Сколько глаз у бабочки: удивительное зрение чешуекрылых

Сколько глаз на самом деле у бабочки. Как устроены сложные глаза насекомых. Почему бабочки видят ультрафиолет. Какие особенности зрения помогают бабочкам выживать.

Содержание

Строение глаз бабочки

У бабочек, как и у большинства насекомых, два типа глаз:

Два крупных сложных (фасеточных) глаза по бокам головы
Три простых глазка на темени

Таким образом, общее количество «глаз» у бабочки равно пяти. Однако основную зрительную функцию выполняют именно сложные глаза.

Особенности строения сложных глаз бабочек

Сложный глаз бабочки состоит из множества (до 17 000 у некоторых видов) отдельных простых глазков — омматидиев. Каждый омматидий включает:

Прозрачную роговицу (хрусталик)
Стекловидное тело (кристаллический конус)
Светочувствительные клетки
Пигментные клетки, изолирующие омматидии друг от друга

Такая структура позволяет бабочкам формировать мозаичное изображение окружающего мира. Но как это работает?

Как видят бабочки?

Зрение бабочек существенно отличается от человеческого. Основные особенности:

Широкий угол обзора — до 360 градусов
Высокая частота восприятия изображений — до 250 кадров в секунду
Способность видеть ультрафиолетовое излучение
Поляризационное зрение

Рассмотрим подробнее, как эти особенности помогают бабочкам в повседневной жизни.

Панорамное зрение

Расположение сложных глаз по бокам головы обеспечивает бабочкам почти круговой обзор. Это позволяет им легко замечать приближающихся хищников и быстро маневрировать в полете. Как бабочки используют свое панорамное зрение?

Обнаруживают движущиеся объекты на большом расстоянии
Ориентируются в пространстве во время полета
Находят источники пищи (цветы с нектаром)

Восприятие быстрых движений

Бабочки способны различать до 250 отдельных изображений в секунду (для сравнения, человек — около 24). Это дает им значительное преимущество при:

Полете на высокой скорости
Уклонении от препятствий
Охоте на летающих насекомых (у хищных видов)

Благодаря такому «скоростному» зрению движущиеся объекты для бабочек выглядят как замедленная съемка.

Ультрафиолетовое зрение

В отличие от людей, бабочки способны воспринимать ультрафиолетовое излучение. Зачем им эта способность?

Обнаружение цветов, отражающих УФ-лучи
Распознавание узоров на крыльях других бабочек, видимых только в УФ-спектре
Ориентация по солнцу даже в пасмурную погоду

Интересно, что многие цветы имеют особые узоры в ультрафиолетовом диапазоне, невидимые для человеческого глаза, но хорошо заметные бабочкам.

Поляризационное зрение

Бабочки способны различать поляризацию света — свойство световых волн, характеризующее их направленность. Как они используют эту способность?

Навигация по положению солнца
Обнаружение водных поверхностей
Распознавание различных типов растительности

Поляризационное зрение особенно полезно во время миграций на большие расстояния, которые совершают некоторые виды бабочек.

Простые глазки бабочек

Помимо сложных глаз, у бабочек есть три простых глазка на темени. Какую роль они играют?

Реагируют на изменение освещенности
Помогают поддерживать равновесие в полете
Участвуют в регуляции суточных ритмов

Простые глазки не формируют изображения, но дополняют информацию, получаемую сложными глазами.

Адаптации зрения бабочек

У разных видов бабочек зрительная система может иметь специфические адаптации. Какие факторы влияют на особенности зрения?

Время активности (дневные или ночные виды)
Среда обитания (лес, открытые пространства, пещеры)
Способ питания (нектароядные, хищные)
Миграционное поведение

Рассмотрим несколько примеров таких адаптаций.

Ночное зрение

У ночных бабочек глаза обладают рядом особенностей:

Увеличенный размер омматидиев для лучшего светосбора
Наличие светоотражающего слоя (тапетума) за сетчаткой
Повышенная чувствительность к движению

Эти адаптации позволяют ночным бабочкам эффективно ориентироваться в условиях низкой освещенности.

Зрение мигрирующих видов

Бабочки, совершающие дальние миграции (например, данаида монарх), обладают особыми зрительными способностями:

Повышенная чувствительность к поляризованному свету для навигации
Улучшенное цветовое зрение для распознавания кормовых растений
Способность различать магнитные поля Земли

Эти особенности помогают мигрирующим бабочкам преодолевать огромные расстояния и находить подходящие места для размножения.

Сравнение зрения бабочек и других животных

Как зрение бабочек соотносится со зрительными способностями других существ?

Бабочки vs человек

По сравнению с человеком, бабочки имеют:

Более широкий угол обзора
Лучшее восприятие быстрых движений
Способность видеть ультрафиолет
Менее четкое фокусное зрение

Бабочки vs птицы

Птицы, основные хищники бабочек, обладают:

Более острым зрением на дальние расстояния
Лучшей способностью фокусироваться на объектах
Сходной способностью различать УФ-излучение

Однако бабочки превосходят птиц по широте угла обзора и скорости восприятия изображений.

Значение зрения в жизни бабочек

Зрение играет ключевую роль во многих аспектах жизни бабочек:

Поиск пищи

Бабочки используют зрение для:

Обнаружения цветущих растений на расстоянии
Различения форм и цветов цветков
Определения наличия нектара по УФ-отражению

Избегание хищников

Хорошее зрение помогает бабочкам:

Вовремя замечать приближающихся птиц и других хищников
Быстро маневрировать в полете
Находить укрытия

Размножение

В процессе размножения бабочки используют зрение для:

Поиска партнеров
Распознавания особей своего вида по узорам на крыльях
Обнаружения подходящих растений для откладки яиц

Интересные факты о зрении бабочек

В завершение, несколько любопытных фактов о глазах и зрении бабочек:

Бабочки не могут закрывать глаза, так как у них нет век
Некоторые виды способны различать до 5 различных цветов в ультрафиолетовом диапазоне
Глаза бабочек занимают до 75% поверхности головы
Бабочки способны различать движущиеся объекты на расстоянии до 100 метров
Узоры на крыльях некоторых бабочек содержат «глазки», видимые только в УФ-спектре и служащие для привлечения партнеров

Зрительная система бабочек — удивительный пример эволюционной адаптации, позволяющий этим хрупким созданиям успешно выживать в мире, полном опасностей и сложных задач.

С точки зрения бабочки

: 22 Июл 2013 , «Но чтоб сие здание [Академия] непременно и полезно было, то имеет оное само себя править» , том 50,
№2

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

Сложные или фасеточные глаза | справочник Пестициды.ru

Скрыть

Содержание:

Скрыть

Общее строение глаз
Омматидий как структурная единица сложного глаза
Зрительные аппараты омматидия
Диоптрический аппарат
Рецепторный аппарат
Аппарат пигментной
Типы глаз
Аппозиционный глаз
Суперпозиционный глаз
Нейросуперпозиционный глаз
Зрение насекомых

У высших насекомых органы зрения не одинаковы по своему строению. На лбу или темени у них находятся три простых глазка (в середине – дорсальный, по бокам от него – латеральные), а по бокам головы располагаются два сложных фасеточных глаза. Они встречаются у взрослых насекомых, а также у личинок с неполным превращением, и передают в мозг большую часть получаемой визуальной информации.^[3]

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 темени.

Внешнее строение глаза насекомого. Фасетка.

Использовано изображение:^[6]

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 головы у самцов и не соприкасаются у самок.^[3]

Фасеточные глаза состоят из отдельных структурных единиц, которые называются омматидиями. Роговицы (наружные линзы) омматидиев тесно сближены между собой и при рассматривании глаза с поверхности выглядят как шестигранники. Эти шестигранники носят название фасеток, из-за чего сложные глаза также известны как фасеточные.^[2](фото)

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 трахеи, пронизывающие его и проходящие между омматидиями. На месте глаза головная капсула образует довольно глубокое впячивание, образуя глазную капсулу, или глазной склерит; он является опорной структурой глаза.^[3]

Окраска глаз насекомых

1 – равномерная у мухи; 2 – пятнистая у пчелы-плотника

3 – полосатая у журчалки; 4 – ложный зрачок у стрекозы

Использовано изображение:^[9]^[5]^[8]^[7]

Омматидий как структурная единица сложного глаза

В некоторых случаях омматидии сравнивают по строению с дорсальными глазками, однако анатомически они представляются, скорее, более похожими на латеральные. Тем не менее, даже несмотря на это сходство, они имеют ряд индивидуальных особенностей.

Количество омматидиев в глазу насекомого может быть различным, однако в большинстве случаев оно очень велико. Глаз комнатной мухи включает до 4000 структурных единиц, у некоторых бабочек каждый орган зрения объединяет в себе до 17 000 омматидиев, а у стрекоз, отличающихся особенно крупными размерами глаз, количество мелких элементов достигает 28 000. Одновременно, существуют насекомые, у которых их гораздо меньше. К примеру, рабочие муравьи имеют сложные глаза, в которых «всего» 100-600 омматидиев, а у рабочей касты Ponerapunctatissima каждый сложный глаз представлен лишь одним омматидием.^[3]^[2]

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

Зрительные оси омматидиев должны быть примерно перпендикулярны поверхности головы, 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. ^[3]

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:

диоптрический (преломляющий)

Состоит из линз, преломляет и направляет свет.

рецепторный (воспринимающий)

Воспринимает и передает зрительную информацию.

аппарат пигментной изоляции

Изолирует каждый омматидий от других и придает глазам окраску, которая может быть однородной или неравномерной. Даже в пределах одного органа зрения различные омматидии могут отличаться по строению этого аппарата, количеству и расположению пигмента в нем, поэтому при рассматривании со стороны глаза некоторых насекомых кажутся пятнистыми, полосатыми или даже имеют ложный зрачок.^[3](фото)

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

Использовано изображение:^[4]

Зрительные аппараты омматидия

состоит следующих частей (снаружи внутрь): (фото)

Роговица, или хрусталик – наружная прозрачная двояковыпуклая или плосковыпуклая линза. Представлена измененной кутикулой (1 на (фото)).
Корнеагенные клетки – клетки, вырабатывающие вещество роговицы; благодаря им, хрусталик может сменяться на новый, так что при линьке кутикула сбрасывается не только с поверхности тела, но и с глаз. Обычно корнеагенных клеток две, они лежат глубже роговицы (2 на (фото)).^[2]
Стекловидное тело (кристаллический конус, хрустальный конус) (3 на (фото)) – образование, имеющее конусовидную структуру и обращенное основанием к роговице. Оно играет роль второй преломляющей линзы (собирательной). Состоит из прозрачных клеток или является продуктом секреции особых клеток, лежащих вокруг него (клеток Земпера) (4 на (фото)).^[3]

включает еще несколько компонентов омматидия:

Ретинальные клетки – вытянутые структуры, которые располагаются ниже кристаллического конуса в виде пучка (5 на (фото)).
Зрительная палочка (рабдом) – продолговатое образование, состоящее из продуктов секреции ретинальных клеток и находящееся в центре их пучка. В поперечном срезе рабдом и ретинальные клетки формируют картину «цветка», где рабдом занимает осевое положение, являясь «сердцевинкой», а ретинальные клетки расположены вокруг него, подобно лепесткам (6 на (фото)).
Зрительные нервы – нервы, передающие информацию в центральную нервную систему.

изоляции имеет в своем составе 3 образования:

Корнеагенные (главные пигментные) клетки: те же самые, которые вырабатывают кутикулу хрусталика. Они заполняются пигментом и изолируют хрусталик от роговиц соседних омматидиев.
Побочные пигментные клетки – изолируют каждый омматидий от других на уровне хрустального конуса (7 на (фото)).
Ретинальные пигментные клетки – выполняют ту же функцию, но ниже, на уровне расположения ретинальных клеток и зрительной палочки (8 на (фото)).

Таким образом, каждый омматидий в типичном глазе оказывается изолирован на всем протяжении и защищен от попадания на него боковых лучей.^[3]

Свечение глаз у ночной бабочки

Использовано изображение:^[10]

Типы глаз

В зависимости от особенностей строения, выделяют три основных морфофункциональных типа глаз.

Его структура была рассмотрена выше как основная. Главная черта строения этого глаза состоит в том, что каждый омматидий в его составе «работает» изолированно. В результате, общая визуальная картина для насекомого состоит из отдельных «кусочков», складывающихся вместе. Такое строение идеально для хорошего освещения, поэтому аппозиционные глаза имеются у дневных насекомых.^[3]^[2]

Пигмент в аппарате пигментной изоляции может перемещаться внутри клеток, что делает омматидии полупроницаемыми для боковых лучей. Благодаря этому, насекомые с такими глазами хорошо видят при слабом освещении и в темноте. У ночных насекомых входящие в глаз трахеи также пересекаются в одной плоскости и образуют пластинкообразное сплетение, называемое трахейным тапетумом. Он обладает способностью отражать лучи, и именно благодаря ему у видов с суперпозиционными глазами при слабом освещении глаза отсвечивают красным.^[3](фото)

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.^[1]

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 полете.

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.^[2]

Десять забавных фактов о бабочках, которые нужно знать и рассказывать

7 августа 2016 г.

Сьюзен Хиггинс

Посмотрите, сколько забавных фактов о бабочках вы знаете.

Роберт Фрост назвал их «летающими цветами». Французы называют их papillon , что также означает «парковочный талон». В США мы называем их бабочками, существует множество теорий почему, но никто не знает точно. Хотите узнать больше об этих любопытных существах? Возьмите увеличительное стекло и взгляните на этот список из 10 забавных фактов о бабочках.

Спят ли бабочки? Ночью или когда на улице пасмурно или прохладно, бабочки приземляются и могут выглядеть так, как будто они спят. Но они никогда не закрывают глаза. У них нет век!

Увидеть или быть увиденным? Они очень похожи на глаза, так что пусть вас не смущают пятна на крыльях этой гигантской совы ( Caligo memnon ).

2. Как видят бабочки? У бабочек, как и у нас, два глаза. Но глаза бабочки называются сложными глазами, потому что у них много-много линз. Это означает, что бабочки могут одновременно видеть много разных вещей во многих направлениях. Их мозг бабочки собирает всю эту информацию и составляет одну цельную картину из всех этих крошечных частей. Попробуйте посмотреть через специальную составную линзу в Butterflies LIVE! выставочное пространство, и вы увидите мир, как бабочка. Большинство бабочек могут видеть красный, желтый, синий и зеленый цвета, но некоторые виды могут видеть и другие цвета.

цветка лантаны, как видно через сложный глаз. Фото ведущего куратора бабочки Анны Эстеп

3. Могут ли бабочки пахнуть? У бабочек нет носов. Они «нюхают» своими усиками. (См. № 5, чтобы узнать их вкус!)

4 . Чем питаются бабочки? Бабочки не едят. Они пьют! Они используют свой рот, называемый хоботком, как соломинку, чтобы потягивать пищу. Когда они не пьют, они закатывают язык и прячут его под подбородком.

Свернутый хоботок и усики настороже, этот парусник Torquatus ( Papipo torquatus ) готов впитать немного сладкого нектара.

5 . Могут ли бабочки чувствовать вкус? Бабочки «пробуют на вкус» лапками! Крошечные органы на лапках бабочки могут чувствовать химическую сигнатуру всего, на что она приземляется. Вот как они узнают, хорошо ли что-то съесть.

Долька апельсина проходит тест на вкус почтальона сливочно ( Heliconius melapomene ).

6 . Что пьют бабочки? Бабочки любят пить нектар из цветов и сок из фруктов, что дает им много сахара для энергии. Но им также нужны соли и минералы, которые они получают из «лужи» — питья из грязевых луж или мокрых пятен на земле. Группа бабочек-самцов, которые вместе наслаждаются лужей, называется «клубом луж».

7 . Как бабочки защищаются? Яркие цветовые узоры на крыльях некоторых бабочек помогают им скрыть их от хищников, сливаясь с другими цветами в саду. Другие бабочки имеют неприятный вкус (или выглядят как другие бабочки, у которых он есть), что является предупреждением для голодных хищников, чтобы они держались подальше. Некоторые из них даже ядовиты.

Оранжевая дуболистная или мертволистная бабочка ( Kallima inachus ) выглядит как высушенный лист благодаря искусной маскировке.

8 . Есть ли у бабочек кости, мышцы и кожа, как у нас? Скелет бабочки находится не внутри тела, а снаружи и называется экзоскелетом. Это как если бы кожа была сделана из костей. У них есть мышцы, как и у нас, и именно так они двигаются.

9 . Сколько крыльев у бабочки? У бабочки четыре крыла. Пара передних крыльев спереди и два задних крыла сзади. Когда они летают, их крылья двигаются вверх и вниз в форме восьмерки. Группа бабочек, летящих вместе, не называется стаей — это порхание!

Понятно, что крылья бабочки прозрачны, хотя они покрыты тысячами крошечных чешуек, которые по-разному отражают свет, создавая разные цвета. Джулия ( Драяс юлия )

10. Как бабочки общаются друг с другом? Бабочкам не нужно много общаться. Иногда они двигают крыльями, чтобы отправить сообщение. И поскольку они могут видеть ультрафиолетовый свет, они ищут узоры ультрафиолетового света на крыльях друг друга, которые идентифицируют их вид и пол.

Большое спасибо ведущему куратору Butterfly Анне Эстеп, которая предоставила все эти забавные факты!

О Сьюзен Хиггинс

Волонтер Сьюзан Хиггинс пишет о том, что она узнает и что любит в Саду.

Сколько глаз у бабочек?

Автор: Хизер Холл

Обновлено: 16 сентября 2022 г.

КРЯЧКО ОЛЕКСИЙ/Shutterstock.com

Ключевые моменты:

Количество глаз, от которых зависит жизнь бабочки.
Гусеница и бабочка имеют совершенно разные способности зрения.
Глаза на крыле бабочки на самом деле вовсе не глаза.

Взрослая бабочка с впечатляющими крыльями, украшенными всевозможными уникальными узорами и цветами, всегда представляет собой приятное зрелище, поскольку она грациозно порхает между цветами, лакая нектар своим развернутым хоботком. Эти величественные существа относятся к одному отряду насекомых чешуекрылых с близкородственными мотыльками, эволюционировавшими более 200 миллионов лет назад. Бабочки в значительной степени полагаются на свое зрение для выживания. Их глаза помогают им обнаруживать хищников, ориентироваться в окружающей среде и находить подходящие источники нектара, из которого они могут пить. В этой статье мы расскажем о некоторых интересных подробностях о количестве и строении глаз бабочки, а также о ее визуальном качестве.

Сколько глаз у бабочки?

Ответ на вопрос меняется в зависимости от стадии жизни бабочки. После выхода из яйца стадия гусеницы имеет от 10 до 14 (хотя обычно 12) маленьких глазков, расположенных полукругом вокруг лица. Однако эти очень простые глаза способны различать только свет и тьму, а не точные изображения или цвета. Гусеница перемещается по окружающей среде почти полностью вслепую, используя другие чувства, чтобы найти дорогу.

Пройдя трансформационный процесс метаморфоза, взрослая бабочка будет иметь два больших и полностью развитых сложных глаза, расположенных по обеим сторонам головы. Хотя на самом деле у них меньше глаз, чем у гусеницы, у взрослых глаз в целом гораздо лучше. Бабочка вряд ли необычна в этом отношении. Два глаза — обычное число для большинства взрослых насекомых. На самом деле ошибочно полагать, что у насекомых обычно больше двух глаз, как у пауков, крабов и других членистоногих.

Людей может сбить с толку строение глаза. В отличие от более простых линз большинства животных, сложный глаз насекомого состоит из многих тысяч различных отдельных фоторецепторов. Каждый рецептор фактически имеет свою собственную индивидуальную роговицу и хрусталик, но он по-прежнему работает как часть одного глаза. В общей сложности каждый глаз бабочки может содержать до 17 000 таких рецепторов (хотя у многих видов их меньше).

Еще одним важным компонентом глаза являются фоторецепторные клетки, которые различают цвет и яркость. В то время как в человеческом глазу есть много светочувствительных клеток, которые работают вместе, чтобы сформировать изображение (а также различные другие механизмы для контроля количества света, попадающего на линзы), каждый отдельный фоторецептор бабочки содержит только несколько клеток для света. сконцентрироваться. На самом деле это негативно влияет на визуальное качество бабочки, но компенсирует это другими способами.

Крупный план глаз зеленой бабочки-шкипера из Доминиканы под микроскопом.

iStock.com/vmenshov

На что похоже зрение бабочки?

Сложный глаз бабочки имеет ряд серьезных преимуществ и недостатков по сравнению с обычным несложным глазом. Наиболее важным преимуществом, которое он дает, является способность видеть во многих направлениях одновременно. Это означает, что глаз насекомого останется неподвижным, неспособным двигаться, и все же будет иметь лучшее поле зрения, чем у стандартного глаза животного. Для маленького, уязвимого животного, такого как насекомое, это позволяет ему действовать почти мгновенно в момент обнаружения угрозы.

С другой стороны, основным недостатком сложного глаза является потеря остроты зрения (имеется в виду качество зрения). Даже с большим количеством отдельных линз глаз насекомого не может достичь такой же остроты зрения, как несложный глаз с особенно плотным расположением клеток. Подсчитано, что острота человеческого глаза примерно в сто раз лучше, чем у самого высококачественного глаза насекомого (которым считается стрекоза с примерно 30 000 линз на глаз). Сложные глаза также не могут фокусироваться на объектах, контролируя форму хрусталика, а это означает, что насекомые должны приближаться или отдаляться, чтобы произвести почти такой же эффект.

Бабочки восполняют этот недостаток другими способами. Например, по сравнению с большинством насекомых цветовое зрение является очень важным аспектом зрительного репертуара бабочки. Это позволяет им определять и различать правильные типы цветов, которыми можно питаться в дикой природе. Бабочки также лучше, чем люди, способны различать быстро движущиеся объекты, что может быть очень полезно в полете. Еще одна важная черта — способность видеть за пределами нормального диапазона человеческого зрения, включая как ультрафиолетовый, так и поляризованный свет. Ультрафиолетовый свет, сильный компонент солнечного света, находится за пределами видимого синего и фиолетового цветов спектра, тогда как поляризованный свет часто присутствует, когда атмосфера рассеивает солнечный свет определенным образом. Было высказано предположение, что некоторые виды насекомых (в том числе плодовые мушки и пчелы) могут использовать ультрафиолетовый и поляризованный свет для навигации по воздуху во время полета.

Ключом к его широкому диапазону зрения могут быть типы фоторецепторов в его глазах. В человеческом глазу есть только три различных типа фоторецепторных клеток, хотя этого достаточно, чтобы видеть миллионы различных цветов. Бабочки, напротив, имеют по крайней мере четыре различных типа рецепторных клеток, а многие виды имеют по крайней мере шесть; это позволяет им различать определенные аспекты цвета и света, которые не могут видеть люди.

Некоторые виды бабочек обладают поистине экстраординарным цветовым зрением. Согласно исследованию, опубликованному в журнале «Frontiers in Ecology and Evolution», самец обыкновенной бабочки-красавки имеет 15 различных типов фоторецепторных клеток (самка не изучалась, но предположительно похожа). Один только зеленый свет, по-видимому, активировал четыре различных рецептора, в то время как синий свет активировал еще три. Не совсем понятно, почему у него развилось 15 разных рецепторных клеток, но есть гипотеза, что это связано со спариванием. Поскольку он очень чувствителен к любым изменениям в сине-зеленой части цветового спектра, самец гораздо более искусен в различении собратьев-соперников синего цвета, которых может быть трудно заметить на фоне голубого неба.

Бабочка с красивыми глазками на крыльях.

iStock.com/Svetlana Sinichkina

Что за глазки на крыльях?

Эти черные отметины на крыльях называются ложными пятнами-глазами. У многих видов бабочек есть по крайней мере какая-то их версия; у мелких голубых видов из семейства Lycaenidae даже есть фальшивые головы возле хвоста с большими глазными пятнами и ложными усиками. Эти отметины, очевидно, не являются настоящими глазами и не могут обеспечить никакого зрения, но они служат другим важным целям. Долгое время считалось, что эти глазные пятна эволюционировали, чтобы имитировать глаза более грозных существ, чтобы одурачить потенциальных хищников и заставить их дважды подумать перед приближением.