какое зрение у бабочек
Хорошо ли видят бабочки?
Глаза у бабочек расположены по бокам ее головы. Это огромные, выпуклые органы, с помощью которых насекомое видит не только окружающие его предметы, но и их цветовую палитру. Причем диапазон воспринимаемых бабочкой цветов намного шире, нежели у человека. По этой причине, возникающая в ее глазах картина становится невероятно красочной и яркой.
Можно с уверенностью утверждать, что бабочки и мотыльки могут отчетливо видеть лишь предметы, расположенные в непосредственной от них близости. Удаленные объекты они воспринимают как силуэты, и могут лишь фиксировать их перемещение. Вместе с тем, у этих чешуйчатокрылых прекрасно развито цветное зрение. Мы уже говорили, что они способны видеть большое количество цветов, за исключением красного, который, в силу определенных причин, им недоступен.
У бабочек фасеточные глаза. С их помощью насекомые способны воспринимать ультрафиолет, отчетливо видеть мигание световых лучей, которое происходит с частотой до 300 Гц. Глаз состоит из множества структурных единиц (фасеток), каждая из которых воспринимает определенную зрительную картинку. В конечном итоге отдельные фрагменты складываются в общий пазл, и насекомое видит полное изображение предмета. Что — то подобное мы можем наблюдать в детском калейдоскопе. Отдельные зрительные образы обрабатываются мгновенно, так что никакой информационной задержки в приоре быть не может. Бабочка видит окружающую ее обстановку в реальном времени.
Фасеточное зрение позволяет бабочке не только видеть предметы, но также: определять до них расстояние, оценивать форму, цвет, направление их движения и скорость. Те же бабочки, относящиеся к ленточницам, с помощью фасеточного зрения способны увидеть хищника, находящегося от них на расстоянии более тридцати метров. Кроме того, чувствительность глаз у насекомых при слабом освещении значительно возрастает.
Какое зрение у бабочек?
Основные органы зрения бабочек – два крупных фасеточных глаза, занимающие почти всю верхнюю часть головы. Такие глаза, характерные для большинства насекомых, состоят из множества одинаковых независимых друг от друга элементов – омматидиев. Каждый из них представляет собой простой глазок с хрусталиком, светочувствительной сетчаткой и иннервацией. Шестиугольные хрусталики нескольких тысяч омматидиев одного фасеточного глаза ночных бабочек образуют его выпуклую многогранную поверхность. Для детального описания строения и работы таких органов зрения здесь потребовалось бы слишком много места, и важно отметить лишь одно: каждый омматидий независимо от других воспринимает часть общего изображения, которое в итоге оказывается мозаичным.
Острота зрения бабочек, как и у других насекомых, на близком расстоянии хорошая, но удаленные предметы они скорее всего видят довольно расплывчато. Однако благодаря независимой работе множества омматидиев движения попавших в их поле зрения объектов, вероятно, воспринимаются даже «в увеличенном масштабе», поскольку вызывают возбуждение сразу сотен или даже тысяч рецепторных нервных клеток. Следовательно, напрашивается вывод, что глаза такого типа предназначены прежде всего для регистрации движений.
Зрение у бабочек хорошо развито и большинство видов чувствительно к ультрафиолетовому спектру. Цветное зрение может быть широко распространено, но его демонстрируют только некоторые виды.
Ночные мотыльки Deilephila elpenor в темноте «переключают» свое зрение на цветное. Во время эксперимента насекомое в полной темноте находило желтые и голубые искусственные цветки, выбирая их из восьми других оттенков серого цвета. Вторая серия экспериментов проводилась при лунном освещении. Мотылек ошибался лишь в 10% случаев. Было выяснено, что насекомое не может отличить между более ярким оттенком цвета и более темным. Это означает, что оно использует именно «спектральный анализ» для зрения, т.е. говоря другими словами, мотылек видит в цвете.
Эти мотыльки обитают в Европе и Азии, вылетают в мае-июне, размножаются в конце августа.
Поразительные возможности цветового зрения у животных (7 фото)
Мир природы утопает в оттенках – ослепительное оперение попугаев, бескрайние поля диких цветов, но люди видят лишь малую часть всей палитры.
Мы воспринимаем цвет при помощи специальных клеток нашей сетчатки — фоторецепторов, подразделяющихся на палочки и колбочки, где последние и отвечают за цветное зрение.
Большинство людей имеют три типа колбочек – воспринимающие красный, зелёный или синий цвета, которые в сочетании дают миллионы оттенков. Некоторые люди не могут отличать все оттенки, т.к. им недостаёт одного из типов колбочек – обычно красного.
А у других, наоборот, есть четвёртый тип колбочек. Эти тетрахроматы имеют дополнительные колбочки, которые находятся где-то между красным и зелёным, позволяя своим владельцам различать оттенки там, где остальные видят один и тот же цвет.
Мы привыкли считать человеческое зрение более совершенным, чем у животных, однако отдельные представители животного мира далеко обогнали человека в способности различать цвета. Только посмотрите на эти примеры невероятного диапазона цветового зрения у животных!
Бабочка Graphium sarpedon имеет 15 типов фоторецепторов
У бабочек вида Graphium sarpedon в пять раз больше фоторецепторов, чем у человека
У бабочек вида Graphium sarpedon один тип колбочек воспринимает ультрафиолетовый, один фиолетовый, три – различные оттенки синего, один сине-зелёный, четыре — зелёный и пять – красный цвет. Итого выходит 15, что впятеро больше, чем у людей.
Зачем ей так много? Многие другие насекомые обходятся тремя.
Исследователи полагают, что бабочки в повседневной жизни используют только четыре типа своих фоторецепторов, тогда как остальные 11 используются для узких задач, например, чтобы различать соперников на фоне пышной зелени и голубого неба. Похожая система зрения обнаружена у 6-фоторецепторной бабочки, Papilio xuthus.
С точки зрения бабочки
Бабочки, или чешуекрылые, – древний и отличающийся огромным видовым разнообразием отряд насекомых с так называемым полным превращением. Жизненный цикл бабочек состоит из нескольких фаз, включая стадии гусеницы и куколки. Продолжительность жизни взрослых особей относительно невелика и может составлять всего лишь несколько часов. Их предназначение – встретить потенциального партнера, чтобы оставить потомство, и в этих поисках бабочки-самцы демонстрируют невероятно широкий набор поведенческих реакций: они могут идти по следу, защищать свою территорию от конкурентов и даже объединяться в группы для достижения цели. Как бабочке удается реализовывать столь сложное, на первый взгляд, поведение, используя весьма простые сенсорные и интегративные возможности, до сих пор остается неясным
Фасеточные глаза бабочек составлены из отдельных шестиугольных линз (фасеток или омматидиев*) со световодами и сенсорными датчиками, которые направлены в разные стороны и обеспечивают широкий диапазон. Каждый омматидий имеет постоянный угол обзора, составляющий примерно 1,5°, и собирает информацию о разнообразных световых сигналах по своему полю зрения, преобразуя ее в некое изображение, близкое к точечному. Информация со всех фасеток передается в мозговые центры, где и суммируется.
Хорошей аналогией такого зрительного восприятия служит грубо оцифрованный, видеоролик, снятый с помощью мутноватого объектива типа «рыбий глаз» – своего рода панорамное кино из цветного «кружева». Чтобы смоделировать такой взгляд на мир, нужно просто посмотреть на шестиугольный массив плотно сгруппированных крошечных отверстий через короткофокусную линзу. Это, конечно, довольно упрощенная модель, однако она позволяет убрать многие мелкие детали, не воспринимаемые бабочками из-за недостаточной разрешающей способности их глаз, и, напротив, выделить наиболее главные, которые для человека могут быть погребены в хаосе подробностей.
Выяснилось, что бабочки гораздо лучше нас воспринимают расположение и геометрию элементов рельефа и предметов в целом, а также мозаику из света, тени и различных цветов. Такое «зрение» не позволяет рассмотреть детали предметов на большом расстоянии, но предметы, расположенные на разном удалении, воспринимаются совершенно по-разному при их перемещении или повороте глаза.
Так с помощью простого оптического устройства удалось найти ключ к разгадке большой тайны. Оказывается, бабочки могут четко определять границы своих местообитаний, а также «окна», через которые они могут попасть на другие подходящие участки. Территориальные виды способны обнаруживать непрошеных гостей по их движениям, даже если изображение чужака попало в поле зрения единственного омматидия. Групповым видам такой тип зрения позволяет точно определить местонахождение пищи или возможного партнера.
Очень интересно применить такое модельное устройство для поиска другой бабочки и проследить, как меняется ее изображение по мере приближения. В качестве модели возьмем перламутровку Кибела (Speyeria cybele, Nymphalidae), отличающуюся яркой оранжево-черной раскраской крыльев.
На расстоянии около 2 м бабочка воспринимается как едва видимый предмет, практически на грани видимости. Это расстояние близко к максимальному, на котором летящая перламутровка изменит курс, устремившись по направлению к другой особи.
При приближении к бабочке на расстояние в диапазоне 25—6 см мы встречаемся с удивительным явлением: если «глаз» или бабочка будет передвигаться с небольшой скоростью, то значительная часть поля зрения «вспыхивает» то оранжевым, то черным цветом. И именно на таких расстояниях у этого вида потенциальные партнеры начинают брачные ухаживания. В этом случае фасеточный глаза работает как специальный фильтр для восприятия упорядоченного узора пятен на крыльях бабочки, давая в результате высокоселективный видоспецифичный сигнал.
Г. С. Хорн (почетный профессор экологии и эволюционной биологии Принстонского университета, США)
* Подробнее о строении фасеточного глаза читайте в статье д. б. н. В. В. Глупова
avtomat_kx
avtomat_kxИнтересное в сети
Интересное в мире
В глазу обычной бабочки находится в пять раз больше цветочувствительных клеток, чем в глазу человека. Зачем ей и другим животным нужно так много?
Мир природы утопает в оттенках – ослепительное оперение попугаев, бескрайние поля диких цветов, но люди видят лишь малую часть всей палитры.
Мы воспринимаем цвет при помощи специальных клеток нашей сетчатки — фоторецепторов, подразделяющихся на палочки и колбочки, где последние и отвечают за цветное зрение.
Большинство людей имеют три типа колбочек – воспринимающие красный, зелёный или синий цвета, которые в сочетании дают миллионы оттенков. Некоторые люди не могут отличать все оттенки, т.к. им недостаёт одного из типов колбочек – обычно красного.
А у других, наоборот, есть четвёртый тип колбочек. Эти тетрахроматы имеют дополнительные колбочки, которые находятся где-то между красным и зелёным, позволяя своим владельцам различать оттенки там, где остальные видят один и тот же цвет.
Мы привыкли считать человеческое зрение более совершенным, чем у животных, однако отдельные представители животного мира далеко обогнали человека в способности различать цвета. Только посмотрите на эти примеры невероятного диапазона цветового зрения у животных!
Бабочка Graphium sarpedon имеет 15 типов фоторецепторов
У бабочек вида Graphium sarpedon один тип колбочек воспринимает ультрафиолетовый, один фиолетовый, три – различные оттенки синего, один сине-зелёный, четыре — зелёный и пять – красный цвет. Итого выходит 15, что впятеро больше, чем у людей.
Зачем ей так много? Многие другие насекомые обходятся тремя.
Исследователи полагают, что бабочки в повседневной жизни используют только четыре типа своих фоторецепторов, тогда как остальные 11 используются для узких задач, например, чтобы различать соперников на фоне пышной зелени и голубого неба. Похожая система зрения обнаружена у 6-фоторецепторной бабочки, Papilio xuthus.
У морского рака-богомола 12 типов цветовых фоторецепторов
Зачем им 12 типов колбочек? И значит ли это, что они великолепно различают цвета?
В результате исследования 2014 года выяснилось, что на самом деле их цветное зрение не так уж хорошо. Спектр восприятия колбочек довольно узкий, то есть каждая видит только специфический цвет. Это означает, что мозгу не приходится обрабатывать миллионы входящих сигналов для определения цвета и потому распознавание иначе окрашенной добычи происходит быстрее.
Некоторые птицы видят обычные цвета плюс ультрафиолет
Весь цветовой диапазон, расширенный ультрафиолетовым светом, позволяет птицам видеть оперение друг друга во всей его красе.
Там, где мы видим сверкающую палитру цветных перьев, птицы видят ещё больше. Многие из них не только различают цвета лучше нас, но также имеют дополнительные ультрафиолетовые колбочки, и видят то, что от нас скрыто.
Шмели — трихроматы
Как и люди, старые добрые шмели имеют три типа цветных фоторецепторов. Но, в отличие от нас, их колбочки сдвинуты ближе к ультрафиолетовому краю спектра. Это позволяет им видеть метки на цветущих растениях, направляющие их к хранилищу нектара, как огни вдоль посадочной полосы.
Удавы и питоны могут «видеть» в инфракрасной части спектра
Детальное цветовое зрение змей не слишком развито, но некоторые из них могут чувствовать длинные волны инфракрасного спектра при помощи набора органов, действующих как инфракрасные очки.
Эти «ямочные органы» обычно расположены на голове змеи между глазами и ноздрями, и содержат тысячи рецепторов, чувствительных к инфракрасному излучению, длина волны которого больше, чем у видимого спектра. Люди же ощущают инфракрасные лучи, как тепло.
При помощи «глазных пятен» морские звёзды видят свет, но не цвет
И на другом конце ряда находятся морские звёзды и некоторые черви, обладающие «глазными пятнами» — светочувствительными органами на коже.
Морская звезда не различает цвета и не способна заметить проплывающих мимо рыб, однако может ориентироваться среди коралловых рифов – больших стационарных предметов.