnosno njegovi fotoni imaju proizvoljnu orijentaciju. Međutim, prilikom prolaska kroz atmosferu, svjetlost je polarizirana kao rezultat raspršivanja molekula zraka, a ravan njene polarizacije uvijek je usmjerena prema Suncu.

Između ostalog...

Osim složenih očiju, insekti imaju još tri jednostavna ocela promjera 0,03-0,5 mm, koji se nalaze u obliku trokuta na fronto-parijetalnoj površini glave. Ove oči nisu prikladne za razlikovanje predmeta i potrebne su za sasvim drugu svrhu. Oni mjere prosječan nivo svjetlosti, koji se obrađuje vizuelni signali koristi se kao referentna tačka („nulti signal“). Ako zapečatite ove oči insekta, on će zadržati sposobnost prostorne orijentacije, ali će moći letjeti samo na jačoj svjetlosti nego inače. Razlog za to je što se zapečaćene oči pogrešno smatraju " prosečan nivo» crno polje i na taj način daju složenim očima širi raspon osvjetljenja, a to, shodno tome, smanjuje njihovu osjetljivost.

Pitanje "Koliko očiju ima obična muva?" nije tako jednostavno kao što se čini. Dva velike oči koji se nalaze sa strane glave mogu se vidjeti golim okom. Ali u stvarnosti, struktura vidnih organa muhe je mnogo složenija.

Ako pogledate uvećani pogled na oči muhe, možete vidjeti da su one poput saća i sastavljene od mnogo pojedinačnih segmenata. Svaki dio ima oblik šesterokuta s pravilnim ivicama. Otuda i naziv za ovu strukturu oka – faset (“faceta” u prijevodu s francuskog znači “ivica”). Mnogi zglavkari mogu se pohvaliti složenim fasetiranim očima, a muva je daleko od rekordera po broju faseta: ima samo 4.000 faseta, dok vreten konj ima oko 30.000.

Ćelije koje vidimo zovu se ommatidija. Ommatidije imaju konusni oblik, čiji se uski kraj proteže duboko u oko. Konus se sastoji od ćelije koja percipira svetlost i sočiva zaštićenog providnom rožnicom. Sve ommatidije su usko pritisnute jedna uz drugu i povezane rožnicom. Svaki od njih vidi "svoj" fragment slike, a mozak te male slike slaže u jednu cjelinu.

Raspored velikih složenih očiju je različit kod ženki i mužjaka. Kod mužjaka su oči postavljene blizu jedna uz drugu, dok su kod ženki više razmaknute, jer imaju čelo. Ako pogledate muhu pod mikroskopom, tada u sredini glave iznad organa vida možete vidjeti tri male tačke raspoređene u trokut. U stvari, ove tačke su jednostavne oči.

Ukupno, muva ima jedan par složenih očiju i tri jednostavna - ukupno pet. Zašto je priroda krenula ovim putem? težak put? Činjenica je da je fasetna vizija formirana kako bi prvenstveno pokrila što više prostora pogledom i uhvatila pokret. Takve oči obavljaju osnovne funkcije. Sa jednostavnim očima, mušica je bila "obezbeđena" da meri nivo osvetljenja. Složene oči su glavni organ vida, a jednostavne oči su sekundarni organ. Da muva nema jednostavne oči, bila bi sporija i mogla bi letjeti samo pri jakom svjetlu, a bez složenih očiju oslijepila bi.

Kako muva vidi svijet oko sebe?

Velike, konveksne oči omogućavaju muši da vidi sve oko sebe, odnosno vidni ugao je 360 ​​stepeni. Ovo je duplo šire od ljudskog. Nepokretne oči insekta istovremeno gledaju u sva četiri smjera. Ali oštrina vida muhe je skoro 100 puta manja od ljudske!

Pošto je svaka ommatidija nezavisna ćelija, slika se ispostavlja kao mreža, koja se sastoji od hiljada pojedinačnih malih slika koje se međusobno nadopunjuju. Dakle, za muhu, svijet je sastavljena slagalica koja se sastoji od nekoliko hiljada dijelova, i to prilično nejasne. Insekt vidi manje-više jasno samo na udaljenosti od 40 - 70 centimetara.

Muva je u stanju razlikovati boje, pa čak i nevidljiva ljudskom oku polarizovano svetlo i ultraljubičasto. Oko mušice osjeća i najmanju promjenu u jačini svjetlosti. Ona je u stanju da vidi sunce skriveno gustim oblacima. Ali u mraku, muhe slabo vide i vode pretežno dnevni način života.

Još jedna zanimljiva sposobnost muhe je brza reakcija za kretanje. Muva opaža objekt koji se kreće 10 puta brži od čoveka. Lako „izračunava“ brzinu objekta. Ova sposobnost je od vitalnog značaja za određivanje udaljenosti do izvora opasnosti i postiže se "prenošenjem" slike iz jedne ćelije - ommatidija - u drugu. Avio-inženjeri su iskoristili ovu osobinu muhe vizije i razvili uređaj za izračunavanje brzine letećeg aviona, ponavljajući strukturu njegovog oka.

Zahvaljujući tako brzoj percepciji, muhe žive u sporijoj stvarnosti u odnosu na nas. Pokret koji traje sekundu, s ljudske tačke gledišta, muva doživljava kao akciju od deset sekundi. Sigurno im se ljudi čine kao vrlo spora stvorenja. Mozak insekta radi brzinom superkompjutera, prima sliku, analizira je i prenosi odgovarajuće komande tijelu u hiljaditim dijelovima sekunde. Stoga nije uvijek moguće oboriti muvu.

Dakle, tačan odgovor na pitanje "Koliko očiju ima obična muva?" broj će biti pet. Glavni su upareni organ u mušici, kao i kod mnogih živih bića. Zašto je priroda stvorila tačno tri jednostavne oči- ostaje misterija.

pokazi sve

Kod viših insekata organi vida nisu identične strukture. Na čelu ili na njima nalaze se tri jednostavna (u sredini - , na njegovim stranama - bočna), a sa strane su dva složena složena oka. Nalaze se kod odraslih insekata, kao i kod životinja, i prenose se na većina primljene vizuelne informacije.

Opća struktura očiju

Većina insekata ima oči, ali samo relativno mala količina taksone ih ne posjeduju. Na primjer, oni nisu prisutni kod nekih primitivnih vrsta, kao ni kod lutajućih Ection mrava. U većini slučajeva, oči su predstavljene kao dvije odvojene strukture, međutim, na primjer, kod vretenaca su toliko velike da se spajaju u jednu strukturu na oku.

Oblik složenih organa vida često je blizak okruglom, ali su u nekim slučajevima u obliku suze (poput bogomoljke) ili u obliku bubrega, jer imaju zarez na kojem antena "sjedi" (kao debela vrba Lamia textor). U nekim slučajevima zarez je toliko oštar da odvaja vrh i donji dio oči jedna od druge, zbog čega se čini da insekt nema dva, već četiri oka (na primjer, buba Tetrops praeusta). Ponekad su karakteristike oblika i veličine očiju određene pripadnosti jednom ili drugom spolu. Dakle, mužjaci obično imaju razvijenije oči od ženki, što je posebno vidljivo na primjeru trutova i pčela radilica. Kod konjskih muha dodiruju se u sredini kod mužjaka, a ne dodiruju se kod ženki.

U donjem dijelu, uz glavu, svako oko je ograničeno bazalnom, ili sitastom, membranom. U njemu, prema broju ommatidija, ima mnogo rupa kroz koje se propušta vizual nervnih vlakana. Kroz njih ulaze u oko, probijaju ga i prolaze između. Na mjestu oka formira prilično duboku invaginaciju, formirajući očnu kapsulu ili okular; to je noseća struktura oka.

Omatidijum kao strukturna jedinica složenog oka

Poprečna veličina(prečnik) strukturne jedinice oko je također drugačije, ali se u svakom slučaju mjeri u mikronima. Promjer žohara je 20 mikrona, a američkih 32 mikrona.

Vizualne ose ommatidije trebale bi biti približno okomite na površinu, dakle, što više prostora zauzimaju, to su oči insekata konveksnije. Međutim, jaka izbočina očiju ne govori toliko o tome dobar vid, koliko o velikom vidnom polju, barem za dnevne vrste.

Detaljna struktura ommatidije je prilično složena i o njoj će se govoriti na primjeru tipičnog apozicionog oka (objašnjenje ovaj termin u sledećem odeljku). U strukturi svake jedinice složenih očiju postoje tri funkcionalna kompleksa struktura, odnosno tri aparata:

• dioptrijske (refrakcijske)

Sastoji se od sočiva, lomi i usmjerava svjetlost.

• receptor (percepcija)

Percipira i prenosi vizuelne informacije.

• aparat za izolaciju pigmenta

Struktura ommatidija

Struktura ommatidija

1 - rožnjača, 2 - ćelije rožnice,

3 - kristalni konus, 4 - Semper ćelije,

5 - ćelije retine, 6 - optički štap,

7 - strana pigmentne ćelije,

8 - pigmentne ćelije retine,

9 - bazalna membrana

Vizuelni aparat ommatidija

Dioptrijski aparat

Receptorni aparat

• Retinal ćelije- izdužene strukture koje se nalaze ispod kristalnog konusa u obliku grede (5 per (fotografija) ).
• Optički štap (rabdom)- duguljasta formacija koja se sastoji od produkata izlučivanja stanica retine i nalazi se u središtu njihovog snopa. Na poprečnom presjeku ćelije rabdoma i retine formiraju sliku „cvijeta“, gdje rabdom zauzima aksijalni položaj, kao „jezgro“, a stanice retine su smještene oko njega, poput latica (6 na (fotografija)).
• Optički živci - nervi koji prenose informacije do centralnog nervnog sistema.

Aparat za pigmentaciju

• Corneagenic (glavni pigment) ćelije: isti oni koji proizvode objektiv. Oni su ispunjeni pigmentom i izoluju sočivo od rožnjače susjednih ommatidija.
• Slučajne pigmentne ćelije- izolovati svaki od drugih na nivou kristalnog stošca (7 per (fotografija) ).
• Pigmentne ćelije retine- obavljaju istu funkciju, ali niže, na nivou ćelija retine i optička šipka(8 per (fotografija) ).

Neurosuperpozicija oko

Takve oči odlikuju se po tome što u njima postoji zbir nervnih signala iz određenog dijela vidnih ćelija, u koje svjetlost dolazi s jednog mjesta. Ova vrsta oka nalazi se kod muva.

Vizija insekata

U susjednim ommatidijama vizualne ose su vrlo blizu jedna drugoj, što insektima daje mogućnost da bolje razlikuju točke koje su blizu jedna drugoj. Kao rezultat toga, njihova vidna oštrina je otprilike 3 puta veća od ljudske. U isto vrijeme, kako se predmet udaljava od oka, vid se pogoršava; Dakle, insekti po ljudskim standardima, kratkovidan.

Još jedna prednost složenih očiju je ta što im mnoge ommatidije omogućavaju bolje praćenje treperenja i objekata koji se brzo kreću. Za nas se kontinuirana slika na ekranu formira kada se film kreće brzinom od 16 sličica u sekundi, a za insekte - 250-300. To im daje prednost kada je u pitanju brzina.

Insekti mogu uočiti polarizaciju svjetlosti. Ne samo da vide sve predmete u volumenu, već razlikuju suptilne nijanse i igru ​​boja koje su nedostupne ljudskom oku. Većina insekata ima vid u boji samo primitivni oblici koji žive u pećinama, veliki brašnari i termiti imaju crno-bijeli vid. Leteći biljojedi imaju detektor svjetlosti "podešen" za opažanje u ultraljubičastom spektru, zahvaljujući čemu bolje razlikuju čašice cvijeća od zraka.