Охарактеризуйте зір комах

Комахи володіють трьома типами органів зору – фасетковими очима, латеральними і дорсальними вічками. Фасеткове око складається зв еликого числа фоторецепторів-оматидіїв, а кожне латеральне і дорсальне вічко відповідає окремому фоторецептору.

В фасеткових очах зорові образи формуються з безлічі точкових зображень, створюваних окремими оматидіями. Загальний зоровий образ складається із стількох точок, скільки оматидіїв звернено до предмету. Іншими словами, гострота зору комах залежить від кутової щільності оматидіїв: вона тим вище, чим більше оматидіїв припадає на одиницю опуклою поверхні ока. Максимальна гострота зору комахи зазвичай добре збігається з подвоєною кутовою відстанню між оптичними осями сусідніх оматидіїв.

Фасеткове око може розрізнити 2 точки, що світяться (побачити самі точки і темний проміжок між ними) в тому випадку, якщо їх зображення потрапляють на 2 оматидіїї, розділені хоча б одним проміжним оматидієм. Зображення 2 точок, що потрапляють на сусідні оматидіі, зливаються в одну пляму, що світиться.

Фасеткові очі не мають здатність до акомодації і не пристосовуються до зору на різних відстанях. Тому комах можна назвати «дуже короткозорими» тваринами. У них виявляється обернено пропорційний зв'язок між відстанню до розглянутого об'єкта і числом помітних деталей: чим ближче об'єкт, тим більше деталей бачить комаха.

Про здатність фасеткових очей сприймати форму предметів можна судити з деяких поведінкових реакцій комах. Для сприйняття форми комахами необхідно, щоб на невеликихвідстанях обриси розглянутих об'єктів вміщалися в поле зору фасеткового ока.

Чудова особливість членистоногих (комах, ракоподібних і павуків) - це здатність орієнтуватися по площині поляризації світла. При такій орієнтації поляризація світла, сприйнята фоторецепторами, дозволяє визначити положення сонця на небі, навіть коли воно приховано хмарами. Для медоносних бджіл Apis mellifera сонце основний компас, по якому вони орієнтуються в просторі.

Кольоровий зір комах грунтується на використанні двох або трьох світлоприймачів, що розрізняються за спектральними характеристиками. Під світлоприймачом розуміють певний тип фоторецепторів зі специфічним зоровим пігментом. Спектральна чутливість світлоприймача визначається властивостями зорового пігменту та умовами проникнення світла до фоторецепторів.

Для розрізнення кольорів необхідна присутність мінімум двох світлоприймачів. Однак фасеткові очі термітів Anacanthotermes ahngerianus мають тільки один світлоприймач, тому вони не здатні до кольорового зору. Максимальна чутливість єдиного світлоприймача термітів проявляється при випромінюваннях з довжиною хвилі близько 500 нм. На відміну від термітів мурахи, очевидно, мають два світлоприймачі і здатні до колірного зору. У жуків-бронзівок теж виявлено два світлоприймачі з максимумами чутливості близько 350 нм і 500 нм. Три світлоприймача виявлені в фасеткових очах бджолиних (бджіл і джмелів), бражників і денних метеликів. Наприклад, у джмеля Bombus distinguendus ультрафіолетовий світлоприймач проявляє максимальну чутливість при 365 нм, синій – при 440-450 і зелений – при 540-550 нм.

Таким чином, система колірного зору комах може бути дихроматичною (як у мурашок і жуків-бронзівок) або трихроматчною (як у бджолиних і деяких метеликів). Існують і такі комахи, які здатні розрізняти кольори тільки однією (верхньою або нижньою) половинкою фасеткового ока. Так, у бабки Libellula quadrimaculata єдиний світлоприймач верхньої половинки ока виявляє максимум світлочутливості в області 420 нм, а в нижній його половинці знайдені 2 світлоприймача з піками чутливості при 515 і 610 нм. В очах цієї бабки кольоровосліпі верхні оматидії помітно більші нижніх кольоровозрячих оматидіїв.

Спектр випромінювань, що сприймаються і розмежовуються фасетковими очима, найбільш докладно вивчався у медоносної бджоли Apis mellifera. Виявилося, що бджоли можуть реагувати на випромінювання в діапазоні від 300 до 650 нм. На відміну від ока людини, для якого видима частина спектра становить 400-800 нм, око бджоли сприймає ультрафіолетові промені (300-400 нм), але не сприймає червоне і далеке червоне випромінювання (650-800 нм). Висока чутливість фасеткових очей до ультрафіолетового світла проявляється у всіх комах. Виключення червоних променів з видимої частини спектра не обов'язково; наприклад, денні метелики і мухи реагують на червоне світло.

Вважають, що в межах змальованої вище видимій частині спектру фасеткове око бджоли розмежовує 4 основних кольори: 1. Бджолиний жовтий (650-500 нм), що охоплює область, в якій око людини розрізняє помаранчеві, жовті й зелені промені. 2. Бджолиний синьо-зелений (500-480 нм), повністю співпадає з аналогічною областю в спектрі, що сприймаються людиною. 3. Бджолиний синій (480-400 нм), відповідний синім, блакитним і фіолетовим відтінкам в колірному зорі людини. 4. Ультрафіолетовий (400-300 нм), що не сприймається людиною. Бджоли здатні до більш точного диференціювання колірних відтінків, що входять в який-небудь основний колір. Вони можуть розрізняти навіть такі близькі кольори як жовтий і оранжевий або жовтий і зелений.

Поведінкові експерименти довели велику складність і широкі можливості колірного зору комах. Бджоли та інші комахи – запилювачі можуть побачити на квітках ультрафіолетові малюнки, приховані від погляду людини. Доведено здатність бджіл розрізняти предмети за їх забарвленням навіть в умовах різного освітлення, використовувати поєднання барв у вигляді відмітної ознаки багатобарвних об'єктів і узагальнювати зорові образи за такими ознаками, як «новизна забарвлення» або «двокольоровість».

19. Чим відрізняються апозиційне і суперпозиційне око у комах?

В типовому випадку ретинальні клітини суперпозиційного оматидія відсунуті назад від кристалічного конуса і з’єднуються з ним через тонкий ниткоподібний відділ. Тобто в суперпозиційному рці рабдом значно віддалений від кристалічного конуса, тоді як в апозиційному - прилягає до кристалічного конуса. Пігментні клітини суперпозиційного ока сильно витягнуті і досягають рівня рабдома. Пігмент у їх складі здатен рухатися і концентруватися, що не спостерігається в апозиційних оматидіях. У деяких випадках (наприклад, бражники) суперпозиційні оматидії мають трахейний тапетум. Якщо пігмент в пігментній клітині сконцентрований біля кришталевого конусу, то між пігментом і рабдомом утворюється прозора зона, якої немає в апозиційному оці.. Промені, що падають на суперпозиційний оматидій під великим кутом, не доходять до його рабдому, але через прозору зону проходять до сусідніх оматидіїв, тоді як у апозиційному оці всі рабдоми сприймають світло тільки від своєї діоптричної системи.. Такий механізм забезпечує просторову сумацію збудження і краще пристосування оматидія до умов слабкого освітлення.