Всеки от нас, който поне веднъж се е опитвал да се отърве от досадната муха, като тича след нея с крекер в ръка, знае много добре, че тази задача не винаги е лесна за изпълнение, а понякога дори невъзможна. Реакцията на сиво-черен малък наемател е това, от което се нуждаете. Факт е, че вие ​​не сте й конкурент. Защо? Прочетете статията, в която ще ви разкажем всичко за крилатите досадници.

С какво ни превъзхожда тази муха:

• в скоростта на движение (повече от двадесет километра в час),
• в способността да следите бързите й движения.

Как виждат мухите

Ние, представителите на човешката раса, които се смятаме за толкова съвършени и всемогъщи, имаме само бинокулярно зрение, което ни позволява да се фокусираме върху специфичен обектили в определена тясна зона пред нас и по никакъв начин не могат да видят какво се случва зад нас, но за мухата това не е проблем, тъй като нейното зрение е панорамно, тя вижда цялото пространство на 360 градуса ( всяко око може да осигури изглед от 180 градуса).

Освен това тези насекоми, не само поради анатомичната структура на зрителния си апарат, могат да виждат едновременно в различни посоки, но също така са в състояние целенасочено да изследват пространството около себе си. И всичко това е предвиденоразположени отстрани с две големи изпъкнали очи, които се открояват добре върху главата на насекомото. Такова огромно зрително поле определя специалната "проницателност" на тези насекоми. Освен това те се нуждаят от значително по-малко време, за да идентифицират обекти, отколкото ние, хората. Тяхната зрителна острота също надвишава нашата човешка 3 пъти.

Структурата на сложните очи

Ако погледнете окото на муха под микроскоп, можете да видите, че то е съставено като мозайка от много малки участъци - фасети - шестоъгълни структурни единици, външно много подобни по форма на пчелни пити. Такова око, респ наречен фасетиран, а самите фасети също се наричат ​​омматидии по различен начин. В окото на една муха човек може да преброи около четири хиляди такива фасети. Всички те дават своя образ (малка част от цялото), а мозъкът на мухата образува от тях, като от пъзели, голяма картина.

Панорамното, фасетното зрение и бинокулярното зрение, характерно за хората, имат диаметрално противоположно предназначение. За да могат насекомите бързо да се ориентират и не само забележи приближаването на опасността, но и за да имате време да го избегнете, важно е не да виждате добре и ясно конкретен обект, а главно да извършвате своевременно възприемане на движенията и промените в пространството.

Има още една любопитна особеност на визуалното възприятие на мухата за света около нея, по отношение на цветовата палитра. Някои, така познати за очите ни, които насекомите изобщо не различават, други им изглеждат различно, отколкото на нас, в други тонове. Що се отнася до красотата на околното пространство - мухите различаватне само седемте основни цвята, но и техните най-фини нюанси, защото очите им са способни да виждат не само видимата светлина, но и ултравиолетовата, която, уви, хората не могат да видят. Оказва се, че във визуалното възприятие на мухата светът наоколо е по-преливащ се от този на хората.

Трябва също да се отбележи, че имайки определени предимства на зрителната система, тези представители на света с шест крака (да, те имат 3 чифта крака) не могат да виждат в тъмното. През нощта те спят, тъй като очите им не им позволяват да се ориентират в тъмното.

И тези малки и пъргави създания забелязват само средно големи и движещи се обекти. Насекомото не възприема такъв голям обект, например като човек. И тук подходът на човешка ръкана мухата очите виждат перфектно и незабавно предават необходимия сигнал на мозъка. Също така всяка друга бързо приближаваща опасност няма да им бъде трудно да видят, благодарение на сложната и надеждна структура на очите, която позволява на насекомото да вижда пространството във всички посоки едновременно - надясно, наляво, нагоре, назад и напред и да реагира по съответния начин, спасявайки се, поради което са толкова трудни за шамари.

Многобройните фасети позволяват на мухата да следва много бързо движещи се обекти с висока яснота на изображението. За сравнение, ако зрението на човекможе да възприема 16 кадъра в секунда, тогава мухата има 250-300 кадъра в секунда. Това свойство е необходимо на мухите, както вече беше описано, за да улавят движения отстрани, както и за собствената си ориентация в пространството по време на бърз полет.

брой очи в муха

Между другото, в допълнение към две големи сложни сложни очи, мухата има още три прости, разположени на челотоглави в интервала между фасетираните. За разлика от сложното око, тези три са необходими, за да се виждат обекти от близко разстояние, тъй като сложното око в този случай е безполезно.

Така, когато ни попитат колко очи има една домашна муха, вече можем точно да отговорим, че има пет от тях:

• двуфасетен (комплекс), състоящ се от хиляди омматидии и необходим за получаване на информация за събития, бързо променящи се в пространството,
• и три прости очи, позволяващи, така да се каже, да се фокусира.

Сложните очи са разположени в мухите отстрани на главата, освен това при жените местоположението на органите на зрението е донякъде разширено (разделено от широко чело), ​​докато при мъжете очите са малко по-близо едно до друго.

Една обикновена муха има невероятни, необичайни очи!
За първи път хората са успели да погледнат на света през очите на насекомо през 1918 г. благодарение на немския учен Екснер. Екснър доказа наличието на необичайно мозаечно зрение при насекомите. Той снима прозореца през сложното око на светулка, поставена върху предметно стъкло на микроскоп. На снимката се виждаше рамка на прозорец, а зад нея неясните очертания на катедралата.

Сложните очи на мухата се наричат ​​сложни очи, те се състоят от много хиляди малки, индивидуални шестоъгълни фасетни очи, наречени омматидии. Всеки омматидиум се състои от леща и дълъг прозрачен кристален конус, прилежащ към нея.

При насекомите сложното око може да има между 5000 и 25 000 фасети. Окото на домашната муха се състои от 4000 фасети. Зрителната острота на мухата е ниска, тя вижда 100 пъти по-зле от човек. Интересното е, че при насекомите зрителната острота зависи от броя на фасетите в окото!
Всеки аспект възприема само част от изображението. Частите се събират в една картина и мухата вижда "мозаечна картина" на околния свят.

Благодарение на това мухата има почти кръгло зрително поле от 360 градуса. Тя вижда не само това, което е пред нея, но и това, което се случва наоколо и отзад, т.е. големите сложни очи позволяват на мухата да гледа едновременно в различни посоки.

В очите на мухата отражението и пречупването на светлината става по такъв начин, че максималната част от нея навлиза в окото под прав ъгъл, независимо от ъгъла на падане.

Сложното око е растерна оптична система, в която, за разлика от човешкото око, няма единична ретина.
Всеки омматидиум има собствен диоптричен апарат. Между другото, понятието акомодация, късогледство или далекогледство не съществува за мухата.

Мухата, подобно на човек, вижда всички цветове от видимия спектър. В допълнение, мухата е в състояние да прави разлика между ултравиолетова и поляризирана светлина.

Понятията акомодация, късогледство или далекогледство не са познати на мухата.
Очите на мухата са много чувствителни към промените в яркостта на светлината.

Изследването на фасетираните очи на мухата показа на инженерите, че мухата е в състояние много точно да определи скоростта на обекти, движещи се с голяма скорост. Инженерите са копирали принципа на очите на мухата, за да създадат високоскоростни детектори, които определят скоростта на летящия самолет. Такова устройство се нарича "око на муха"

Панорамна fly-eye камера

Учени от Федералното политехническо училище в Лозана изобретиха 360-градусова камера, която ви позволява да трансформирате изображение в 3D, без да го изкривявате. Те излязоха с напълно нов дизайн, вдъхновен от дизайна на окото на мухата.
Формата на камерата наподобява малко полукълбо с размерите на портокал, а на повърхността има 104 миникамери, подобни на вградените в мобилните телефони.

Тази панорамна камера осигурява 360 градусово 3D изображение. Всяка от композитните камери обаче може да се използва и отделно, прехвърляйки вниманието на зрителя към определени зони от пространството.
С това изобретение учените са решили два основни проблема на традиционните филмови камери: неограничен ъгъл в пространството и дълбочина на полето.

ГЪВКАВА 180 ГРАДУСА КАМЕРА

Група изследователи от университета на Илинойс, ръководени от професор Джон Роджърс, създадоха фасетирана камера, която работи на принципа на окото на насекомото.
Новото устройство външно и по вътрешната си структура наподобява око на насекомо.

Камерата се състои от 180 малки лещи, всяка със собствен фотосензор. Това позволява на всяка от 180-те микрокамери да работи автономно, за разлика от конвенционалните камери. Ако направим аналогия с животинския свят, тогава 1 микролеща е 1 фасет на окото на муха. Данните с ниска разделителна способност, заснети от микрокамерите, след това се изпращат до процесора, където тези 180 малки изображения се сглобяват в панорама, чиято ширина съответства на 180-градусово зрително поле.

Камерата не изисква фокусиране, т.е. предметите, които са близо, могат да се видят също толкова добре, колкото и обектите, които са далеч. Формата на камерата може да бъде не само полусферична. Може да му се даде почти всяка форма. . Всички оптични елементи са изработени от еластичен полимер, който се използва при производството на контактни лещи.
Новото изобретение може да намери широко приложение не само в системите за сигурност и наблюдение, но и в компютри от ново поколение.

Въпросът "Колко очи има обикновената муха?" не е толкова просто, колкото изглежда. Две големи очи, разположени отстрани на главата, могат да се видят с просто око. Но всъщност устройството на органите на зрението на муха е много по-сложно.

Ако погледнете увеличеното изображение на очите на муха, можете да видите, че те са подобни на пчелни пити и са съставени от много отделни сегменти. Всяка от частите има формата на шестоъгълник с правилни ръбове. Оттук идва името на такава структура на окото - фасет ("фасет" на френски означава "ръб"). Много и някои членестоноги могат да се похвалят със сложни сложни очи, а мухата далеч не е шампион по брой фасети: тя има само 4000 фасети, а водните кончета имат около 30 000.

Клетките, които виждаме, се наричат ​​омматидии. Омматидиите са с форма на конус, чийто тесен край се простира дълбоко в окото. Конусът се състои от клетка, която възприема светлина, и леща, защитена от прозрачна роговица. Всички омматидии са плътно притиснати един към друг и свързани с роговицата. Всеки от тях вижда "своя" фрагмент от картината и мозъкът добавя тези малки изображения в едно цяло.

Разположението на големите сложни очи е различно при женските и мъжките мухи. При мъжките очите са близко разположени, а при женските са по-раздалечени, тъй като имат чело. Ако погледнете муха под микроскоп, тогава в средата на главата над фасетираните органи на зрението можете да видите три малки точки, подредени в триъгълник. Всъщност тези точки са прости очи.

Общо мухата има един чифт сложни очи и три прости - общо пет. Защо природата пое по толкова труден път? Факт е, че фасетната визия е създадена, за да може преди всичко да се обхване възможно най-много пространство с поглед и улавяне на движение. Тези очи изпълняват основните функции. С прости очи мухата беше "осигурена" за измерване на нивото на осветеност. Сложните очи са основният орган на зрението, а простите са второстепенни. Ако мухата нямаше прости очи, тя щеше да е по-бавна и можеше да лети само при ярка светлина, а без сложни очи щеше да е сляпа.

Как една муха вижда света около себе си?

Големите изпъкнали очи позволяват на мухата да вижда всичко около себе си, тоест ъгълът на гледане е 360 градуса. Той е два пъти по-широк от човека. Неподвижните очи на насекомото гледат едновременно от четирите страни. Но зрителната острота на мухата е почти 100 пъти по-ниска от тази на човека!

Тъй като всеки омматидиум е независима клетка, картината е мрежеста, състояща се от хиляди отделни малки изображения, които се допълват взаимно. Следователно светът за една муха е сглобен пъзел, състоящ се от няколко хиляди парчета и доста неясен. Повече или по-малко ясно, насекомото вижда само на разстояние от 40 - 70 сантиметра.

Мухата е в състояние да различава цветове и дори поляризирана светлина и ултравиолетови, невидими за човешкото око. Окото на мухата усеща и най-малката промяна в яркостта на светлината. Тя може да види слънцето, скрито от гъсти облаци. Но на тъмно мухите виждат лошо и водят предимно дневен начин на живот.

Друга интересна способност на мухата е бързата реакция на движение. Мухата възприема движещ се обект 10 пъти по-бързо от човека. Лесно "изчислява" скоростта на даден обект. Тази способност е жизненоважна за определяне на разстоянието до източника на опасност и се постига чрез "прехвърляне" на изображението от една клетка - омматидиум в друга. Авиоинженерите са възприели тази характеристика на зрението на мухата и са разработили устройство за изчисляване на скоростта на летящ самолет, повтаряйки структурата на окото му.

Благодарение на това бързо възприятие, мухите живеят в забавена реалност в сравнение с нас. Движение с продължителност една секунда, от човешка гледна точка, се възприема от мухата като действие от десет секунди. Със сигурност хората им изглеждат много бавни същества. Мозъкът на насекомото работи със скоростта на суперкомпютър, като получава изображение, анализира го и предава съответните команди на тялото за хилядни от секундата. Ето защо не винаги е възможно да убиете муха.

И така, правилният отговор на въпроса "Колко очи има обикновената муха?" ще бъде номер пет. Основните са сдвоен орган в муха, както при много живи същества. Защо природата е създала точно три прости очи остава загадка.

Всички хора знаят, че е много трудно да се хване или удари муха: тя вижда много добре и незабавно реагира на всяко движение, летейки нагоре. Отговорът се крие в уникалната визия на това насекомо. Отговорът на въпроса колко очи има една муха ще помогне да се разбере причината за нейната неуловима.

Устройството на зрителните органи

Домашната или обикновена муха има черно-сив цвят на тялото с дължина до 1 см и леко жълтеникав корем, 2 чифта сиви крила и глава с големи очи. Той принадлежи към най-древните обитатели на планетата, както свидетелстват данните на археолозите, открили екземпляри, датиращи отпреди 145 милиона години.

Когато разглеждате главата на муха под микроскоп, можете да видите, че тя има много оригинални обемни очи, разположени от двете страни. Както можете да видите на снимката на очите на мухата, те визуално изглеждат като мозайка, съставена от 6-странни структурни единици, които се наричат ​​фасети или омматидии, подобно на структурата на пчелните пити. В превод от френски думата "fasette" означава фасети. Поради това очите се наричат ​​фасетирани.

Как да разберем какво вижда една муха в сравнение с човек, чието зрение е бинокулярно, тоест съставено е от две картини, които виждат 2 очи? При насекомите визуалният апарат е по-сложен: всяко око се състои от 4 хиляди фасети, показващи малка част от видимото изображение. Следователно формирането на обща картина на външния свят в тях се извършва на принципа на „събиране на пъзели“, което ни позволява да говорим за уникалната структура на мозъка на мухите, способна да обработва повече от 100 кадъра изображения на второ.

За бележка!

Фасетното зрение е не само при мухите, но и при други насекоми: пчелите имат 5 хиляди фасети, пеперудите - 17 хиляди, водните кончета са рекордьори - до 30 хиляди омматидии.

Как мухата вижда

Такова устройство на зрителните органи не позволява на мухата да се концентрира върху конкретен обект или обект, но показва обща картина на цялото околно пространство, което ви позволява бързо да забележите опасността. Ъгълът на гледане на всяко око е 180°, което заедно е 360°, т.е видът на зрението е панорамен.

Благодарение на тази структура на очите, мухата перфектно оглежда всичко наоколо, включително виждайки човек, който се опитва да се промъкне отзад. Контролът върху цялото околно пространство й осигурява 100% защита срещу всякакви неприятности, включително от струпване на хора.

В допълнение към 2-те основни, мухите имат още 3 обикновени очи, разположени на челото в интервалите между фасетираните. Тези органи им позволяват да виждат близките обекти по-ясно за разпознаване и незабавна реакция.

Интересно!

Обобщавайки всички данни, можем да кажем, че зрението на мухата е представено от 5 очи: 2 фасетни - за контрол на околното пространство и 3 прости - за фокусиране и разпознаване на обекти.

Характеристики на визуалните способности на мухите

Визията на обикновената муха има много по-интересни характеристики:

• мухите отлично различават основните цветове и техните нюанси, освен това са в състояние да различават ултравиолетовите лъчи;
• те не виждат абсолютно нищо в тъмното и затова спят през нощта;
• но те улавят някои цветове от цялата палитра малко по-различно, поради което условно се считат за далтонисти;
• фасетното устройство на очите ви позволява да фиксирате всичко едновременно отгоре, отдолу, отляво, отдясно и отпред и ви позволява бързо да реагирате на приближаваща опасност;
• очите на мухата различават само малки предмети, например приближаването на ръка, но не възприемат голяма фигура на човек или мебели в стаята;
• при мъжете сложните очи са по-близо една до друга, отколкото при женските, които имат по-широко чело;

Интересно!

Зрителната острота се доказва и от факта колко кадъра в секунда вижда една муха. За сравнение, точни цифри: човек възприема само 16, а мухата - 250-300 кадъра в секунда, което й помага да се движи перфектно с висока скорост в полет.

Характеристики на трептене

Има индикатор за зрителна способност, който се свързва с честотата на трептене на изображението, т.е. най-ниската му граница, при която светлината се фиксира като постоянен източник на светлина. Нарича се CFF - критична честота на трептене-сливане. Стойността му показва колко бързо очите на животното могат да актуализират изображението и да обработват визуална информация.

Човек е в състояние да открие честота на трептене от 60 Hz, тоест актуализиране на изображението 60 пъти в секунда, което се следва при показване на визуална информация на телевизионен екран. За бозайниците (кучета, котки) тази критична стойност е 80 Hz, поради което те обикновено не обичат да гледат телевизия.

Колкото по-висока е стойността на честотата на трептене, толкова по-голямо биологично предимство има животното. Следователно, за насекоми, при които тази стойност достига 250 Hz, това се проявява във възможността за по-бърза реакция на опасност. Наистина, за човек, който се приближава до „плячката“ с вестник в ръце с намерението да я убие, движението изглежда бързо, но уникалната структура на окото му позволява да улови дори мигновени движения, сякаш на забавен каданс.

Според биолога К. Гили такава висока критична честота на трептене при мухите се дължи на техния малък размер и бърз метаболизъм.

Интересно!

Разликата в индекса CFF за различните видове гръбначни животни изглежда така: най-малките 14 Hz са при змиорките и костенурките, 45 при влечугите, по 60 при хората и акулите, при птиците и кучетата - 80, при земните катерици - 120.

Горният анализ на зрителните способности ни позволява да разберем, че светът през очите на мухата изглежда като сложна система от голям брой снимки, по аналогия с малки видеокамери, всяка от които предава информация на насекомото за малка част на околното пространство. Сглобеното изображение ви позволява да запазите визуална "всеобхватна защита" с един поглед и незабавно да реагирате на подхода на враговете. Изследванията на учените върху подобни зрителни способности на насекомите са довели до разработването на летящи роботи, при които компютърни системи контролират позицията по време на полет, симулирайки зрението на мухите.

Швейцарски учени успяха да възпроизведат окото на муха, т. нар. изкуствено съставно око.
Сложните очи, състоящи се от множество тесни светлочувствителни конуси, наречени омматидии, са характерни за насекомите и ракообразните.

Такива очи имат редица предимства и недостатъци в сравнение с човешките очи. Окото на мухата има по-ниска разделителна способност от окото на гръбначните животни, тоест картината, заснета от това око, няма да бъде ясна. И от предимствата - те са по-малко инертни (някои насекоми са в състояние да възприемат трептене с честота до 300 Hz), не изискват фокусиране и могат да различават не само цвета, но и посоката на поляризацията на светлината. С две думи – картината е бърза, разнообразна, наситена, но не ясна. Екип от учени от Федералното политехническо училище в Лозана (EPFL) създаде прототип на изкуствено сложно око, което се възползва от този дизайн.

Камера като око на муха (композитно око)

Изкуственото око, което учените нарекоха CurvACE (CURVed Artificial Compound Eyes), се състои от 630 "омматидии", всеки от които е светлочувствителен елемент и микролеща, която фокусира върху него тесен лъч светлина. Окото има зрителен ъгъл от 60 градуса във вертикална и 180 - в хоризонтална равнина. Вертикално зрителните ъгли на различните омматидии се определят от формата на микролещите, а хоризонтално - от огъването на субстрата, върху който е разположено окото. Тази форма е продиктувана от технологията на производство - фоточувствителните елементи се формират върху твърд кристал, който след това се нарязва на тесни ленти.

Камера като око на муха (композитно око)

Окото е с обем само 2,2 кубични сантиметра и тежи 1,75 грама. В промишленото производство сегашното ниво на технологии ще намали размера му поне наполовина. Основната цел на окото са визуални навигационни системи за роботи. Окото има висока чувствителност и динамичен обхват - всеки омматидиум може индивидуално да се адаптира към нивото на осветеност. Такова око не може да бъде заслепено от блясъка на слънцето. В комбинация с висока скорост (прототипът може да произведе до 1500 кадъра в секунда), малък размер, липса на изкривяване в краищата на зрителното поле и възможност за относително лесно постигане на кръгъл или дори сферичен изглед, това го прави идеален инструмент за определяне на позицията на робота в пространството, откриване на препятствия и избягване на сблъсък. Вероятно първите образци на такива камери ще видим на автомобили с автопилот и различни роботи.

Характеристиките на CurvACE се доближават до окото на плодовата муха Drosophila. Подобно на око на насекомо, което съдържа нервен възел вътре, който извършва първична обработка на изображения, CurvACE включва микроконтролер, който обработва сигнала от сензорите с помощта на алгоритми за оптичен поток, както и акселерометър и жироскоп.

Всъщност електронният пълнеж съставлява по-голямата част от масата и обема на окото - самият масив от CMOS сензори с микролещи е с дебелина 1 мм и тегло 0,36 грама. Възможността да се придаде всякаква форма на фасетираната камера и липсата на големи лещи отваря много възможности: такива "очи" могат да бъдат вградени в стените на стаи, в дрехи или мебели за използване в интелигентни домове или системи за видеонаблюдение. Чрез комбиниране на различни видове омматидии в един сензор можете да създадете камера, която ще вижда едновременно в различни диапазони. Определен прототип на всевиждащото око, нова беда за параноиците и чудотворна находка за специалните служби.