Фасеточные глаза обеспечивающие мозаичное зрение характерны для

В процессе эволюции зрения у некоторых животных возникают довольно сложные оптические приборы. К таким, безусловно, можно отнести глаза фасеточные. Они сформировались у насекомых и ракообразных, некоторых членистоногих и беспозвоночных. Чем отличается фасеточный глаз от простого, каковы его основные функции? Об этом поговорим в нашем сегодняшнем материале.

Это оптическая система, растровая, где отсутствует единая сетчатка. А все рецепторы объединены в небольшие ретинулы (группы), образуя выпуклый слой, не содержащий более никаких нервных окончаний. Таким образом, глаз состоит из множества отдельных единиц – омматидий, объединяющихся в общую систему зрения.

Глаза фасеточные, присущие, к примеру, насекомым, отличаются от бинокулярных (присущих в том числе и человеку) плохим определением мелких деталей. Зато они способны различать колебания света (до 300 Гц), тогда как для человека предельные возможности – 50 Гц. А еще мембрана такого типа глаз имеет трубчатую структуру. Ввиду этого глаза фасеточные не имеют таких особенностей рефракции, как дальнозоркость или близорукость, для них неприменимо понятие аккомодации.

Некоторые особенности строения и зрения

У многих насекомых органы зрения занимают большую часть головы и фактически неподвижны. К примеру, глаза фасеточные у стрекозы состоят из 30 000 частиц, образуя сложную структуру. У бабочек – 17 000 омматидиев, у мухи – 4 тысячи, у пчелы – 5. Наименьшее количество частичек у муравья рабочего – 100 штук.

Бинокулярное или фасеточное?

Первый тип зрения позволяет воспринимать объем предметов, их мелкие детали, оценивать расстояния до объектов и их расположение по отношению друг к другу. Однако бинокулярное зрение человека ограничивается углом в 45 градусов. Если обзор необходим более полный, глазное яблоко осуществляет движение на рефлекторном уровне (либо мы повернем голову вокруг оси). Фасеточные глаза в виде полусфер с омматидиями позволяют видеть окружающую действительность со всех сторон, не поворачивая органов зрения или головы. Причем изображение, которое передает при этом глаз, очень похоже на мозаику: одной структурной единицей глаза воспринимается отдельный элемент, а вместе они отвечают за воссоздание полной картины.

Разновидности

Омматидии имеют анатомические особенности, в результате чего и различаются их оптические свойства (к примеру, у разных насекомых). Ученые определяют три вида фасета:

Аппозиционные. Такие сложные фасеточные глаза есть у дневных насекомых. Пигмент, не имеющий прозрачных свойств, разделяет фасеты – частички, что находятся рядом. И глазные рецепторы могут воспринимать только свет, совпадающий с осью определенного омматидия.
Оптикосуперпозиционные. Такие сложные фасеточные глаза имеют некоторые ракообразные, а также ночные и сумеречные насекомые. Пигмент, содержащийся в глазу, попеременно изолирует омматидии, перемещаясь, что повышает чувствительность органов зрения при небольшом освещении.
Нейросуперпозиционные. Различные омматидии суммируют сигнал, поступающий из одной точки в пространстве.

Кстати, некоторые виды насекомых имеют смешанный тип фасеточных органов зрения, а у многих, кроме рассматриваемых нами, имеются еще и простые глаза. Так, у мухи, к примеру, по бокам головы расположены парные фасеточные органы довольно больших размеров. А на темени есть три простых глаза, выполняющих вспомогательные функции. Такая же организация органов зрения и у пчелы – то есть всего пять глаз!

У некоторых ракообразных фасеточные глаза как бы сидят на подвижных выростах-стебельках.

А у некоторых амфибий и рыб имеется еще и дополнительный (теменной) глаз, который различает свет, но обладает предметным зрением. Сетчатка его состоит только из клеток и рецепторов.

Современные научные разработки

В последнее время глаза фасеточные – предмет изучения и восторга ученых. Ведь такие органы зрения, ввиду своего оригинального строения, дают почву для научных изобретений и изысканий в мире современной оптики. Основные преимущества – широкий обзор пространства, разработка искусственных фасеток, используемых преимущественно в миниатюрных, компактных, секретных системах наблюдения.

Особенности фасеточного зрения насекомых.

В отличие от человека, которому присуще бинокулярное зрение, фасеточные глаза у насекомых неподвижны. У стрекозы глаза занимают почти всю поверхность ее головы и состоят из 25-30 тысяч структурных частиц. Количество омматидиев у разных видов насекомых варьируется: у рабочего муравья их около 100, у пчелы — 5 тысяч, у комнатной мухи — 4 тысячи, у бабочек — до 20 тысяч.

Чем же бинокулярное зрение отличается от фасеточного? Бинокулярное зрение дает возможность воспринимать мир объемным, координировать свои движения при ходьбе, прыжках, ориентироваться на местности, оценивая расстояние от одного объекта до другого и расположение объектов относительно друг друга.

Однако бинокулярное зрение ограничено в пространстве определённым углом зрения (для человека около 50-60°). Если нам нужен больший обзор, мы рефлекторно двигаем глазное яблоко в сторону или поворачиваем голову. Фасеточное зрение насекомых благодаря устройству глаз в виде двух полусфер с большим количеством омматидиев позволяет насекомым видеть предметы и окружающее пространство со всех сторон, не поворачивая головы.

Изображение, воспринимаемое фасеточным типом зрения, выглядит мозаично: каждый элемент воспринимается одной структурной единицей глаза, вместе они воссоздают общую картинку.

Разновидности фасеточных глаз.

Анатомические особенности омматидиев, обеспечивающих фасеточное зрение, и их оптические свойства у разных насекомых отличаются. Различают три типа фасеточных глаз:

• Апозиционные — встречаются у дневных насекомых. Непрозрачный пигмент постоянно разделяет фасетки, находящиеся рядом, поэтому рецепторы глаза воспринимают только тот свет, который совпадает с осью данного омматидия;

• Оптикосуперпозиционные — встречаются у сумеречных и ночных насекомых и ракообразных. Пигмент имеет способность перемещаться и изолировать омматидии попеременно, что повышает чувствительность глаз при слабом освещении;

• Нейросуперпозиционные — зрительные клетки, находящиеся в разных омматидиях, но получающие свет из одной и той же точки пространства, суммируют сигнал.

Особенности фасеточного зрения насекомых, заключающиеся в широком обзоре пространства, дали начало новому направлению в развитии прикладной оптики, направленному на разработку искусственных фасеточных глаз, которые можно использовать в миниатюрных системах видеонаблюдения и контроля.

Цветовосприятие у насекомых сильно различается, однако у большинства, по сравнению с человеком, доступный зрению спектр лучей уменьшен с левой стороны (красный, оранжевый) и увеличен с правой стороны (синий, фиолетовый).

Например, пчелы воспринимают красный, розовый, оранжевый, желтый и зеленый цвета как различные оттенки желтого и не видят между ними большой разницы. Качественно они отличают друг от друга всего 4 цвета. Напротив, бражник различает только две группы цветов: сине-фиолетовую и желто-зеленую. При этом бражники способны полноценно воспринимать эти цвета лишь в сумерках, когда для человеческого глаза все изображение уже сливается в плохо различимые оттенки серого и черного.

Насекомые способны различать формы предметов, но это происходит совсем не так, как у человека. Насекомые, питающиеся нектаром (бабочки, пчелы), игнорируют ‘нерасчлененные’ фигуры (овал, круг, квадрат и др.), их привлекают т.н. ‘расчлененные’ формы: радиальные, напоминающие венчики цветков. Чем сложнее форма и игра теней у предмета, тем лучше он ими воспринимается. Кроме того, пчелы испытывают «тягу» к мелким предметам (например, рисункам на бумаге), обращая на них больше внимания, чем на крупные.

Определенную роль в восприятии формы играет движение объекта. Насекомые охотнее садятся на цветы, которые колышутся на ветру, чем на неподвижные. Личинки стрекоз бросаются за движущейся добычей, а самцы бабочек реагируют на летящих самок и плохо видят сидящих. Вероятно, дело в определенной частоте раздражения омматидиев глаз при движении, мелькании и мерцании.

Насекомые узнают знакомые объекты не только по цвету и форме, но и по расположению предметов, находящихся вокруг них. Например, песчаная оса находит вход в норку, ориентируясь по тем предметам, что располагаются вокруг нее (трава, камни). Если же их убрать или изменить их расположение, это может сбить насекомое с толку.

Эта особенность лучше всего исследована на примере стрекоз, жужелиц и других хищных насекомых. Возможность определять расстояние обусловлена наличием у высших насекомых бинокулярного зрения, то есть двух глаз, поля зрения которых частично пересекаются. Особенности строения глаз определяют, насколько велико расстояние, доступное обзору того или иного насекомого. Например, жуки-скакуны реагируют на добычу и набрасываются на нее, когда находятся от объекта на расстоянии 15 см.

Многие насекомые двигаются так, что у них постоянно сохраняется один и тот же угол падения света на сетчатку. Таким образом, солнечные лучи являются своеобразным компасом, по которому ориентируется насекомое. По тому же принципу ночные бабочки перемещаются в направлении искусственных источников света.

Поделиться в социальных сетях:

Ваше имя:

Разрешены только русские или английские буквы + пробел.

Ваш email:

Содержимое этого поля является приватным и не будет отображаться публично.

Ваш комментарий:
HTML теги и ругательства запрещены. Максимальная длина сообщения 600 символов.

Символьная ASCII CAPTCHA: Обновить

Введите 6 цифр на картинке выше.

Этот вопрос задается для того, чтобы выяснить, являетесь ли Вы человеком или представляете из себя автоматическую спам-рассылку.

Имея малую степень астигматизма, вы можете практически ничего не замечать или испытывать чуть заметные искажения зрения. Нередко неисправленный астигматизм вызывает головные боли или повышенную утомляемость глаз при зрительной нагрузке.
Читать далее.

Уже более двадцати лет фотография и физика это два главных увлечения Сурена Манвеляна. Мировая слава к нему пришла благодаря макрофотографии зрачков в фильме «Люси» Люка Бессона.
Читать далее.

Актуальность проблемы токсоплазмоза обусловлена его широким распространением во всех климатогеографических зонах. Среди причин гибели от внутриутробных инфекций токсоплазмоз стоит на 6 месте после микоплазмоза, герпеса, хламидиоза и.
Читать далее.

Это метод детального зрительного исследования тканей живого глаза. Метод позволет исследовать передний и задний отделы глазного яблока при различных освещении и величине изображения. Исследование проводят с помощью .
Читать далее.

Глазное яблоко у детей имеет анатомические и физиологические особенности по сравнению с глазами взрослых. В данной статье мы рассмотрим основные характеристики, касающиеся строения глазного яблока у детей. Размер глазного яблока у здорового.
Читать далее.

Информация о графике работы и телефонах всех взрослых и детских больниц города Минска республики Беларусь.
Читать далее.

фасеточные глаза

Сложные глаза (oculi), основной парный орган зрения ракообразных, насекомых и нек-рых других беспозвоночных, образованный омматидиями, роговичная линза к-рых имеет вид выпуклого 6-гранника — фасетки (франц. facette — грань, отсюда назв.). Ф. г. насекомых неподвижно расположены по бокам головы, иногда (у стрекоз, мух и др.) занимая почти всю её поверхность, у нек-рых ракообразных — на подвижных стеблевидных выростах. Наиб, изучены Ф. г. насекомых, у к-рых они сложены большим числом (до 30 тыс.) омматидиев. Различают 3 морфофункц. типа Ф. г.

В аппозиционных Ф. г. (свойственны обычно дневным насекомым) смежные омматидии постоянно изолированы друг от друга непрозрачным пигментом, локализованным в спец. пигментных клетках.

В оптикосуперпозиционных Ф. г. изоляция омматидиев переменная, и при недостатке света происходит наложение (суперпозиция) лучей, прошедших сквозь разные фасетки. В таких Ф. г. с «прозрачной зоной», свойственных ночным насекомым и ракообразным, тела зрительных клеток и утолщённый рабдом сдвинуты проксимально.

Для нейросуперпозиционных Ф. г. мух характерна суммация нервных сигналов от неск. зрительных клеток, получающих свет из одной и той же точки пространства. Нервная проекция сетчатки на оптич. ганглии мозга и свойства оптики таковы, что Ф. г. обеспечивают анализ внеш. мира с точностью до растра омматидиев, а не отд. зрительных клеток, как у позвоночных. Низкая угловая плотность омматидиев (их оптич. оси расходятся под углом от 1 до 6—8° и больше) препятствует различению мелких деталей, но малая инерционность в сочетании с высокой контрастной чувствительностью сетчатки позволяет нек-рым насекомым воспринимать мелькания с частотой до 250— 300 Гц. Ф. г. обеспечивают мн. беспозвоночным цветовое зрение с восприятием УФ-лучей и анализ направления плоскости линейно поляризованного света, благодаря чему они могут ориентироваться по картине поляризации безоблачного неба.

↑ Схема возникновения сетчаточного изображения в аппозиционных (а), оптикосуперпозициониых (6) и нейросуперпозиционных (в) фасеточных глазах: 1 — отдельные омматидии со слитым (а, б) или открытым (в) рабдомом; 2 — аксоны зрительных клеток; 3 — рабдом слитый; 4 — рабдом открытый. Заштрихованы те рабдомы, на к-рые попадают параллельно идущие лучи света (показаны стрелками.).

Сложные глаза характерны для. Глаза фасеточные: чем отличаются от простых? Разрешающая способность и цветовое восприятие

глаза, сложные глаза, основной парный орган зрения насекомых, ракообразных и некоторых др. беспозвоночных; образованы особыми структурными единицами v омматидиями, роговичная линза которых имеет вид выпуклого шестигранника v фасетки (франц. facette v грань; отсюда название). Ф. г. насекомых неподвижны, расположены по бокам головы и могут занимать почти всю сё поверхность (у стрекоз, мух, пчёл). У ракообразных иногда сидят на подвижных выростах. Наиболее изучены Ф. г. взрослых насекомых и их личинок с неполным превращением, у которых они сложены сотнями и даже тысячами омматидиев. В зависимости от анатомических особенностей омматидиев и их оптических свойств различают 3 типа Ф. г. В аппозиционных Ф. г., свойственных обычно дневным насекомым, смежные омматидии постоянно изолированы друг от друга непрозрачным пигментом и рецепторы воспринимают только свет, направление которого совпадает с осью данного омматидия (рис. 1). В оптикосуперпозиционных Ф. г., характерных для ночных и сумеречных насекомых и многих ракообразных, изоляция омматидиев переменная (вследствие способности пигмента перемещаться), и при недостатке света происходит наложение (суперпозиция) падающих под косым углом лучей, прошедших не сквозь одну, а сквозь несколько фасеток. Т. о., при слабом освещении увеличивается чувствительность глаза. Для нейросуперпозиционных ф. г. характерна суммация сигналов от зрительных клеток, находящихся в разных омматидиях, но получающих свет из одной и той же точки пространства. У некоторых насекомых (богомолы, подёнки) одна часть глаза может быть построена по аппозиционному типу, а другая v по суперпозиционному (рис. 2).

В Ф. г. всех типов собственно светочувствительным элементом служат рабдомеры зрительных клеток, содержащие фотопигмент (обычно подобный родопсину) . Поглощение фотопигментом квантов света v первое звено в цепи процессов, в результате которых зрительная клетка генерирует нервный сигнал.

Нервная проекция сетчатки на оптические ганглии мозга и, отчасти, особенности оптики Ф. г. таковы, что они обеспечивают анализ внешнего мира с точностью до растра омматидиев, а не отдельных зрительных клеток. Низкая угловая плотность омматидиев (их оптические оси расходятся под углами 1v6|) препятствует различению мелких деталей, однако малая инерционность в сочетании с высокой контрастной чувствительностью (1v5%) Ф. г. позволяет некоторым насекомым различать мелькания (мигания) света с частотой вплоть до 250v300 гц (для человека предельная частота около 50 гц) . Ф. г. обеспечивают многим беспозвоночным цветовое зрение с восприятием ультрафиолетовых лучей, а также анализ направления плоскости линейно-поляризованного света.

Лит.: Мазохин-Поршняков Г. А., Зрение насекомых, М., 1965; Проссер Л., Браун Ф., Сравнительная физиология животных, пер. с англ., М., 1967, гл.12.

Г. А. Мазохин-Поршняков.

Большая советская энциклопедия, БСЭ. 2012

Смотрите еще толкования, синонимы, значения слова и что такое ФАСЕТОЧНЫЕ ГЛАЗА в русском языке в словарях, энциклопедиях и справочниках:

ФАСЕТОЧНЫЕ ГЛАЗА в Энциклопедии Биология:
(сложные глаза), основной парный орган зрения ракообразных, членистоногих и некоторых других беспозвоночных, состоящий из одинаковых простых «глазков» — омматидиев, расположенных …
ФАСЕТОЧНЫЕ ГЛАЗА
(от франц. facette — грань) (сложные глаза) парный орган зрения насекомых, ракообразных и некоторых др. беспозвоночных; образован многочисленными отдельными глазками …
ФАСЕТОЧНЫЕ ГЛАЗА
или сложные глаза членистоногих (см. Глаз) — получили это название потому, что хитин покровов образует над каждым глазком утолщение, или …
ФАСЕТОЧНЫЕ ГЛАЗА в Энциклопедии Брокгауза и Ефрона:
или сложные глаза членистоногих (см. Глаз) ? получили это название потому, что хитин покровов образует над каждым глазком утолщение, или …
ФАСЕТОЧНЫЕ ГЛАЗА в Современном толковом словаре, БСЭ:
(от франц. facette — грань) (сложные глаза), парный орган зрения насекомых, ракообразных и некоторых др. беспозвоночных; образован многочисленными отдельными глазками …
ГЛАЗА в Словаре Русского железнодорожного сленга:
буферные …
ГЛАЗА в Словаре йоги:
(Eyes) См. Расслабление Глаз …
ФАСЕТОЧНЫЕ в Большом российском энциклопедическом словаре:
ФАС́ЕТОЧНЫЕ ГЛАЗА (от франц. facette — грань) (сложные глаза), парный орган зрения насекомых, ракообразных и нек-рых др. беспозвоночных; образован многочисл. …
ГЛАЗА в Полной акцентуированной парадигме по Зализняку:
глаза», гла»з, глаза»м, глаза», глаза»ми, …
ГЛАЗА в Словаре эпитетов:
О цвете. Агатовые, акварельные, антрацитовые, белёсые (белесые), белые, бесцветные, бирюзовые, бледные, блеклые, васильковые, вылинявшие, выцветшие, голубовато-серые, голубые, дегтярно-черные, дегтярные, дымчатые, …
ГЛАЗА в Словаре великорусского языка делового общения:
ж.-д. буферные фонари. (Железнодорожный …
СИМПАТИЧЕСКОЕ ВОСПАЛЕНИЕ ГЛАЗА в Энциклопедическом словаре Брокгауза и Евфрона:
сочувственное воспаление глаза (радужной оболочки и ресничного тела; iridocyclitis sympathica, opthalmia sympathica; мед.). — Если воспаление с одного глаза, страдающего …
НАСЕКОМЫЕ
НАСЕКОМЫЕ* в Энциклопедии Брокгауза и Ефрона.
РУССКИЕ ПОСЛОВИЦЫ в Цитатнике Wiki.
ЗВЕРЬ-МАШИНА в Галактической энциклопедии из научно-фантастической литературы:
Механическое чудовище не двигалось. Оно было огромно и все покрыто блестящей разноцветной чешуей; из-за спины торчали длинные шипы. Фигура механического …
ЧЛЕНИСТОНОГИЕ в Энциклопедии Биология:
, тип беспозвоночных животных. Самый многочисленный из всех типов животных (насчитывает ок. 1,5 млн. видов, что составляет примерно3 /4 всех …
ТРИЛОБИТЫ в Энциклопедии Биология:
, класс ископаемых морских членистоногих. Существовали в кембрии — перми. Мягкое сегментированное тело трилобита было уплощённым в спинно-брюшном направлении, овально …
СЛОЖНЫЕ ГЛАЗА в Энциклопедии Биология:
, то же, что фасеточные глаза …
РАКООБРАЗНЫЕ в Энциклопедии Биология:
, класс членистоногих. Включает более 30 тыс. видов, объединённых в 20 отрядов: десятиногие (омары, раки-отшельники, крабы, речные раки), листоногие (дафнии), …
ЗРЕНИЯ ОРГАНЫ в Энциклопедии Биология:
, световоспринимающие органы большинства многоклеточных животных. Наиболее простые органы зрения представляют собой отдельные рассеянные в покровном эпителии фоторецепторные клетки (у …
ДЕСЯТИНОГИЕ РАКИ в Энциклопедии Биология:
, отряд высших ракообразных. Это крупные, большей частью морские раки. К ним относятся широко известные омары (дл. до 60 см, …
АНОМАЛИИ РЕФРАКЦИИ в Медицинском словаре:
АНОМАЛИИ РЕФРАКЦИИ в Медицинском большом словаре:
— Рефракция глаза — характеристика преломляющей силы оптической системы глаза, находящейся в состоянии покоя аккомодации, определяемая по положению заднего главного …
СЛОЖНЫЕ ГЛАЗА в Большом энциклопедическом словаре:
то же, что фасеточные …
ГЛАЗ в Большом энциклопедическом словаре:
орган зрения человека, позвоночных и многих беспозвоночных животных. У человека и позвоночных животных — парный орган; состоит из собственно глаза …
ЩЕТИНОХВОСТКИ
(Thysanura), отряд первичнобескрылых насекомых, по развитию наиболее близких к крылатым. Тело веретеновидное, покрыто тонкими блестящими чешуйками, реже голое, длиной 10-20 …
ЧЛЕНИСТОНОГИЕ в Большой советской энциклопедии, БСЭ:
(Arthropoda), высший и самый обширный тип беспозвоночных животных. Объединяет около 1,5 млн. водных, наземных, паразитических видов. Произошли Ч. от форм …
ФОТОРЕЦЕПТОРЫ в Большой советской энциклопедии, БСЭ:
(от фото. и рецепторы) , световоспринимающие. светочувствительные образования, способные в ответ на поглощение квантов света молекулами содержащихся в них …
ТЕРМИТЫ в Большой советской энциклопедии, БСЭ:
(Isoptera), отряд насекомых, близкий к таракановым и богомолам; характеризуются неполным превращением и обществ. образом жизни с выраженным многообразием особей …
ОММАТИДИЙ в Большой советской энциклопедии, БСЭ:
(от греч. omma, род. падеж ommatos — глаз), структурная и функциональная единица фасеточного глаза насекомых, ракообразных и некоторых многоножек. Состоит …
МИКРОСКОП (ОПТИЧ. ПРИБОР) в Большой советской энциклопедии, БСЭ:
(от микро. и греч. skopeo — смотрю), оптический прибор для получения сильно увеличенных изображений объектов (или деталей их структуры), невидимых …
ЗРЕНИЯ ОРГАНЫ в Большой советской энциклопедии, БСЭ:
органы, Органы человека и животных, воспринимающие световые раздражения. Имеются у представителей всех классов позвоночных и большинства беспозвоночных (за исключением губок). …
ЗРЕНИЕ в Большой советской энциклопедии, БСЭ:
восприятие организмом внешнего мира, т. е. получение информации о нём, посредством улавливания специальными зрения органами отражаемого или излучаемого объектами света. …
ГЛАЗ в Большой советской энциклопедии, БСЭ:
орган восприятия светового раздражения у некоторых беспозвоночных животных (в частности, у головоногих моллюсков), всех позвоночных и у человека. У большинства …
ГЕМИМЕТАБОЛИЯ в Большой советской энциклопедии, БСЭ:
(от греч. hemi- — полу- и metabole — превращение), неполное превращение, тип постэмбрионального развития насекомых ряда систематических групп (стрекозы, подёнки, …
ЯЧЕЙКИ ГЛАЗ в Энциклопедическом словаре Брокгауза и Евфрона:
или фасетки — см. Фасеточные глаза, Глаз и …
ЦВЕТ ТЕЛ в Энциклопедическом словаре Брокгауза и Евфрона.
ТРАВЯНЫЕ ВШИ ИЛИ ТЛИ в Энциклопедическом словаре Брокгауза и Евфрона.
СЛЕПЫЕ ЖИВОТНЫЕ в Энциклопедическом словаре Брокгауза и Евфрона:
лишены глаз или имеют упрощенные, не способные функционировать глаза. Но это еще отнюдь не значит, что эти животные не воспринимают …
ПУХОЕДЫ в Энциклопедическом словаре Брокгауза и Евфрона.
ОЧКИ в Энциклопедическом словаре Брокгауза и Евфрона:
(Besicles, Brillen, Spectacles) — оптические стекла, которыми пользуются для отчетливого рассматривания близких и далеких предметов, когда глаза уклоняются от нормы, …
МУРАВЬИ в Энциклопедическом словаре Брокгауза и Евфрона.
МОЗАИЧНОЕ ЗРЕНИЕ в Энциклопедическом словаре Брокгауза и Евфрона:
Каким образом происходит зрение в сложных или фасеточных глазах насекомых, с точностью еще не выяснено; по одному воззрению, мы имеем …

Фасеточное зрение – это тип зрения, присущий всем насекомым, ракообразным и некоторым другим беспозвоночным, который характеризуется наличием фасеточных глаз. Фасеточные глаза имеют очень сложное строение и состоят из мелких структурных единиц (омматидиев), форма роговичной линзы которых похожа на выпуклый шестигранник (фасетку).

Изучению фасеточного зрения посвящено большое количество научных трудов и работ. Ввиду такого интереса со стороны специалистов, многие особенности строения фасеточных глаз на сегодняшний день достоверно выяснены.

Тем не менее, качество изображения, восприятие цвета и объема, различение движущихся и неподвижных предметов, распознавание знакомых визуальных образов и другие свойства фасеточного зрения колоссальным образом различаются у разных групп живых существ. На это способны повлиять следующие факторы: в сложном глазу – структура омматидиев и их количество, степень выпуклости, расположение и форма глаз; в простых глазках и стеммах – их число и тонкие черты строения, которые могут быть представлены значительным многообразием вариантов. На сегодняшний день лучше всего изучено зрение пчел.

Особенности фасеточного зрения таковы: оно не позволяет видеть мелкие детали, но даёт способность различать частое (до 250-300 Гц) мерцание света. Для человека предельной частотой мерцания является 50 Гц.

Особенности фасеточного зрения насекомых.

Разновидности фасеточных глаз.

Апозиционные — встречаются у дневных насекомых. Непрозрачный пигмент постоянно разделяет фасетки, находящиеся рядом, поэтому рецепторы глаза воспринимают только тот свет, который совпадает с осью данного омматидия;

Оптикосуперпозиционные — встречаются у сумеречных и ночных насекомых и ракообразных. Пигмент имеет способность перемещаться и изолировать омматидии попеременно, что повышает чувствительность глаз при слабом освещении;

Нейросуперпозиционные — зрительные клетки, находящиеся в разных омматидиях, но получающие свет из одной и той же точки пространства, суммируют сигнал.

Устройство фасеточного глаза.

. Способность различать цвета.

. Способность определять форму.

Насекомые способны различать формы предметов, но это происходит совсем не так, как у человека. Насекомые, питающиеся нектаром (бабочки, пчелы), игнорируют «нерасчлененные» фигуры (овал, круг, квадрат и др.), их привлекают т.н. «расчлененные» формы: радиальные, напоминающие венчики цветков. Чем сложнее форма и игра теней у предмета, тем лучше он ими воспринимается. Кроме того, пчелы испытывают «тягу» к мелким предметам (например, рисункам на бумаге), обращая на них больше внимания, чем на крупные.

. Способность узнавать знакомые объекты.

. Способность воспринимать расстояния.

Фасеточное зрение характеризуется плохим различением мелких деталей, но хорошей способностью различать частое мигание света — до 250-300 Гц, в то время как для человека предельной частотой является 50 Гц.

Особенности фасеточного зрения насекомых

Фасеточные глаза насекомых неподвижны, в отличие от глаз человека, например, которому свойственно бинокулярное зрение. Глаза стрекозы занимают почти всю поверхность ее головы и состоят из 30 тысяч структурных частиц. Количество омматидиев у разных видов насекомых отличается: у рабочего муравья их в глазу около 100, у пчелы — 5 тысяч, у комнатной мухи — 4 тысячи, а у бабочек — до 17 тысяч.

Чем же отличается фасеточный тип зрения от бинокулярного? Бинокулярное зрение человека дает ему возможность воспринимать мир объемным, координировать свои движения при ходьбе, прыжках, ориентироваться на местности, оценивая расстояние до объекта и расположение объектов относительно друг друга.

Однако зрение человека ограничено пространством с углом зрения около 46 °. Если нам нужен больший обзор, мы рефлекторно двигаем глазное яблоко в сторону или поворачиваем голову. Фасеточное зрение насекомых благодаря устройству глаз в виде двух полусфер с большим количеством омматидиев позволяет насекомым видеть предметы и окружающее пространство со всех сторон, не поворачивая головы.

Изображение, воспринимаемое фасеточным типом зрения, похоже на мозаику, где каждый элемент воспринимается одной структурной единицей глаза, а вместе они воссоздают общую картинку. Каждый глаз человека благодаря наличию хрусталика воспринимает и фокусирует изображение, отправляя сигнал в мозг, где формируется единая картина.

Разновидности фасеточных глаз

Анатомические омматидиев, обеспечивающих фасеточное зрение, и их оптические свойства у разных насекомых отличаются. В зависимости от этого различают три типа фасеточных глаз:

апозиционные — встречаются у дневных насекомых. Непрозрачный пигмент постоянно разделяет фасетки, находящиеся рядом, поэтому рецепторы глаза воспринимают только тот свет, который совпадает с осью данного омматидия;
оптикосуперпозиционные — встречаются у сумеречных и ночных насекомых и ракообразных. Пигмент имеет способность перемещаться и изолировать омматидии попеременно, что повышает чувствительность глаз при слабом освещении;
нейросуперпозиционные. Зрительные клетки, находящиеся в разных омматидиях, но получающие свет из одной и той же точки пространства, суммируют сигнал.

У высших насекомых органы зрения не одинаковы по своему строению. На лбу или у них находятся три простых (в середине — , по бокам от него — латеральные), а по бокам располагаются два сложных фасеточных глаза. Они встречаются у взрослых насекомых, а также у с , и передают в большую часть получаемой визуальной информации.

Общее строение глаз

Глаза есть у большинства насекомых, и лишь относительно небольшое количество таксонов ими не обладают. К примеру, их нет у некоторых примитивных видов, а также у странствующих муравьев Ection. В большинстве случаев глаза представлены в виде двух отдельных образований, однако, например, у стрекоз они настолько велики, что сходятся в единую структуру на .

По форме сложные органы зрения чаще близки к округлым, однако в ряде случаев они каплевидные (как у богомола) или почковидные, так как имеют вырезку, на которой «сидит» антенна (как у ивового толстяка Lamia textоr). В некоторых случаях вырезка настолько резкая, что отделяет верхнюю и нижнюю часть глаза друг от друга, из-за чего кажется, что глаз у насекомого не два, а четыре (пример — жук Tetrops praeusta). Иногда особенности формы и размера глаз определяются принадлежностью к тому или иному полу. Так, самцы обычно имеют более развитые глаза, нежели самки, что особенно видно на примере трутней и рабочих пчел. У слепней они соприкасаются в середине у самцов и не соприкасаются у самок.

В нижней части, прилежащей к голове, каждый глаз ограничен базальной, или ситовидной мембраной. В ней, согласно количеству омматидиев, имеется множество отверстий, через которые проходят зрительные нервные волокна. Через них же в глаз входят , пронизывающие его и проходящие между . На месте глаза образует довольно глубокое впячивание, образуя глазную капсулу, или глазной ; он является опорной структурой глаза.

Омматидий как структурная единица сложного глаза

Поперечный размер (диаметр) структурных единиц глаза также отличается, однако он, в любом случае, измеряется в микронах. майского жука по диаметру равны 20 микрон, американского таракана — 32 микрона.

Зрительные оси омматидиев должны быть примерно перпендикулярны поверхности , поэтому, чем большее пространство они занимают, тем более выпуклы глаза насекомых. Однако сильная выпуклость глаз говорит не столько о хорошем зрении, сколько о большом поле обзора, по крайней мере, у дневных видов.

Подробное строение омматидиев довольно сложно и будет рассмотрено на примере типичного аппозиционного глаза (объяснение данного термина в следующем разделе). В структуре каждой единицы фасеточных глаз находится три функциональных комплекса структур, или три аппарата:

Состоит из линз, преломляет и направляет свет.

Воспринимает и передает зрительную информацию.

Строение омматидия

1 — роговица, 2 — корнеагенные клетки,

3 — кристаллический конус, 4 — клетки Земпера,

5 — ретинальные клетки, 6 — зрительная палочка,

7 — побочные пигментные клетки,

8 — ретинальные пигментные клетки,

9 — базальная мембрана

Зрительные аппараты омматидия

Диоптрический аппарат

Рецепторный аппарат

Аппарат пигментной

Нейросуперпозиционный глаз

Такие глаза отличаются тем, что в них происходит суммирование нервных сигналов от некоторой части зрительных клеток, свет в которые приходит из одного места. Такой тип глаза имеется у мух.

Зрение насекомых

У соседних омматидиев зрительные оси сильно сближены между собой, что дает насекомым способность лучше различать точки, находящиеся близко друг к другу. В результате, острота их зрения примерно в 3 раза выше, чем у человека. Вместе с тем, при удалении объекта от глаза зрение ухудшается; таким образом, насекомые, по человеческим меркам, близоруки.

Еще одно преимущество фасеточных глаз состоит в том, что множество омматидиев позволяет лучше следить за мелькающими и быстро перемещающимися объектами. Для нас слитное изображение на экране формируется при движении пленки 16 кадров в секунду, а для насекомых — при 250-300. Это создает им преимущество при быстром .

Насекомые могут воспринимать поляризацию света. Мало того, что они видят все объекты объемными, они различают тонкие оттенки и переливы цветов, недоступные человеческому глазу. У большинства насекомых зрение цветное, черно-белое имеется лишь у примитивных форм, обитающих в пещерах, у большого мучного хрущака и термитов. У летающих растительноядных видов них есть светоприемник, «настроенный» на восприятие в ультрафиолетовом спектре, благодаря чему они лучше различают чашечки цветков с воздуха.

Фасеточные глаза

Фасе́точные глаза́(от франц. facette — грань) — сложные глаза, основной парный орган зрения насекомых, ракообразных и некоторых других беспозвоночных; образованы особыми структурными единицами — омматидиями, роговичная линза которых имеет вид выпуклого шестигранника — фасетки [1] .

Фасеточные глаза насекомых неподвижны, расположены по бокам головы и могут занимать почти всю её поверхность (у стрекоз, мух, пчёл). Фасеточные глаза расположены на капсуле головы в глубоких впячиваниях кутикулы, называемыми глазными капсулами. Кольцо из кутикулы, охватывающее глаз извне, удерживает его на головной капсуле. У ракообразных иногда сидят на подвижных выростах. Наиболее изучены фасеточные глаза взрослых насекомых и их личинок с неполным превращением, у которых они сложены сотнями и даже тысячами омматидиев.

Глаза различных видов насекомых состоят из различного числа омматидиев: у рабочего муравья — около 100, у комнатной мухи — около 4000, у рабочей пчелы — 5000, у бабочек — до 17 000, у стрекоз — до 30 000.

Содержание

Типы фасеточных глаз [ править ]

В зависимости от анатомических особенностей омматидиев и их оптических свойств различают 3 типа фасеточных глаз: апозиционные (фотопические), оптикосуперпозиционные и нейросуперпозиционные (называемые в совокупности скотопическими). У некоторых насекомых (богомолы, подёнки) одна часть глаза может быть построена по аппозиционному типу, а другая — по суперпозиционному.

В фасеточных глазах всех типов собственно светочувствительным элементом служат рабдомеры зрительных клеток, содержащие фотопигмент (обычно подобный родопсину). Поглощение фотопигментом квантов света — первое звено в цепи процессов, в результате которых зрительная клетка генерирует нервный сигнал.

Апозиционные (фотопические) фасеточные глаза [ править ]

В апозиционных фасеточных глазах, свойственных обычно дневным насекомым, смежные омматидии постоянно изолированы друг от друга непрозрачным пигментом и рецепторы воспринимают только свет, направление которого совпадает с осью данного омматидия.

Оптикосуперпозиционные фасеточные глаза [ править ]

В оптикосуперпозиционных фасеточных глазах, характерных для ночных и сумеречных насекомых и многих ракообразных, изоляция омматидиев переменная (вследствие способности пигмента перемещаться), и при недостатке света происходит наложение (суперпозиция) падающих под косым углом лучей, прошедших не сквозь одну, а сквозь несколько фасеток. Таким образом, при слабом освещении увеличивается чувствительность глаза.

Нейросуперпозиционные фасеточные глаза [ править ]

Для нейросуперпозиционных фасеточных глаз характерна суммация сигналов от зрительных клеток, находящихся в разных омматидиях, но получающих свет из одной и той же точки пространства.

Разрешающая способность и цветовое восприятие [ править ]

Нервная проекция сетчатки на оптические ганглии мозга и, отчасти, особенности оптики фасеточных глаз таковы, что они обеспечивают анализ внешнего мира с точностью до линзового растра омматидиев, а не отдельных зрительных клеток. Низкая угловая плотность омматидиев (их оптические оси расходятся под углами 1—6°) препятствует получению изображения объекта на относительно близком расстоянии (принцип работы телеобъентива), но дают возможность различать мелкие детали на достаточном расстоянии для оценки и запоминания обстановки. Например, пчёлы, стрекозы и др., обладая строением фасеточной зретильной системы (растровое) в виде двух «полусфер», обеспечивают стереоскопическое зрение в допустом поле зрения и практически общее зрение в поле сферы! без повора головы. (Данная система зрения представляет большой интерес в науке, в военном деле, медицине и др. областях). Малая инерционность в сочетании с высокой контрастной чувствительностью (1—5 %) фасеточных глаз позволяет некоторым насекомым различать мелькания (мигания) света с частотой вплоть до 250—300 Гц (для человека предельная частота около 50 Гц). Фасеточные глаза обеспечивают многим беспозвоночным цветовое зрение с восприятием ультрафиолетовых лучей, а также анализ направления плоскости линейно-поляризованного света [2] .

Использование строения фасеточных глаз в науке [ править ]

Исследователи пытались копировать систему фасеточного зрения, когда направленные в разные стороны несколько сегментов глаза с небольшим разрешением, но с полем зрения практически сферическом, образуют в мозгу насекомого цельную картинку обстановки вркруг себя без поворота головы. При этом уникалность такой биологической зрительной системы состоит в том, что она обеспечивает припосабливаемость обитателей к внешней среде сосуществования при самом рациональном механизме построения. (Вообще, чем больше и ближе мы приближаемся к природе, познаём её, тем точнее нам удаётся создавать необходимые для себя открытия. При этом нельзя упрощать всё, что создано природой). До сих пор подобные системы были слишком велики из-за большого числа линз. В иных случаях для расширения угла обзора используются громоздкие линзы типа «рыбий глаз», специальный механизм для поворота объектива или поворотные зеркала, как в оптических устройствах для эндоскопии.

Инженерам из британской обороны удалось создать компактное решение с фасеточным зрением. В новой камере используется всего 9 линз, соединенных со стационарным сенсором изображения с помощью миллионов оптических волокон. Каждая из линз направляет полученное изображение на свой участок фотосенсора. Для склеивания фрагментов изображения в единую картину используется специальная программная система.

Новая камера, изначально предназначенная для систем наведения в боевых ракетах, имеет размер не больше кусочка растворимого сахара. По мнению разработчиков, подобные камеры могут найти широкое применение в микрохирургии, так как нынешние камеры с поворотными зеркалами подвержены частым отказaм из-за большого числа движущихся частей. Кроме того, новая фасеточная система компании BAE Systems может существенно расширить возможности обычных камер видеонаблюдения.

Эксперты по зрению насекомых отмечают, что фасеточная система, используемая в новых камерах, потенциально повышает устойчивость решения к отказам и повреждениям (даже если одна линза будет повреждена, остальные могут взять на себя часть ее функций) [3] [4] [5] .

Фасеточное зрение

Фасеточное зрение характеризуется плохим различением мелких деталей, но хорошей способностью различать частое мигание света – до 250-300 Гц, в то время как для человека предельной частотой является 50 Гц.

Особенности фасеточного зрения насекомых

Фасеточные глаза насекомых неподвижны, в отличие от глаз человека, например, которому свойственно бинокулярное зрение. Глаза стрекозы занимают почти всю поверхность ее головы и состоят из 30 тысяч структурных частиц. Количество омматидиев у разных видов насекомых отличается: у рабочего муравья их в глазу около 100, у пчелы – 5 тысяч, у комнатной мухи – 4 тысячи, а у бабочек – до 17 тысяч.

Разновидности фасеточных глаз

апозиционные – встречаются у дневных насекомых. Непрозрачный пигмент постоянно разделяет фасетки, находящиеся рядом, поэтому рецепторы глаза воспринимают только тот свет, который совпадает с осью данного омматидия;
оптикосуперпозиционные – встречаются у сумеречных и ночных насекомых и ракообразных. Пигмент имеет способность перемещаться и изолировать омматидии попеременно, что повышает чувствительность глаз при слабом освещении;
нейросуперпозиционные. Зрительные клетки, находящиеся в разных омматидиях, но получающие свет из одной и той же точки пространства, суммируют сигнал.

Фасеточные глаза обеспечивающие мозаичное зрение характерны для

ФАСЕТОЧНЫЕ ГЛАЗА — сложные глаза (oculi), основной парный орган зрения ракообразных, насекомых и нек рых других беспозвоночных, образованный омматидиями, роговичная линза к рых имеет вид выпуклого 6 гранника фасетки (франц. facette грань, отсюда назв.). Ф. г.… … Биологический энциклопедический словарь

ФАСЕТОЧНЫЕ ГЛАЗА — сложные глаза у некоторых насекомых. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. ФАСЕТОЧНЫЕ ГЛАЗА сложные глаза, встречаются у большинства насекомых и состоят из значит. числа простых глазков: у муравьев от 50… … Словарь иностранных слов русского языка

ФАСЕТОЧНЫЕ ГЛАЗА — (от франц. facette грань) (сложные глаза) парный орган зрения насекомых, ракообразных и некоторых др. беспозвоночных; образован многочисленными отдельными глазками омматидиями. Хорошо воспринимают движущиеся объекты, обеспечивают широкое поле… … Большой Энциклопедический словарь

фасеточные глаза — (от франц. facette грань), сложные глаза, парный орган зрения насекомых, ракообразных и некоторых других беспозвоночных; образован многочисленными отдельными глазами омматидиями. Хорошо воспринимают движущиеся объекты, обеспечивают широкое поле … Энциклопедический словарь

Фасеточные глаза — сложные глаза, основной парный орган зрения насекомых, ракообразных и некоторых др. беспозвоночных; образованы особыми структурными единицами – омматидиями (См. Омматидий), роговичная линза которых имеет вид выпуклого шестигранника –… … Большая советская энциклопедия

ФАСЕТОЧНЫЕ ГЛАЗА — (от франц. facette грань) (сложные глаза), парный орган зрения насекомых, ракообразных и нек рых др. беспозвоночных; образован многочисл. отдельными глазами омматидиями. Хорошо воспринимают движущиеся объекты, обеспечивают широкое поле зрения.… … Естествознание. Энциклопедический словарь

Фасеточные глаза — или сложные глаза членистоногих (см. Глаз) получили это название потому, что хитин покровов образует над каждым глазком утолщение, или фасетку (Cornea Linse). Вся совокупность многогранных фасеток представляет поле, напоминающее торцовую мостовую … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

сложные глаза — то же, что фасеточные глаза. * * * СЛОЖНЫЕ ГЛАЗА СЛОЖНЫЕ ГЛАЗА, то же, что фасеточные глаза (см. ФАСЕТОЧНЫЕ ГЛАЗА) … Энциклопедический словарь

СЛОЖНЫЕ ГЛАЗА — то же, что фасеточные глаза … Большой Энциклопедический словарь

сложные глаза — то же, что фасеточные глаза. .(Источник: «Биология. Современная иллюстрированная энциклопедия.» Гл. ред. А. П. Горкин; М.: Росмэн, 2006.) … Биологический энциклопедический словарь

Источники:

http://isee.by/sections/other/facet_vision.html
http://gufo.me/dict/biology/%D1%84%D0%B0%D1%81%D0%B5%D1%82%D0%BE%D1%87%D0%BD%D1%8B%D0%B5_%D0%B3%D0%BB%D0%B0%D0%B7%D0%B0
http://medicont.ru/treatment-throat/slozhnye-glaza-harakterny-dlya-glaza-fasetochnye-chem-otlichayutsya-ot-prostyh.html
http://traditio.wiki/%D0%A4%D0%B0%D1%81%D0%B5%D1%82%D0%BE%D1%87%D0%BD%D1%8B%D0%B5_%D0%B3%D0%BB%D0%B0%D0%B7%D0%B0
http://vitaportal.ru/medicine/glaznye-bolezni/fasetochnoe-zrenie.html
http://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/347188