Заглянем насекомому в глаза через объектив микроскопа. Насекомые под микроскопом: комар, муха, муравей и др.

Назад к списку

Насекомые знакомы всем – комары, пауки, пчелы, стрекозы и муравьи. Но не все задумывались, как видят эти существа, чем их глаза отличаются от человеческих и как они видят мир.
Первое, что может удивить – это то, что эти необычные глаза всегда неподвижны и имеют очень большой размер. В сравнении с размером насекомого, конечно.

Такие глаза называются фасеточные, что происходит от французского слова facette — «грань». Такими глазами пользуются существа, не имеющие сложной нервной системы, предназначенной для обработки сложных зрительных образов, как наш с вами зрительный аппарат. Их основное назначение – обнаружение объектов и навигация – ориентация в пространстве. Поэтому им не требуется высокой детальности изображения, но зато требуется широкий угол обзора.
Состоят они из отдельных фасеток - сенсоров, способных воспринимать попадающий на них свет. Например, наиболее сложные глаза у стрекозы, они имеют около 30 000 фасеток. У бабочек их 17 000, у мух 4 000. А самое простое устройство имеют глаза муравья – всего 100 фасеток.

Устройство фасеточного глаза

Фасетки чаще всего имеют шестигранную форму, что позволяет разместиться на поверхности глаза максимальному количеству таких сенсоров. Каждая фасетка представляет собой микролинзу, и собранный ей свет направляется с помощью световых конусов в индивидуальный канал, соединенный через нервные окончания с мозгом насекомого. Каждый такой зрительный канал с фасеткой – это простой аналог зрительного рецептора человека (все слышали про палочки и колбочки?). Видеть такой канал с фасеткой умеет только как одиночный пиксель и каждая фасетка воспринимает только тот крошечный участок находящегося перед ним пространства, на который он направлен. Но за счет выпуклой формы всей сетчатой поверхности и расположения каналов наподобие веера, достигается почти круговой угол обзора.

Видят ли они ночью?

У разных насекомых устройство глаза может немного отличаться, ведь эти существа ведут разный образ жизни: кто-то активен днем, а кто-то днем спит, а ночью выходит на охоту. Таким насекомым нужно работать при плохом освещении или вообще почти в полной темноте.
Как же им это удается? В обычной фотокамере это решается открытием отверстия объектива чтобы в него попадало больше света или увеличением времени освещения, то есть выдержки.
И еще может быть увеличена чувствительность цифровой матрицы. В фасеточном же глазу это сделано просто и мудро. При недостатке света, пигментные клетки светопроводящих каналов, соединяющих фасетки с нервными окончаниями и мозгом, становятся прозрачными, каналы перестают быть независимыми, и происходит объединение соседних элементов в группы. Они становятся большего размера и принимают больше света. Ничего не напоминает? Правильно, по этому принципу устроена технология бинаризации в цифровых камерах.

Как они видят цвета?

Цвет имеет важное значение для многих насекомых. Например, пчелы должны различать и запоминать окраску медоносных растений. Безусловно и то, что все существа, питающиеся пыльцой растений, должны различать цвета этих растений, иначе они бы просто вымерли.
Опытами было выяснено что мухи могут видеть синие и фиолетовые цвета. А ультрафиолет, невидимый для человека, могут различать муравьи и ночные бабочки.
Но о том, как именно видят глаза насекомых, человек знает еще далеко не все. Для этого необходимы дополнительные исследования. Так что, это огромное поле для исследований.

Как устройство фасеточного глаза использует человек?

Устройства, использующие такой принцип, можно встретить повсюду.
Про фасеточный принцип в фотокамерах мы уже рассказали. Но это далеко не все. Всем приходилось проходить через турникет в метро? Датчик движения, не позволяющий пройти не оплатив проезд, устроен по такому же принципу, только ему не нужны сенсоры в большом количестве. А вот на сборочном конвейере завода похожие зрительные устройства имеют роботы-сборщики, или роботы – сортировщики деталей. Они способны находить место расположения нужных деталей и устанавливать их на необходимое место, которое эти роботы прекрасно видят и умеют соотносить со схемой, заложенной в их память. Не остались в стороне и военные. Это и неудивительно. Например, стрекоза может лететь со скоростью 60 км/ч, и ускоряться при необходимости до 100 км/час. И на таких скоростях стрекоза находит цель с вероятностью 95 из 100. И все благодаря своим фасеточным глазам. Чем вам не самонаводящаяся ракета?

Можно ли исследовать фасеточный глаз в микроскоп?

Конечно, и это очень увлекательное занятие.

Это фотография глаза муравья, самого простого из себе подобных. Она сделана нашим учебным микроскопом Эврика 40х-1280х на цифровую камеру - окуляр Эврика 2 Мр. Потребовалось увеличение 200 крат.

Что же для этого потребуется кроме желания и терпения? Большинство подобных исследований можно провести под микроскопом с увеличениями от 100 до 400 крат.
К микроскопу же, можно предъявить три главных требования:
- Желательно наличие верхней подсветки, лучше всего светодиодной.
- Плавный механизм настройки микроскопа.
- Объективы из оптического стекла.

Для начинающих хорошо подойдут такие модели:
Эврика 40х-1280х
Микромед Атом 40x-800x
Для исследователей, предпочитающих оборудование более высокого класса и с прицелом на будущее, отличным помощником в такой работе будет микроскоп Микромед Р-1 LED.