Сколько у пчелы глаз

Незнакомая Земля

Можно бесконечно углубляться в особенности морфологии и биохимии глаза насекомых и все равно затруднится в ответе на такой простой и одновременно невероятно сложный вопрос: как видят насекомые?

Человеку трудно даже представить образы, возникающие в головном мозге насекомых. Но все нужно заметить, что популярная сегодня мозаичная теория зрения, согласно которой насекомое видит изображение в виде своеобразного пазла из шестигранников, не совсем точно отражает суть проблемы. Дело в том, что хотя каждая единичная фасетка фиксирует отдельный образ, являющийся лишь частью цельной картины, эти изображения могут перекрываться с изображениями, полученными с соседних фасеток. Поэтому изображение мира, полученное с помощью огромного глаза стрекозы, состоящего из тысяч миниатюрных камер-фасеток, и «скромного» шестифасеточного глаза муравья, будет сильно различаться.

Что касается остроты зрения (разрешающей способности, т. е. способности различать степень расчлененности объектов), то у насекомых она определяется количеством фасеток, приходящихся на единицу выпуклой поверхности глаза, т. е. их угловой плотностью. В отличие от человека, глаза насекомых не обладают аккомодацией: радиус кривизны светопроводящей линзы у них не меняется. В этом смысле насекомых можно назвать близорукими: они видят тем больше деталей, чем ближе к объекту наблюдения находятся.

При этом насекомые с фасеточными глазами способны различать очень быстро движущиеся объекты, что объясняется высокой контрастностью и малой инерционностью их зрительной системы

К примеру, человек может различать лишь около двадцати вспышек в секунду, а пчела — в десять раз больше! Такое свойство жизненно важно для быстролетающих насекомых, которым нужно принимать решения непосредственно в полете

Цветовые образы, воспринимаемые насекомыми, также могут быть гораздо сложнее и необычнее, чем у нас. К примеру, цветок, кажущийся нам белым, часто скрывает в своих лепестках множество пигментов, способных отражать ультрафиолетовый свет. И в глазах насекомых-опылителей он сверкает множеством красочных оттенков — указателей на пути к нектару.

Считается, что насекомые «не видят» красный цвет, который в «чистом виде» и встречается в природе чрезвычайно редко (исключение — тропические растения, опыляемые колибри). Однако цветы, окрашенные в красный цвет, часто содержат и другие пигменты, способные отражать коротковолновые излучения. А если учесть, что многие из насекомых способны воспринимать не три основных цвета, как человек, а больше (иногда до пяти!), то их зрительные образы должны представлять собой просто феерию красок.

И, наконец, «шестое чувство» насекомых — поляризационное зрение. С его помощью насекомым удается увидеть в окружающем мире то, о чем человек может получить лишь слабое представление с помощью специальных оптических фильтров. Насекомые же таким способом могут безошибочно определять местонахождение солнца на облачном небе и использовать поляризованный свет в качестве «небесного компаса». А водные насекомые в полете обнаруживают водоемы по частично поляризованному свету, отраженному от зеркала воды (Schwind, 1991). Но вот какие при этом они «видят» образы, человеку просто невозможно себе представить…

У всех, кто по той или иной причине интересуется зрением насекомых, может возникнуть вопрос: почему у них не сформировался камерный глаз, подобный человеческому глазу, со зрачком, хрусталиком и прочими приспособлениями?

На этот вопрос в свое время исчерпывающе ответил выдающийся американский физик-теоретик, Нобелевский лауреат Р. Фейнман: «Этому мешает несколько довольно интересных причин. Прежде всего, пчела слишком мала: если бы она имела глаз, похожий на наш, но соответственно уменьшенный, то размер зрачка оказался бы порядка 30 мкм, а поэтому дифракция была бы столь велика, что пчела все равно не могла бы видеть лучше. Слишком маленький глаз — это не очень хорошо. Если же такой глаз сделать достаточного размера, то он должен быть не меньше головы самой пчелы. Ценность сложного глаза в том и состоит, что он практически не занимает места — просто тоненький слой на поверхности головы. Так что, прежде чем давать советы пчеле, не забывайте, что у нее есть свои собственные проблемы!»

Поэтому неудивительно, что насекомые выбрали свой путь в зрительном познании мира. Да и нам, чтобы видеть его с точки зрения насекомых, пришлось бы, для сохранения привычной остроты зрения, обзавестись громадными фасеточными глазами. Вряд ли такое приобретение оказалось бы нам полезным с точки зрения эволюции. Каждому — свое!

В публикации использованы фото автора

Мерцательные характеристики

Глаза у мухи

Существует показатель зрительных способностей, который связан с частотой мерцания изображения, т. е. самой ее низкой границей, при которой свет фиксируется как постоянный источник освещения. Называется он CFF — critical flicker-fusion frequency. Его значение показывает то, насколько быстро глаза у животного способны обновлять изображение и обрабатывать зрительную информацию.

Человек способен улавливать частоту мерцания 60 Гц, т. е. обновление изображения 60 раз в сек., которой придерживаются при показе визуальной информации на телевизионном экране. Для млекопитающих (собак, кошек) это критическое значение равно 80 Гц, из-за чего им обычно не нравится просмотр телепередач.

Чем выше значение частоты мерцания, тем больше биологических преимуществ имеет животное. Поэтому для насекомых, у которых данное значение достигает 250 Гц, это проявляется в возможности более быстрой реакции на опасность. Ведь для человека, приближающегося к «добыче» с газетой в руках с намерением ее убить, движение кажется быстрым, но уникальное строение глаза комнатной мухи позволяет ей улавливать даже мгновенные перемещения как бы в замедленном темпе.

По данным биолога К. Гили, такая высокая критическая частота мерцания у мух обусловлена их малыми размерами и быстрым обменом веществ.

Приведенный анализ зрительных способностей позволяет понять, что мир глазами мухи выглядит как сложная система большого числа картинок по аналогии с небольшими видеокамерами, каждая из них передает насекомому информацию о небольшой части окружающего пространства. Собранное воедино изображение позволяет мухам одним взглядом держать визуальную «круговую оборону» и мгновенно реагировать на приближение врагов. Исследования ученых таких зрительных способностей насекомых позволили заниматься разработками летающих роботов, у которых компьютерные системы контролируют положение в полете, имитируя зрение мух.

https://youtube.com/watch?v=lrxvtDzkMBQ

Фасеточный поляроид

На что способны сложноустроенные глаза насекомых? Как известно, у любого оптического излучения можно выделить три характеристики: яркость, спектр (длину волны) и поляризацию (ориентированность колебаний электромагнитной составляющей).

Спектральную характеристику света насекомые используют для регистрации и распознавания объектов окружающего мира. Практически все они способны воспринимать свет в диапазоне от 300–700 нм, в том числе и недоступную для позвоночных ультрафиолетовую часть спектра.

Как правило, разные цвета воспринимаются различными областями сложного глаза насекомых. Такая «локальная» чувствительность может различаться даже в пределах одного вида в зависимости от половой принадлежности особи. Нередко в одном и том же омматидии могут находиться различные цветовые рецепторы. Так, у бабочек рода Papilio два фоторецептора имеют зрительный пигмент с максимумом поглощения 360, 400 или 460 нм, еще два — 520 нм, а остальные — от 520 до 600 нм (Kelber et al., 2001).

Но это далеко не все, что умеет глаз насекомого. Как упоминалось выше, в зрительных нейронах фоторецепторная мембрана микроворсинок рабдомера свернута в трубку круглого или гексагонального сечения. За счет этого часть молекул родопсина не участвуют в поглощении света из-за того, что дипольные моменты этих молекул располагаются параллельно ходу светового луча (Говардовский, Грибакин, 1975). В результате микроворсинка приобретает дихроизм — способность к различному поглощению света в зависимости от его поляризации. Повышению поляризационной чувствительности омматидия способствует и то, что молекулы зрительного пигмента не располагаются в мембране хаотично, как у человека, а ориентированы в одном направлении, да к тому же жестко закреплены.

Если глаз способен различить два источника света на основе их спектральных характеристик вне зависимости от интенсивности излучения, можно говорить о цветовом зрении. Но если он делает это, фиксируя поляризационный угол, как в данном случае, мы имеем все основания говорить о поляризационном зрении насекомых.

Как же воспринимают насекомые поляризованный свет? Исходя из структуры омматидия, можно предположить, что все фоторецепторы должны быть одновременно чувствительными как к определенной длине (длинам) световых волн, так и к степени поляризации света. Но в таком случае могут возникнуть серьезные проблемы — так называемое ложное восприятие цвета. Так, свет, отраженный с глянцевой поверхности листьев или водной глади, частично поляризуется. В этом случае мозг, анализируя данные фоторецепторов, может ошибиться в оценке интенсивности окраски либо формы отражающей поверхности.

Насекомые научились успешно справляться с подобными трудностями. Так, у ряда насекомых (в первую очередь мух и пчел) в омматидиях, воспринимающих только цвет, формируется рабдом закрытого типа, в котором рабдомеры не контактируют между собой. При этом у них имеются также омматидии с обычными прямыми рабдомами, чувствительные и к поляризационному свету. У пчел такие фасетки располагаются по краю глаза (Wehner, Bernard, 1993). У некоторых бабочек искажения при восприятии цвета снимаются за счет значительного искривления микроворсинок рабдомеров (Kelber et al., 2001).

У многих других насекомых, особенно у чешуекрылых, во всех омматидиях сохраняются обычные прямые рабдомы, поэтому их фоторецепторы способны одновременно воспринимать и «цветной», и поляризованный свет. При этом каждый из этих рецепторов чувствителен лишь к определенному поляризационному углу преференции и определенной длине световой волны. Такое сложное зрительное восприятие помогает бабочкам при питании и откладке яиц (Kelber et al., 2001).

Сколько крыльев у пчелы

К груди насекомого крепятся 2 пары крыльев, причем передняя пара больше задней. В зависимости от размеров тела колеблется и величина крыльев: самые большие они у трутня, немного меньше у матки, и еще меньше – у рабочей особи.

Основание крыла – трубчатая хитиновая жилка, в толще крыла находятся ее меньшие и более тонкие разветвления. Все крыло пчелы покрыто редкими мелкими ворсинками. Передняя пара имеет на крае, прилегающем к задним крыльям, складку. В свою очередь на переднем крае задней пары находятся многочисленные крючки, которые зацепляются за складку на больших крыльях во время полета. Таким образом, получается одна большая маховая поверхность.

При подлете к улью крылья пчелы рассоединяются, она садится на леток и плотно прижимает их к телу.

Во время полета пчела совершает крыльями от 90 до 440 колебательных движений в секунду, причем эти взмахи происходят не только вверх-вниз, но и по вращательной траектории при изменении направления движения.

Особенности строения глаз

Сразу обратим внимание на то, что в рое не все особи равны. Рой делиться на рабочих, трудней, а «управляет» всем матка

Каждая особь имеет свой статус и выполняет свою роль. Насекомые отличаются не только размерами — строение органов зрения у каждого типа пчелы также сильно разнится.

Виды

Если взглянуть на насекомое, то можно увидеть только отчетливые большие глаза, расположенные по бокам практически треугольной головы. Однако, это не единственные органы зрения медоносной пчелы. По факту, у этих удивительных существ имеется два типа зрения:

  • простое;
  • сложное (фасеточное).

Каждый вид зрения имеет свою функцию. Объединяя сведения в одно целое, насекомое получает наиболее полную картину происходящего вокруг. Это помогает рабочим особям эффективно добывать пыльцу на лугах, находить путь назад до своего улья, а трутням — легче отслеживать поведение матки в брачный период.

Простые глаза.

Фасеточное зрение — сложный инструмент, придуманный природой для того, чтобы насекомые могли обозревать окружающую обстановку под большими углами не поворачивая голову. Оно позволяет одновременно видеть не только впереди себя, но и по бокам и даже дает возможность рассмотреть, что происходить практически сзади пчелы.

Если посмотреть под микроскопом, то можно заметить на сложных органах зрения насекомого сетчатую плоскость, состоящую из большого количества фасеток – маленьких шестиугольников, похожих на соты. Считается, что их количество у разных особей может составлять от 4 до 10 тысяч.

Сложные глаза.

Существует мнение, что насекомое видит объекты в виде картинки, состоящей из различных фрагментов. Такие глаза дают нечеткую, но более объемную картинку и необходимы насекомому в полете, когда нужно охватить взором наибольшее пространство.

Расположение

Так сколько же глаз у пчелы и где они расположены? Простые глаза располагаются на лбу или темени. Напоминают они небольшие точки в виде треугольника.

Сложные глаза — две больших линзы по бокам головы. Именно их многие ошибочно воспринимают за единственные органы зрения насекомых.

Количество

В общей сложности пчелы имеют по 5 глаз – 3 простых, расположенных на лобной части головы, и 2 сложных, располагающихся по бокам. Простые глазки практически не отличаются по размерам, а сложные имеют разный размер и количество фасеток. Так, например:

  • У матки сложные, или фасеточные, глаза находятся по бокам. Число фасеток составляет около 4000;
  • У рабочих фасеточные глаза имеют овальную форму, но они немного меньше по размеру. Число фасеток – около 5000 штук;
  • У трутней сложные глаза, которые отличаются большими размерами и практически соединяются в лобной части. Количество ячеек достигает 10 тысяч.

Почему столько

Итак, сколько глаз имеет пчела, мы уже рассказали. Но тут же назревает другой вопрос — зачем им такое количество? Ответ кроется в следующем – разные типы пчелиного зрения имеют разное назначение:

  • Три простых глаза – это прозрачные линзы, выступающие из лобной части головы. Картинка, получаемая из них, друг от друга отличается не сильно. Ее можно сравнить с кадрами фотографии, которые сняли с разных ракурсов. В основном они используются для получения информации об предметах, находящихся на небольшом от насекомого расстоянии.
  • Два больших глаза, расположенные по обеим сторонам головы, имеют более сложное строение и состоят из многих тысяч отдельных, напоминающие соты, фрагментов. Каждая ячейка – отдельная фасетка. Изображение, получаемое от этих органов зрения, нечеткое, размытое. Используется пчелами для понимания общей обстановки вокруг.

Особенности лапок

Интересным является строение ног этих насекомых:

  1. Многим известно, сколько ног у мухи. В принципе, их нетрудно пересчитать и убедиться, что количество лапок у этих насекомых шесть.
  2. Каждая из лап состоит из пяти так называемых суставов, причём последний имеет два коготка с тоненькими волосками и железами, которые выделяют специальное вещество. Именно благодаря его клейким свойствам, по мнению некоторых специалистов, у мухи есть возможность уверенно держаться на потолке.
  3. Ученые до сих пор спорят, как же именно эти насекомые отрывают лапки от поверхности потолка, ведь, казалось бы, для этого требуются огромные усилия. Некоторые энтомологи считают, что приклеенные клейким веществом лапки мухи без труда отрывают, поворачивая коготки при помощи круговых движений.
  4. Большое количество исследователей считает, напротив, что муха на потолке держится не при помощи клейкого вещества, а благодаря волоскам на лапах, которые держатся за шероховатости на поверхности. А клей используется насекомыми только в том случае, если поверхность чересчур плоская и гладкая.

Поскольку лапки – это, пожалуй, самый чувствительный орган мух, при их помощи насекомые также осуществляют проверку пищи на вкус.

Строение фасеточных глаз

Каждый фрагмент — это крохотный глазок
, передающий кусочек изображения. Составленная ими картина нечёткая и размытая. Считается, что изображение, поступающее от этих органов зрения, собирается как мозаичная картинка. Но благодаря фасеткам пчела охватывает широкое пространство во время полётов. Когда во время опытов заклеивали фасеточные глаза насекомого, они вели себя как слепые. Зрение человека похоже на зрение пчёл, но мы видим, скорее, созданный образ предмета, а насекомые собирают подробную информацию из отдельных кусочков зрительной мозаики.

Удивительно, но и различают цвета эти глаза по-разному. Окружающий мир пчёлы видят в различных оттенках синего, зелёного, жёлтого, белого и фиолетового цветов. А вот красный, как и чёрный, они не улавливают. Зато их простые глаза видят ультрафиолетовый спектр. Считается, что простые глаза помогают пчеле различить время суток: рассвет и сумерки. Лепестки цветов покрыты великолепным узором из недоступных человеку в ультрафиолетовом диапазоне красок, который указывает путь насекомым к нектару.

По одному мнению, пчела хорошо различает движение
, поэтому не следует пугать насекомое, вызывая его агрессивную реакцию. А по другой версии, пчела плохо видит движущиеся предметы, поэтому подлетает ближе, чтобы рассмотреть…

Форму предметов насекомые различают не так хорошо. Лучше всего, если объект напоминает цветок, а геометрические фигуры интереса не вызывают.

Насекомые видят и поляризованный свет
— свет, распространяющийся в одном направлении, который возникает при отражении от стёкол, поверхности воды или кристаллов. Поэтому они хорошо видят препятствия и ориентируются в пространстве.

Люди давно уже «приручили» пчел, ранее бывших дикими, и успешно сегодня используют их для получения меда, в основном. Как побочный продукт — прополис, пыльца, яд. А уж пользу этих трудолюбивых насекомых для опыления многих растений трудно переоценить! На пасеках и дачах довольно часто можно увидеть незатейливые ульи, где обитают пчелы, заботливо принося людям продукты своей жизнедеятельности. Сегодня пойдет речь о строении этих насекомых, об их органах чувств. Как они видят и сколько глаз у пчел, узнайте из нашей статьи.

Сколько глаз у пчел? И почему?

У пчелы на голове имеется пять глаз — три простых, расположенных на темени, и два сложных, расположенных по краям головы в виде двух больших овалов.
Простые глаза пчелы по строению напоминают фотографический аппарат. Как и на пластинке фотокамеры, в простых глазах пчелы воспроизводятся предметы, которые воздействуют на разветвлённые здесь нервные окончания. При этом все три отдельных изображения трёх глаз пчелы сливаются в один образ.
Совсем по-иному устроены сложные глаза пчелы.
При рассматривании сложного глаза через сильное увеличительное стекло (лупу) мы заметим, что вся поверхность его — сетчатая и состоит из нескольких тысяч отдельных мелких площадок шестиугольной формы (фасеток), напоминающих строение пчелиных ячеек.
От каждой площадки поверхности глаза идёт вглубь постепенно суживающаяся трубочка, стенки которой выстланы чёрной, не проницаемой для света оболочкой. Каждая трубочка заканчивается внизу нервными разветвлениями.
Таким образом, сложный глаз пчелы состоит из большого количества сросшихся между собой простых глазков, или фасеток. У трутня их насчитывают до 6-8 тыс., у матки — до 5 тыс., у рабочей пчелы — до 4-5 тыс.
Каждая из фасеток даёт изображение не всего предмета в целом, а лишь отдельной его части. Таких изображений отдельных частей предмета в глазе пчелы получаются тысячи, а в мозгу пчелы они сливаются в изображение предмета в целом. Представим себе, что мы рассматриваем мозаичную картину, сделанную из тысяч отдельных хорошо подобранных цветных камешков или кусочков стекла. Хотя наш глаз и улавливает отдельные детали картины, каждый камешек или стёклышко, но в нашем сознании запечатлевается целый образ, а не отдельные его части. Зрение насекомых, имеющих сложные глаза, поэтому я называется мозаичным.
Большинство исследователей считает, что простыми глазами пчёлы рассматривают предметы вблизи; но во время полётов они ориентируются при помощи сложных глаз. При удалении или заклейке сложных глаз насекомые производят впечатление совершенно слепых. Поэтому считают, что у пчелы оба рода глаз дополняют друг друга.
Сложными глазами, размещёнными на выпуклой поверхности головы, пчела может обозревать большие пространства. Не случайно поэтому они значительно больше у трутней: большое поле зрения позволяет им лучше ориентироваться в пространстве и находить маток во время их вылета для спаривания. Опыты, проведённые К. Фришем, показали, что пчёлы хорошо различают некоторые цвета, например, синий, жёлтый, другие же цвета они путают. Так, например, пчёлы, приученные летать на красный цвет, летят не только на красный, но и на чёрный и тёмно-серый. Пчёлы, приученные к жёлтому цвету, летят не только на все оттенки жёлтого, но также и на оранжево-красный и жёлто-зелёный.
Пчёлы различают лишь те формы предметов, с которыми они постоянно сталкиваются в природе, т. е. формы разнообразных цветов, которые они посещают. Отличительными признаками цветов для пчёл служат их окраска и форма.

Ещё о пчёлах:Пчёлы вымрут через 10 летПоможем пчёламТайна гибели пчёлМозгом не старетьСколько глаз у пчел? И почему?Мёд вместо антибиотиков!Пчёлы математикиСонные пчёлыПчёлы- апокалипсисИстория пчеловодстваИз жизни пчёлВраги пчёл-животные и птицыВраги пчёл-филантВраги пчёл-восковая мольПчелиный ядРецепты мёдоварения

Общее строение пчелы

Главной особенностью в теле пчелы является разделение его на 3 основных отдела:

  • Голова;
  • Грудь;
  • Брюшко.

Все части соединены эластичными перепонками, которые представляют собой часть экзоскелета. Экзоскелет – своеобразный защитный орган, аналог скелета у млекопитающих, выполняющий его функции. У пчел этот орган называется кутикулой, как и у других членистоногих, моллюсков, червей. В области брюшка кутикула имеет шесть сегментов у рабочих пчел и семь – у трутней. Между сегментами находятся также эластичные перепонки, обеспечивающие брюшку подвижность и возможность изменять размер. Сегменты имеются и в области груди, однако здесь они не столь подвижны.

В дополнение к кутикуле (прочному и эластичному наружному покрытию) внутри головы имеются хитиновые балки (внутренний скелет). Такое образование служит опорой для мышц хоботка и верхних челюстей, а также некоторых внутренних органов. Кроме этого, тенториум (внутренний скелет) нужен для крепления мышц, обеспечивающих движения головы насекомого.

Почти весь экзоскелет покрыт волосками, длина и частота которых зависит от возраста насекомого и функций волосков. Они могут служить органами осязания, предназначаться для сбора пыльцы, для сохранения тепла, исполнять роль щетки и т. д. У молодых пчел густота волосяного покрова высокая, отчего они кажутся сероватыми. У старых насекомых волоски вытираются, поэтому их окрас видится более темным.

Особенности строения глаз пчелы

В пчелиной семье различаются такие особи — трутни, рабочие и пчелиная матка. Все они выполняют разные функции, и, следовательно, структура их глаз отличается.

Важно! Пчёлы даже очень быстрые движения видят в замедленном действии и совершенно чётко.

По видам

У медоносной особи существует два вида глаз: простые и сложные, или фасеточные, органы зрения:

  • простые — состоят из линзы. Их роль заключается в том, что они определяют время суток и видят предметы в размытом виде или на близком расстоянии;
  • сложные — представляют собой большое количество шестигранных фасеток, покрытых волосками. Изображение складывается в целое из множества отдельных фрагментов, благодаря чему пчела различает передвигающиеся объекты и недвижимые формы во время перемещения.

Расположение глаз

У рабочих особей простые глаза расположены в виде чёрного треугольника на макушке. Фасеточные находятся по бокам и состоят из 5 тысяч сегментов.

Простые органы зрения пчелиной матки размещены на лбу. Сложные больше по размеру, чем у рабочих насекомых, но имеют меньшее количество сегментов (до 4 тысяч) в связи с тем, что матка не облетает большие пространства.

Трутни имеют простые глаза тоже на лбу. Фасеточные — самые большие по размеру и насчитывают 10 тысяч фрагментов.

Количество

Медоносное существо обладает 5 глазами: 2 сложными и 3 простыми, причём у матки и трутней лучше развиты простые, а у рабочих особей, соответственно, сложные. Это объясняется сферой их деятельности.

Евгений Тутлаев

Очень нравится писать о путешествиях и туризме! Открыт и буду рад сотрудничеству с турфирмами, гидами, организаторами путешествий, авиаперевозчиками! Пишите!

Оцените автора