Біологія та медицина

Найбільш складними з органів чуття у комах є органи зору. Останні представлені утвореннями кількох типів, з яких найважливіші – складні фасетовані очі приблизно такої самої будови, як і складні очі ракоподібних.

Очі складаються з окремих омматидіїв (рис. 337), кількість яких визначається головним чином біологічними особливостями комах. Активні хижаки і гарні літуни, бабки мають очі, що налічують до 28 000 фасеток в кожному. У той самий час мурахи (отр. перетинчастокрилі), особливо робочі особини видів, що мешкають під землею, мають очі, що з 8 - 9 омматидіїв.

Кожен омматидій представляє досконалу фотооптичну сенсилу (рис. 338). До його складу входять оптичний апарат, що включає рогівку, - прозору ділянку кутикули над омматідієм та так званий кришталевий конус. Спільно вони виконують роль лінзи. Сприймаючий апарат омматидія представлений кількома (4 - 12) рецепторними клітинами; спеціалізація їх зайшла дуже далеко, про що говорить повна втрата ними джгутикових структур. Власне чутливі частини клітин - рабдомери - являють собою скупчення щільно упакованих мікроворсинок, розташовуються в центрі омматідії і тісно прилягають одна до одної. У сукупності вони утворюють світлочутливий елемент ока – рабдом.

По краях омматідія залягають пігментні клітини, що екранують; останні досить суттєво відрізняються у денних та нічних комах. У першому випадку пігмент у клітині нерухомий і постійно поділяє сусідні омматидії, не пропускаючи світлові промені з одного вічка до іншого.У другому випадку пігмент здатний переміщатися в клітинах і накопичуватися тільки у верхній частині. При цьому промені світла потрапляють на чутливі клітини не одного, а кількох сусідніх омматидіїв, що помітно (майже на два порядки) підвищує загальну чутливість ока. Природно, що подібна адаптація виникла у сутінкових і нічних комах. Від чутливих клітин омматидія відходять нервові закінчення, що утворюють зоровий нерв.

Крім складних очей багато комах мають ще й прості очі (рис. 339), будова яких не відповідає будові одного омматідія. Світлозаломлюючий апарат лінзоподібної форми, відразу ж під ним розташований шар чутливих клітин. Все вічко одягнене чохлом із пігментних клітин. Оптичні властивості простих очей такі, що сприймати зображення предметів вони можуть.

Личинки комах у більшості випадків мають тільки прості вічка, що відрізняються, проте, по будові від простих очей дорослих стадій. Жодної спадкоємності між вічками дорослих особин та личинок не існує. Під час метаморфозу очі личинок повністю резорбуються.

Зорові можливості комах досконалі. Проте структурні особливості складного ока визначають особливий фізіологічний механізм зору. Тварини, що мають складні очі, мають "мозаїчний" зір. Малі розміри омматидіїв та його відособленість друг від друга призводять до того, кожна група чутливих клітин сприймає лише невеликий і порівняно вузький пучок променів. Промені, що падають під значним кутом, поглинаються пігментними клітинами, що екранують, і не досягають світлочутливих елементів омматидіїв.Таким чином, схематично кожен омматидії отримує зображення лише однієї невеликої точки об'єкта, що знаходиться в полі зору ока. Внаслідок цього зображення складається з стільки світлових точок, що відповідають різним частинам об'єкта, на скільки фасеток падають перпендикулярно промені від об'єкта. Загальна картина комбінується з безлічі дрібних часткових зображень шляхом докладання їх одного до іншого.

Сприйняття кольору комахами також відрізняється своєрідністю. Представники вищих груп Insecta мають колірний зір, заснований на сприйнятті трьох основних кольорів, змішання яких і дає все барвисте різноманіття навколишнього світу. Однак у комах порівняно з людиною спостерігається сильний зсув у короткохвильову частину спектра: вони сприймають зелено-жовті, сині та ультрафіолетові промені. Останні нам невидимі. Отже, колірне сприйняття світу комахами різко відрізняється від нашого.

Функції простих очей дорослих комах вимагають серйозного вивчення. Мабуть, вони певною мірою "доповнюють" складні очі, впливаючи на активність поведінки комах у різних умовах освітленості. Крім того, було показано, що прості очі поруч із складними очима здатні сприймати поляризоване світло.

Посилання:

Зір комах

Зір комах - Здатність комах сприймати візуальну інформацію за допомогою органів зору, що мають різноманітну будову.

Різновиди будови органів зору

У комах очі можуть бути представлені у трьох різновидах:

• складні очі (фасеткові);
• прості очі (дорсальні, оцеллі);
• Личинкові очі (латеральні, личинкові).

Вони мають різну будову та неоднакову здатність бачити.

Складні очі

Складні очі зустрічаються у більшості комах, причому, чим більш високорозвиненими є останні, тим краще вони зазвичай розвинені органи зору. Складні очі ще називають фасетковими, тому що їхня зовнішня поверхня представлена ​​сукупністю розташованих поруч один з одним лінз - фасеток.

Складне око складається з різної, як правило, великої кількості окремих структурних одиниць – омматидіїв. Омматидії включають ряд структур, що забезпечують проведення, заломлення світла (фасетка, корнеагенні клітини, кришталевий конус) і сприйняття зорових сигналів (ретинальні клітини, рабдом, нервові клітини). Крім того, у кожного омматідія є апарат пігментної ізоляції, завдяки чому він виявляється повністю або частково захищений від попадання бічних променів.

Особливості будови омматидія - це фактори, що визначають особливості зору у власників складних очей фасетки. Виділяють омматидії двох основних різновидів, у зв'язку з чим розрізняють комах з апазіційною та суперпозиційною будовою очей.

В опозиційному оці

кожен омматидій ізольований у своїй верхній частині за допомогою пігменту від сусідніх омматідій. Таким чином, кожна структурна одиниця ока працює окремо від решти, сприймаючи тільки «свою» частину зовнішнього простору. Загальна картинка складається в мозку комахи з безлічі шматочків мозаїки.

У суперпозиційному оці

омматидії лише частково, хоч і по всій довжині, захищені від бічних променів: вони напівпроникні. З одного боку, це заважає комахам при інтенсивному освітленні, з іншого – допомагає їм краще бачити у сутінках.

Таким чином, перший різновид будови очей характерний денною комахою, другий – нічною. Додатково ще виділяють такий різновид, як нейросуперпозиційне око, яке зустрічається тільки у деяких двокрилих.

Прості вічка

Прості очі - це дрібні органи зору, які є у деяких імаго і розташовуються зазвичай на верхній частині голови. Зазвичай представлені у кількості трьох, причому один лежить трохи попереду, а ще два – ззаду і збоку від переднього. У складі немає омматидія, будова простих глазков значно спрощено. Зовні розташовується рогівка, що складається з коренеагенних клітин, глибше знаходиться світлосприймаючий апарат із ретинальних (чутливих) клітин, ще нижче лежать пігментні клітини, які переходять у волокна зорового нерва.

З усіх різновидів очей комах прості очі мають найбільш слабку здатність до зору. За деякими даними, вони взагалі не виконують зорової функції, і лише відповідають за покращення функції складних очей. Це, зокрема, доводиться тим, що у комах практично не буває простих очей без складних. Крім того, при фарбуванні фасеткових очей комахи перестають орієнтуватися в просторі, навіть якщо у них є добре виражені прості очі.

Стеми

Стеми, або личинкові очі – це органи зору, що є у личинок комах з повним перетворенням. Під час стадії лялечки вони «перетворюються» на складні очі. Виконують зорову функцію, але у зв'язку зі спрощеною структурою бачать відносно слабо. Для поліпшення зору личинкові очі часто представлені у личинок у кількості декількох штук.

Будова стемм відрізняється значною різноманітністю.В одних випадках за своєю морфологією вони ближчі до дорсальних вічок дорослих комах, в інших більше нагадують омматидій складного ока. Однак, у будь-якому випадку, вони відрізняються і від складних, і від простих очей. Одна з найпоширеніших схем будови личинкових очок (на фото – стемми личинки жука-плавунця) включає до свого складу такі структури: рогівка (кришталик), кришталевий конус, рабдом, ретинальні та пігментні клітини.

Особливості зору комах

Вивченню зору комах присвячено дуже багато наукових праць. Зважаючи на такий інтерес з боку фахівців, багато особливостей роботи очей у Insecta на сьогодні достовірно з'ясовані. Тим не менш, будова органів зору у цих організмів відрізняється настільки великою різноманітністю, що якість бачення, сприйняття кольору та обсягу, розрізнення рухомих і нерухомих предметів, розпізнавання знайомих візуальних образів та інші властивості зору колосальним чином різняться у різних груп комах. На це здатні вплинути такі фактори: у складному оці – структура омматідіїв та їх кількість, опуклість, розташування та форма очей; у простих очах і стеммах – їх кількість і тонкі риси будівлі, які можуть бути значним різноманіттям варіантів. Найкраще на сьогодні вивчено зір бджіл.

У наведеному відео можна оцінити значне багатство морфологічних форм органів зору у комах та павуків.

Різниця кольорів

Здатність до сприйняття кольорів у комах дуже сильно відрізняється, але у більшості, в порівнянні з людиною, доступний зору спектр променів зменшений з лівого боку (червоний, помаранчевий) і збільшений з правого (синій, фіолетовий).Наприклад, бджоли сприймають червоний, рожевий, помаранчевий, жовтий та зелений кольори як різні відтінки жовтого та не бачать між ними великої різниці. Якісно вони відрізняють один від одного всього 4 кольори, а, наприклад, бражник – лише два: синьо-фіолетову та жовто-зелену групу. Однак бражники здатні повноцінно сприймати ці кольори в сутінках, коли для людського ока все вже зливається в погано помітні відтінки сірого та чорного.

Визначення форми

Комахи здатні розрізняти форму, але це відбувається у них зовсім не так, як у людини. Комахи, що харчуються нектаром (метелики, бджоли), ігнорують нерозчленовані фігури: овал, коло, квадрат та ін., але залучаються розчленованими: радіальними, що нагадують віночки квіток. Чим складніша форма і гра тіней у предмета, краще він ними сприймається. Крім того, бджоли відчувають «тягу» до дрібних предметів (наприклад, малюнків на папері), звертаючи на них більше уваги, ніж великі.

Певну роль сприйнятті форми грає рух об'єкта. Комахи охочіше сідають на квіти, які колишуться на вітрі, ніж нерухомі. Личинки бабок кидаються за видобутком, що рухається, а самці метеликів реагують на самок, що летять, і погано бачать сидячих. Ймовірно, річ у певній частоті подразнення омматідіїв очей при русі, миготінні та мерехтінні.

Впізнавання знайомих об'єктів

Комахи дізнаються знайомі об'єкти не тільки за кольором і формою, але й за розташуванням предметів, що знаходяться навколо них, так що уявлення про виняткову примітивність їхнього зору не можна назвати вірним. Наприклад, Піщана оса знаходить вхід у нірку, орієнтуючись з тих предметів, що розташовуються навколо неї (трава, каміння).Якщо ж їх прибрати або змінити їхнє розташування, це може збити комаху з пантелику.

Сприйняття відстані

Ця особливість найкраще досліджена на прикладі бабок, жужелиць та інших хижих комах.

Можливість визначати відстань обумовлена ​​наявністю у вищих комах бінокулярного зору, тобто двох очей, поля зору яких частково перетинаються. Особливості будови очей визначають, наскільки велика відстань, доступна огляду тієї чи іншої комахи. Наприклад, жуки-скакуни реагують на видобуток і накидаються на нього, коли знаходяться від об'єкта на відстані 15 см.

Світлокомпасний рух

Багато комах рухаються так, що в них постійно зберігається той самий кут падіння світла на сітківку. Таким чином, сонячні промені є своєрідним компасом, яким орієнтується комаха. За тим же принципом нічні метелики переміщуються у напрямку штучних джерел світла.

З погляду комахи

Вважається, що до 90% знань про світ людина отримує за допомогою свого стереоскопічного зору. Зайці обзавелися бічним зором, завдяки якому вони можуть бачити об'єкти, що знаходяться збоку і навіть позаду себе. У глибоководних риб очі можуть займати до половини голови, а тім'яне «третє око» міноги дозволяє їй непогано орієнтуватися у воді. Змії здатні бачити тільки об'єкт, що рухається, а найзіркішими у світі визнані очі сокола-сапсана, здатного вистежити видобуток з висоти 8 км!

Але як бачать світ представники найчисленнішого та найрізноманітнішого класу живих істот на Землі – комах? Поряд з хребетними тваринами, яким вони програють тільки за розмірами тіла, саме комахи мають найбільш досконалий зір і складно влаштовані оптичні системи ока. Хоча фасеткові очі комах не мають акомодації, внаслідок чого їх можна назвати короткозорими, проте вони, на відміну від людини, здатні розрізняти об'єкти, що надзвичайно швидко рухаються. А завдяки впорядкованій структурі своїх фоторецепторів багато хто з них має справжнє «шосте почуття» – поляризаційний зір.

Меркне зір – сила моя,
Два незримі алмазні списи.
А. Тарковський (1983)

Важко переоцінити значення світла (електромагнітного випромінювання видимого діапазону) всім жителів нашої планеты. Сонячне світло є основним джерелом енергії для фотосинтезуючих рослин та бактерій, а опосередковано через них – і для всіх живих організмів земної біосфери. Світло безпосередньо впливає на перебіг всього різноманіття життєвих процесів тварин, від розмноження до сезонної зміни забарвлення. І, звичайно, завдяки сприйняттю світла спеціальними органами почуттів, тварини отримують значну (а часто і більшу) частину відомостей про навколишній світ, можуть розрізняти форму та колір об'єктів, визначати рух тіл, орієнтуватися у просторі тощо.

Зір особливо важливий для тварин, здатних активно пересуватися у просторі: саме з виникненням рухливих тварин почав формуватися і вдосконалюватися зоровий апарат – найскладніший з усіх відомих сенсорних систем. До таких тварин відносяться хребетні та серед безхребетних – головоногі молюски та комахи.Саме ці групи організмів можуть похвалитися найскладнішими органами зору.

Проте зоровий апарат цих груп істотно відрізняється, як і сприйняття образів. Вважається, що комахи в цілому більш примітивні в порівнянні з хребетними, не кажучи вже про вищу їхню ланку - ссавців, і, звичайно, людину. Але наскільки відрізняється їхнє зорове сприйняття? Іншими словами, чи набагато відрізняється від нашого світ, побачений очима маленького створіння на ім'я муха?

Мозаїка із шестигранників

Зорова система комах у принципі не відрізняється від такої в інших тварин і складається з периферичних органів зору, нервових структур та утворень центральної нервової системи. Але щодо морфології органів зору, то тут відмінності просто впадають у вічі.

Всім знайомі складні фасеткові очі комах, які зустрічаються у дорослих комах або у личинок комах, що розвиваються з неповним перетворенням, Т. е. без стадії лялечки. Винятків із цього правила не так багато: це блохи (загін Siphonaptera), віялокрилі (загін Strepsiptera), більшість лусниць (сімейство Lepismatidae) та весь клас сховачещелепних (Entognatha).

Фасеткове око на вигляд нагадує кошик стиглого соняшника: воно складається з набору фасеток (оматидіїв) – автономних приймачів світлового випромінювання, що мають все необхідне для регуляції світлового потоку та формування зображення. Число фасеток сильно варіює: від кількох щетинохвосток (загін Thysanura) до 30 тис. у бабок (загін Aeshna).Дивно, але число омматидіїв може змінюватись навіть усередині однієї систематичної групи: наприклад, ряд видів жуків-жужелиць, що мешкають на відкритих просторах, мають добре розвинені фасеткові очі з великою кількістю омматидіїв, у той час як у жужелиць, що мешкають під камінням, очі сильно редуковані і складаються з небагатьох омматидіїв.

Верхній шар омматидіїв представлений рогівкою (кришталиком) – ділянкою прозорої кутикули, що секретується спеціальними клітинами, яка є своєрідною шестигранною двоопуклою лінзою. Під рогівкою у більшості комах розташовується прозорий кристалічний конус, структура якого може відрізнятися у різних видів. У деяких видів, особливо провідних нічний спосіб життя, в світлозаломлюючому апараті є додаткові структури, що грають головним чином роль покриття антивідблиску і збільшують світлопропускання ока.

Зображення, сформоване кришталиком та кристалічним конусом, потрапляє на світлочутливі ретинальні (зорові) клітини, що є нейроном з коротким хвостиком-аксоном. Декілька ретинальних клітин утворюють єдиний циліндричний пучок. ретинулу. Усередині кожної такої клітини на боці, зверненій всередину омматидію, розташовано рабдомір - Особлива освіта з безлічі (до 75-100 тис.) мікроскопічних трубочок-ворсинок, в мембрані яких міститься зоровий пігмент. Як і у всіх хребетних, цим пігментом є родопсин - Складний пофарбований білок. Завдяки величезній площі цих мембран фоторецепторний нейрон містить велику кількість молекул родопсину (наприклад, у плодової мушки Drosophila це число перевищує 100 млн!).

Рабдомери всіх зорових клітин, об'єднані в рабдом, і є світлочутливими, рецепторними елементами фасеткового ока, проте ретинули разом складають аналог нашої сітківки.

Світлозаломлюючий та світлочутливий апарат фасетки по периметру оточують клітини з пігментами, які відіграють роль світлової ізоляції: завдяки їм світловий потік, заломлюючись, потрапляє на нейрони лише одного омматидію. Але так влаштовані фасетки у так званих фотопічних очах, пристосованих до яскравого денного світла.

Для видів, що ведуть сутінковий чи нічний спосіб життя, характерні очі іншого типу. скотопічні. Такі очі мають ряд пристосувань до недостатнього світлового потоку, наприклад, дуже великі рабдомери. Крім того, в омматідіях таких очей світлоізолюючі пігменти можуть вільно мігрувати всередині клітин, завдяки чому світловий потік може потрапляти на зорові клітини сусідніх оматидіїв. Цей феномен лежить в основі і так званої темнової адаптації очей комах – збільшення чутливості ока при недостатньому освітленні.

При поглинанні рабдомерами фотонів світла в ретинальних клітинах генеруються нервові імпульси, які за аксонами прямують у парні зорові частки мозку комах. У кожній зоровій частці є по три асоціативних центри, де і здійснюється переробка потоку зорової інформації, що одночасно йде від багатьох фасеток.

Від одного до тридцяти

Згідно з давніми легендами, люди колись мали «третє око», що відповідає за надчуттєве сприйняття.Доказів цьому немає, проте та ж мінога та інші тварини, такі як ящірка-гаттерія та деякі земноводні, мають незвичайні світлочутливі органи у «неналежному» місці. І в цьому сенсі комахи не відстають від хребетних: крім звичайних очей у них зустрічаються невеликі додаткові очі - оцеллі, розташовані на лобно-тім'яній поверхні, та стемми - З боків голови.

Оцеллі є в основному у комах, що добре літають: дорослих особин (у видів з повним перетворенням) і личинок (у видів з неповним перетворенням). Як правило, це три вічка, розташовані у вигляді трикутника, але іноді серединне або два бічні можуть бути відсутніми. За будовою оцелі подібні до омматидій: під світлозаломлюючою лінзою у них знаходиться шар прозорих клітин (аналог кристалічного конуса) і сітківка-ретинула.

Стеми можна виявити у личинок комах, що розвиваються з повним перетворенням. Їх число та розташування варіює залежно від виду: з кожного боку голови може розташовуватися від одного до тридцяти очок. У гусениць частіше зустрічається шість очок, розташованих так, що кожен з них має відокремлене поле зору.

У різних загонах комах стемми можуть відрізнятися один від одного за будовою. Ці відмінності пов'язані, можливо, зі своїми походженням від різних морфологічних структур. Так, число нейронів в одному оці може становити від кількох одиниць до кількох тисяч. Звичайно, це позначається на сприйнятті комахами навколишнього світу: якщо деякі з них можуть бачити лише переміщення світлих і темних плям, інші здатні розпізнавати розміри, форму і колір предметів.

Як бачимо, і стемми, і омматидии є аналоги одиночних фасеток, хай і видозмінені. Однак у комах є й інші «запасні» варіанти. Так, деякі личинки (особливо із загону двокрилих) здатні розпізнати світло навіть при повністю затінених очах за допомогою фоточутливих клітин, розташованих на поверхні тіла. А деякі види метеликів мають так звані генітальні фоторецептори.

Всі такі фоторецепторні зони влаштовані подібним чином і є скупченням з декількох нейронів під прозорою (або напівпрозорою) кутикулою. За рахунок подібних додаткових «очей» личинки двокрилих уникають відкритих просторів, а самки метеликів використовують їх при відкладанні яєць у затінених місцях.

Фасетковий поляроїд

На що здатні складні очі комах? Як відомо, у будь-якого оптичного випромінювання можна виділити три характеристики: яскравість, спектр (довжину хвилі) та поляризацію (Орієнтованість коливань електромагнітної складової).

Спектральну характеристику світла комахи використовують для реєстрації та розпізнавання об'єктів навколишнього світу. Майже всі вони здатні приймати світло в діапазоні від 300-700 нм, у тому числі і недоступну для хребетних ультрафіолетову частину діапазону.

Як правило, різні кольори сприймаються різними областями складного ока комах. Така «локальна» чутливість може різнитися навіть у межах одного виду залежно від статевої приналежності особи. Нерідко в тому самому омматидии можуть бути різні колірні рецептори. Так, у метеликів роду Papilio два фоторецептори мають зоровий пігмент з максимумом поглинання 360, 400 або 460 нм, ще два – 520 нм, а решта – від 520 до 600 нм (Kelber та ін., 2001).

Але це далеко не все, що вміє око комахи. Як згадувалося вище, у зорових нейронах фоторецепторна мембрана мікроворсинок рабдомера згорнута в трубку круглого або гексагонального перерізу. За рахунок цього частина молекул родопсин не беруть участь у поглинанні світла через те, що дипольні моменти цих молекул розташовуються паралельно ходу світлового променя (Говардовський, Грибакін, 1975). В результаті мікроворсинка набуває дихроїзм - Здатність до різного поглинання світла в залежності від його поляризації. Підвищенню поляризаційної чутливості омматідія сприяє і те, що молекули зорового пігменту не розташовуються в мембрані хаотично, як у людини, а орієнтовані в одному напрямку та ще й жорстко закріплені.

Якщо око здатне розрізнити два джерела світла на основі їх спектральних характеристик незалежно від інтенсивності випромінювання, можна говорити про колірний зір. Але якщо він робить це, фіксуючи поляризаційний кут, як у даному випадку, ми маємо всі підстави говорити про поляризаційний зір комах.

Як сприймають комахи поляризоване світло? З структури омматидія, можна припустити, що це фоторецептори мають бути одночасно чутливими як до певної довжини (довжинам) світлових хвиль, і до ступеня поляризації світла. Але в такому разі можуть виникнути серйозні проблеми – так зване хибне сприйняття кольору. Так, світло, відбите з глянсової поверхні листя або водної гладі, частково поляризується. У цьому випадку мозок, аналізуючи дані фоторецепторів, може помилитися в оцінці інтенсивності забарвлення або форми поверхні, що відбиває.

Комахи навчилися успішно справлятися з такими труднощами.Так, у ряду комах (насамперед мух і бджіл) в омматидіях, які сприймають тільки колір, формується рабдом закритого типу, в якому рабдомери не контактують між собою При цьому вони мають також омматидії зі звичайними прямими рабдомами, чутливі і до поляризаційного світла. У бджіл такі фасетки розташовуються на краю ока (Wehner, Bernard, 1993). У деяких метеликів спотворення при сприйнятті кольору знімаються за рахунок значного викривлення мікроворсинок рабдомерів (Kelber та ін., 2001).

У багатьох інших комах, особливо у лускокрилих, у всіх омматидіях зберігаються звичайні прямі рабдоми, тому їх фоторецептори здатні одночасно сприймати і кольорове, і поляризоване світло. При цьому кожен із цих рецепторів чутливий лише до певного поляризаційного кута преференції та певної довжини світлової хвилі. Таке складне зорове сприйняття допомагає метеликам при харчуванні та відкладанні яєць (Kelber та ін., 2001).

Незнайома Земля

Можна нескінченно поглиблюватись особливо морфології та біохімії ока комах і все одно важко у відповіді на таке просте і одночасно неймовірно складне питання: як бачать комахи?

Людині важко навіть уявити образи, які у головному мозку комах. Але все слід зазначити, що популярна сьогодні мозаїчна теорія зору, Згідно з якою комаха бачить зображення у вигляді своєрідного пазла з шестигранників, не зовсім точно відображає суть проблеми. Справа в тому, що хоча кожна одинична фасетка фіксує окремий образ, що є лише частиною цільної картини, ці зображення можуть перекриватися із зображеннями, отриманими із сусідніх фасеток.Тому зображення світу, отримане за допомогою величезного ока бабки, що складається з тисяч мініатюрних камер-фасеток, та «скромного» шестифасеткового ока мурашки, сильно відрізнятиметься.

Що стосується гостроти зору (роздільної здатності, Т. е. здатності розрізняти ступінь розчленованості об'єктів), то у комах вона визначається кількістю фасеток, що припадають на одиницю опуклої поверхні ока, т.е. е. їх кутовий щільністю. На відміну від людини, очі комах не мають акомодації: радіус кривизни світлопровідної лінзи у них не змінюється. У цьому сенсі комах можна назвати короткозорими: вони бачать більше деталей, що ближче до об'єкта спостереження перебувають.

При цьому комахи з фасетковими очима здатні розрізняти об'єкти, що дуже швидко рухаються, що пояснюється високою контрастністю і малою інерційністю їх зорової системи. Наприклад, людина може розрізняти лише близько двадцяти спалахів на секунду, а бджола – удесятеро більше! Така властивість життєво важлива для комах, що швидко літають, яким потрібно приймати рішення безпосередньо в польоті.

Колірні образи, що сприймаються комахами, також можуть бути набагато складнішими і незвичайнішими, ніж у нас. Наприклад, квітка, що здається нам білою, часто приховує у своїх пелюстках безліч пігментів, здатних відбивати ультрафіолетове світло. І в очах комах-запилювачів він сяє безліччю барвистих відтінків – покажчиків на шляху до нектару.

Вважається, що комахи «не бачать» червоний колір, який у «чистому вигляді» і зустрічається в прирорді надзвичайно рідко (виняток – тропічні рослини, що запилюють колібрі). Однак квіти, пофарбовані в червоний колір, часто містять інші пігменти, здатні відображати короткохвильові випромінювання.А якщо врахувати, що багато комах здатні сприймати не три основні кольори, як людина, а більше (іноді до п'яти!), то їх зорові образи повинні являти собою просто феєрію фарб.

І, нарешті, «шосте почуття» комах – поляризаційний зір. З його допомогою комахам вдається побачити в навколишньому світі те, про що людина може отримати лише слабку виставу за допомогою спеціальних оптичних фільтрів. Комахи ж у такий спосіб можуть безпомилково визначати місцезнаходження сонця на хмарному небі та використовувати поляризоване світло як «небесний компас». А водні комахи у польоті виявляють водоймища по частково поляризованому світлу, відбитому від дзеркала води (Schwind, 1991). Але які при цьому вони «бачать» образи, людині просто неможливо собі уявити…

У всіх, хто з тієї чи іншої причини цікавиться зором комах, може виникнути питання: чому у них не сформувалося камерне око, подібне до людського ока, зі зіницею, кришталиком та іншими пристосуваннями?

На це питання свого часу вичерпно відповів видатний американський фізик-теоретик, Нобелівський лауреат Р. Фейнман: «Цьому заважає кілька цікавих причин. Насамперед, бджола занадто мала: якби вона мала око, схоже на наше, але відповідно зменшене, то розмір зіниці виявився б близько 30 мкм, а тому дифракція була б такою великою, що бджола все одно не могла б бачити краще. Занадто маленьке око – це не дуже добре. Якщо ж таке око зробити достатнього розміру, то воно має бути не менше голови бджоли. Цінність складного ока в тому і полягає, що він практично не займає місця просто тоненький шар на поверхні голови.Отже, перш ніж давати поради бджоли, не забувайте, що вона має свої власні проблеми!»

Тому не дивно, що комахи обрали свій шлях у зоровому пізнанні світу. Та й нам, щоб бачити його з погляду комах, довелося б, для збереження звичної гостроти зору, мати величезні фасеткові очі. Навряд чи таке придбання виявилося б корисним з погляду еволюції. Кожному – своє!

Тищенко В. П. Фізіологія комах. М .: Вища школа, 1986, 304 з.

Klowden M. J. Physiological Systems in Insects. Academ Press, 2007. 688 p.

Nation J. L. Insect Physiology and Biochemistry. Second Edition: CRC Press, 2008.

У публікації використано фото автора