Svako od nas koji je barem jednom pokušao da se riješi dosadne muve trčeći za njom s petardom u ruci, dobro zna da ovaj zadatak nije uvijek lako izvesti, a ponekad je i potpuno nemoguć. Reakcija sivo-crnog malog stanara je taman. Poenta je da joj vi niste konkurencija. Zašto? Pročitajte članak u kojem ćemo vam reći sve o krilatim štetočinama.

Po čemu je ova muva superiornija od nas:

• u brzini kretanja (više od dvadeset km na sat),
• moći da prati njene brze pokrete.

Kako muhe vide

Mi, predstavnici ljudske rase, koji sebe smatramo tako savršenim i svemoćnim, imamo samo binokularni vid, koji nam omogućava da se koncentrišemo na određeni objekat ili u određenom uskom prostoru ispred nas, i nikako ne vide šta se dešava iza nas, ali za muhu to nije problem, pošto je njen vid panoramski, vidi ceo prostor na 360 stepeni ( svako oko može pružiti pogled od 180 stepeni).

Osim toga, ovi insekti ne samo da, zahvaljujući anatomskoj strukturi svog vizualnog aparata, mogu vidjeti u različitim smjerovima odjednom, već su u stanju i namjerno pregledati prostor oko sebe. I sve ovo je obezbeđeno smještene sa strane s dvije velike konveksne oči koje se jasno ističu na glavi insekta. Tako ogromno vidno polje određuje poseban "uvid" ovih insekata. Osim toga, potrebno im je znatno manje vremena za identifikaciju objekata nego nama ljudima. Njihova oštrina vida je također 3 puta veća od naše ljudske.

Struktura složenih očiju

Ako pogledate oko muhe pod mikroskopom, možete vidjeti da je sačinjeno, poput mozaika, od mnogo malih dijelova - faseta - heksagonalnih strukturnih jedinica, spolja vrlo sličnog saću. Shodno tome, takvo oko zove se faseta, a same fasete se također nazivaju ommatidia. U oku muhe ima oko četiri hiljade takvih aspekata. Svi oni daju svoju sliku (mali dio cjeline), a mozak muhe od njih formira cjelokupnu sliku, kao iz slagalice.

Panoramski, fasetni vid i binokularni vid, koji je svojstven ljudima, imaju dijametralno suprotne svrhe. Da bi insekti mogli brzo da se kreću i još mnogo toga primetiti približavanje opasnosti, ali i da imamo vremena da ga izbjegnemo, važno je ne vidjeti određeni objekt dobro i jasno, već, uglavnom, izvršiti pravovremenu percepciju kretanja i promjena u prostoru.

Postoji još jedna radoznala karakteristika vizuelne percepcije muve o okolnom svetu, u pogledu palete boja. Neki od njih, tako poznati našim očima, nikako se ne mogu razlikovati po insektima, drugi njima izgledaju drugačije nego nama, u različitim bojama. Što se tiče šarenila okolnog prostora - muhe razlikuju ne samo sedam osnovnih boja, već i njihove najsuptilnije nijanse, jer njihove oči mogu vidjeti ne samo vidljivu svjetlost, već i ultraljubičastu, koju ljudi, nažalost, ne smiju vidjeti. Ispostavilo se da je u vizualnoj percepciji muhe svijet oko njih ružičastiji nego kod ljudi.

Takođe treba napomenuti da, iako imaju određene prednosti u vizuelnom sistemu, ovi predstavnici šestonožnog sveta (da, imaju 3 para nogu) ne vide u mraku. Noću spavaju, jer im oči ne dozvoljavaju da se kreću u mraku.

A ova mala i okretna stvorenja primjećuju samo male i pokretne predmete. Insekt ne percipira tako veliki predmet, na primjer, kao osoba. I ovdje približava ljudskoj ruci Oči muve savršeno vide i odmah prenose potreban signal u mozak. Takođe, neće im biti teško da vide bilo koju drugu opasnost koja se brzo približava, zahvaljujući složenoj i pouzdanoj strukturi očiju, koja omogućava insektu da vidi prostor u svim pravcima u isto vreme - desno, levo, gore, nazad i napred i reaguje u skladu sa tim, spasavajući sebe, zbog čega su tako teški udarci.

Brojne aspekte omogućavaju mušici da prati objekte koji se brzo kreću uz visoku jasnoću slike. za poređenje, ako je vizija osobe može da percipira 16 kadrova u sekundi, tada muva ima 250-300 sličica u sekundi. Ovo svojstvo je neophodno muhama, kao što je već opisano, da detektuju pokrete sa strane, kao i za sopstvenu orijentaciju u prostoru tokom brzog leta.

Broj očiju u mušici

Inače, pored dva velika složena oka, muva ima još tri locirana jednostavna na prednjem dijelu glave u intervalu između faseta. Za razliku od složenih, ova tri su potrebna da bi se objekti vidjeli iz blizine, jer je složeno oko u ovom slučaju beskorisno.

Dakle, na pitanje koliko očiju ima kućna muva, sada možemo tačno odgovoriti da ih ima pet:

• dva aspekta (kompleks), koji se sastoje od hiljada ommatidija i neophodni su za dobijanje informacija o događajima koji se brzo menjaju u prostoru,
• i tri jednostavna oka, koja omogućavaju izoštravanje.

Složene oči se nalaze kod muva sa strane glave, a kod ženki je položaj organa vida nešto proširen (odvojen širokim čelom), dok su kod mužjaka oči malo bliže jedna drugoj.

Obična muva ima neverovatne, neobične oči!
Po prvi put, ljudi su mogli da pogledaju svet očima insekta 1918. godine zahvaljujući nemačkom naučniku Eksneru. Exner je dokazao postojanje neobičnog mozaičkog vida kod insekata. Fotografirao je prozor kroz složeno oko krijesnice postavljeno na stakalcu mikroskopa. Fotografija je pokazivala sliku okvira prozora, a iza njega mutne obrise katedrale.

Složene oči muhe nazivaju se složenim očima i sastoje se od mnogo hiljada sićušnih, pojedinačnih heksagonalnih fasetnih očiju zvanih ommatidija. Svaki ommatidijum se sastoji od sočiva i susjednog dugačkog prozirnog kristalnog konusa.

Kod insekata, složeno oko može imati od 5.000 do 25.000 faseta. Oko kućne muhe sastoji se od 4000 faseta. Oštrina vida muhe je niska; vidi 100 puta lošije od čovjeka. Zanimljivo je da kod insekata oštrina vida zavisi od broja faseta u oku!
Svaki aspekt percipira samo dio slike. Dijelovi se spajaju u jednu sliku, a muva vidi „mozaičnu sliku“ okolnog svijeta.

Zahvaljujući tome, muva ima gotovo kružno vidno polje od 360 stepeni. Ona ne vidi samo ono što je ispred nje, već i ono što se dešava oko i iza nje, tj. velike složene oči omogućavaju muši da gleda u različitim smjerovima u isto vrijeme.

U očima muhe, refleksija i prelamanje svjetlosti se dešavaju na način da njen najveći dio ulazi u oko pod pravim uglom, bez obzira na upadni ugao.

Složeno oko je rasterski optički sistem u kojem, za razliku od ljudskog oka, ne postoji jedinstvena mrežnica.
Svaka ommatidija ima svoju dioptriju. Inače, za muhu ne postoji pojam akomodacije, miopije ili dalekovidosti.

Muva, kao i osoba, vidi sve boje vidljivog spektra. Osim toga, muva može razlikovati ultraljubičasto i polarizirano svjetlo.

Koncepti akomodacije, miopije ili dalekovidosti nisu poznati mušici.
Oči muve su veoma osetljive na promene u jačini svetlosti.

Proučavanje složenih očiju muhe pokazalo je inženjerima da je muva sposobna vrlo precizno odrediti brzinu objekata koji se kreću ogromnim brzinama. Inženjeri su kopirali princip očiju mušica kako bi stvorili detektore velike brzine koji detektuju brzinu letećeg aviona. Ovaj uređaj se zove "mušino oko"

Panoramska kamera "mušino oko"

Naučnici sa École Polytechnique Fédérale de Lausanne izumili su kameru od 360 stepeni koja omogućava da se slike transformišu u 3D bez njihovog izobličenja. Predložili su potpuno novi dizajn, inspiriran dizajnom mušjeg oka.
Oblik kamere podsjeća na malu hemisferu veličine narandže, a duž površine se nalaze 104 mini kamere, slične onima ugrađenim u mobilne telefone.

Ova panoramska kamera pruža 3D sliku od 360 stepeni. Međutim, svaka od kompozitnih kamera može se koristiti zasebno, prebacujući pažnju gledatelja na određena područja prostora.
Ovim izumom naučnici su rešili dva glavna problema tradicionalnih filmskih kamera: neograničeni ugao gledanja i dubinu polja.

FLEKSIBILNA KAMERA 180 STEPENI

Tim istraživača sa Univerziteta Illinois, predvođen profesorom Johnom Rogersom, napravio je fasetiranu kameru koja radi na principu oka insekta.
Novi uređaj spolja i iznutra podsjeća na oko insekta.

Kamera se sastoji od 180 malih sočiva, od kojih svaki ima svoj foto senzor. Ovo omogućava da svaka od 180 mikro-kamera radi autonomno, za razliku od konvencionalnih kamera. Ako povučemo analogiju sa životinjskim svijetom, onda je 1 mikrosočivo 1 faset oka muhe. Zatim, podaci niske rezolucije dobijeni mikro-kamerama ulaze u procesor, gdje se ovih 180 malih slika sklapa u panoramu čija širina odgovara kutu gledanja od 180 stepeni.

Kamera ne zahteva fokusiranje, tj. Objekti koji su blizu mogu se vidjeti jednako dobro kao i objekti koji su udaljeni. Oblik kamere može biti ne samo hemisferičan. Može se dati gotovo bilo koji oblik. . Svi optički elementi izrađeni su od elastičnog polimera koji se koristi u proizvodnji kontaktnih sočiva.
Novi izum može naći široku primenu ne samo u sistemima bezbednosti i nadzora, već iu računarima nove generacije.

Pitanje "Koliko očiju ima obična muva?" nije tako jednostavno kao što se čini. Dva velika oka koja se nalaze sa strane glave mogu se vidjeti golim okom. Ali u stvarnosti, struktura vidnih organa muhe je mnogo složenija.

Ako pogledate uvećani pogled na oči muhe, možete vidjeti da su one poput saća i da se sastoje od mnogih pojedinačnih segmenata. Svaki dio ima oblik šesterokuta s pravilnim rubovima. Otuda i naziv za ovu strukturu oka – faset (“faceta” u prijevodu s francuskog znači “ivica”). Mnogi zglavkari mogu se pohvaliti složenim fasetiranim očima, a muva je daleko od rekorda po broju faseta: ima samo 4.000 faseta, dok vreten konj ima oko 30.000.

Ćelije koje vidimo zovu se ommatidija. Ommatidije imaju konusni oblik, čiji se uski kraj proteže duboko u oko. Konus se sastoji od ćelije koja percipira svetlost i sočiva zaštićenog providnom rožnicom. Sve ommatidije su usko pritisnute jedna uz drugu i povezane rožnicom. Svako od njih vidi "svoj" fragment slike, a mozak te male slike slaže u jednu cjelinu.

Raspored velikih složenih očiju je različit kod ženki i mužjaka. Kod mužjaka su oči postavljene blizu jedna uz drugu, dok su kod ženki više razmaknute, jer imaju čelo. Ako pogledate muhu pod mikroskopom, tada u sredini glave iznad organa vida možete vidjeti tri male tačke raspoređene u trokut. U stvari, ove tačke su jednostavne oči.

Ukupno, muva ima jedan par složenih očiju i tri jednostavna - ukupno pet. Zašto je priroda krenula tako teškim putem? Činjenica je da je fasetna vizija formirana kako bi prvenstveno pokrila što više prostora pogledom i uhvatila pokret. Takve oči obavljaju osnovne funkcije. Sa jednostavnim očima, mušica je bila "obezbeđena" da meri nivo osvetljenja. Složene oči su glavni organ vida, a jednostavne oči su sekundarni organ. Da muva nema jednostavne oči, bila bi sporija i mogla bi letjeti samo na jakom svjetlu, a bez složenih očiju oslijepila bi.

Kako muva vidi svijet oko sebe?

Velike, konveksne oči omogućavaju muši da vidi sve oko sebe, odnosno vidni ugao je 360 ​​stepeni. Ovo je duplo šire od ljudskog. Nepokretne oči insekta istovremeno gledaju u sva četiri smjera. Ali oštrina vida muhe je skoro 100 puta manja od ljudske!

Pošto je svaka ommatidija nezavisna ćelija, slika se ispostavlja kao mreža, koja se sastoji od hiljada pojedinačnih malih slika koje se međusobno nadopunjuju. Dakle, za muhu je svijet sastavljena slagalica koja se sastoji od nekoliko hiljada dijelova, i to prilično nejasne. Insekt vidi manje-više jasno samo na udaljenosti od 40 - 70 centimetara.

Muva je sposobna razlikovati boje, pa čak i polariziranu svjetlost i ultraljubičasto, nevidljivo ljudskom oku. Oko mušice osjeća i najmanju promjenu jačine svjetlosti. Ona je u stanju da vidi sunce skriveno gustim oblacima. Ali u mraku, muhe slabo vide i vode pretežno dnevni način života.

Još jedna zanimljiva sposobnost muhe je njena brza reakcija na kretanje. Muva opaža objekt koji se kreće 10 puta brže od čovjeka. Lako „izračunava“ brzinu nekog objekta. Ova sposobnost je od vitalnog značaja za određivanje udaljenosti do izvora opasnosti i postiže se “prenošenjem” slike iz jedne ćelije - ommatidije - u drugu. Avio-inženjeri su iskoristili ovu osobinu muhe vizije i razvili uređaj za izračunavanje brzine letećeg aviona, ponavljajući strukturu njegovog oka.

Zahvaljujući tako brzoj percepciji, muhe žive u sporijoj stvarnosti u odnosu na nas. Pokret koji traje sekundu, s ljudske tačke gledišta, muva doživljava kao akciju od deset sekundi. Sigurno im se ljudi čine kao vrlo spora stvorenja. Mozak insekta radi brzinom superkompjutera, prima sliku, analizira je i prenosi odgovarajuće komande tijelu u hiljaditim dijelovima sekunde. Stoga nije uvijek moguće oboriti muvu.

Dakle, tačan odgovor na pitanje "Koliko očiju ima obična muva?" broj će biti pet. Glavni su upareni organ u mušici, kao i kod mnogih živih bića. Zašto je priroda stvorila upravo tri jednostavna oka ostaje misterija.

Svi ljudi znaju da je veoma teško uhvatiti ili udariti muvu: ona odlično vidi i odmah reaguje na bilo kakve pokrete, leteći gore. Odgovor leži u jedinstvenoj viziji ovog insekta. Odgovor na pitanje koliko očiju ima muva pomoći će vam da shvatite razlog njene neuhvatljivosti.

Struktura vidnih organa

Kućna muha ili obična muha ima crno-sivo tijelo dužine do 1 cm i blago žućkasti trbuh, 2 para sivih krila i glavu s velikim očima. To je jedan od najstarijih stanovnika planete, o čemu svjedoče podaci arheologa koji su otkrili primjerke stare 145 miliona godina.

Kada pogledate glavu muhe pod mikroskopom, možete vidjeti da ima vrlo originalne trodimenzionalne oči smještene s obje strane. Kao što možete vidjeti na fotografiji očiju muhe, one su vizualno slične mozaiku sastavljenom od 6-stranih strukturnih jedinica zvanih fasete ili ommatidija, slične strukturi saća. U prijevodu s francuskog, riječ "fasette" znači fasete. Zbog toga se oči nazivaju složenim očima.

Kako da razumemo šta muva vidi u poređenju sa osobom čiji je vid binokularni, odnosno sastavljen od dve slike koje vide 2 oka? Kod insekata je vizuelni aparat složeniji: svako oko se sastoji od 4 hiljade faseta, koje pokazuju mali dio vidljive slike. Stoga se formiranje opće slike vanjskog svijeta u njima odvija prema principu "slaganja zagonetki", što nam omogućava da govorimo o jedinstvenoj strukturi mozga muva, sposobnoj da obradi više od 100 okvira slika po sekunda.

Napomenu!

Ne samo muhe, već i drugi insekti imaju fasetni vid: pčele imaju 5 hiljada faseta, leptiri 17 hiljada, a vilini konjici koji obaraju rekorde imaju do 30 hiljada omatidija.

Kako muva vidi

Ovakav raspored vidnih organa ne dozvoljava muši da se koncentriše na određeni predmet ili predmet, već pokazuje opću sliku cjelokupnog okolnog prostora, što vam omogućava da brzo uočite opasnost. Ugao gledanja svakog oka je 180°, što zajedno iznosi 360°, odnosno tip vida je panoramski.

Zahvaljujući ovoj strukturi oka, muva ima odličan pogled na sve okolo, uključujući i osobu koja se pokušava prišunjati s leđa. Kontrola nad čitavim okolnim prostorom pruža joj 100% zaštitu od svih nevolja, uključujući i okupljanje ljudi.

Osim 2 glavna, muhe imaju još 3 obična oka, smještena na čelu u prostorima između fasetnih očiju. Ovi organi im omogućavaju da jasnije vide obližnje objekte radi prepoznavanja i trenutne reakcije.

Zanimljivo!

Sumirajući sve podatke, možemo konstatovati da viziju muhe predstavlja 5 očiju: 2 fasetna oka za praćenje okolnog prostora i 3 jednostavna oka za fokusiranje i prepoznavanje objekata.

Karakteristike vizuelnih sposobnosti muva

Vizija obične muhe ima još mnogo zanimljivih karakteristika:

• Muhe savršeno razlikuju primarne boje i njihove nijanse, a mogu razlikovati i ultraljubičaste zrake;
• ne vide apsolutno ništa u mraku i stoga spavaju noću;
• međutim, neke boje iz cijele palete percipiraju malo drugačije, zbog čega se konvencionalno smatraju daltonistima;
• Fasetni uređaj za oči omogućava vam da istovremeno popravite sve iznad, ispod, lijevo, desno i ispred i omogućuje brzo reagiranje na opasnost koja se približava;
• oči muhe razlikuju samo male predmete, na primjer, pristup ruke, ali ne opažaju veliku ljudsku figuru ili namještaj u prostoriji;
• kod muškaraca, složene oči se nalaze bliže jedna drugoj u odnosu na ženke, koje imaju šire čelo;

Zanimljivo!

O oštrini vida svjedoči i činjenica koliko frejmova u sekundi vidi muva. Za usporedbu, točne brojke: osoba percipira samo 16, a muva percipira 250-300 sličica u sekundi, što joj pomaže da se savršeno kreće pri velikim brzinama u letu.

Karakteristike treperenja

Postoji indikator vizuelnih sposobnosti koji je povezan sa frekvencijom treperenja slike, odnosno njenom najnižom granicom na kojoj se svetlost beleži kao konstantan izvor osvetljenja. Zove se CFF - kritična frekvencija fuzije treperenja. Njegova vrijednost pokazuje koliko brzo su oči životinje u stanju ažurirati slike i obraditi vizualne informacije.

Osoba je u stanju da detektuje frekvenciju treperenja od 60 Hz, odnosno ažuriranje slike 60 puta u sekundi, što se prati prilikom prikazivanja vizuelnih informacija na televizijskom ekranu. Za sisare (pse, mačke) ova kritična vrijednost je 80 Hz, zbog čega obično ne vole gledati TV.

Što je frekvencija treperenja veća, životinja ima više bioloških koristi. Dakle, kod insekata kod kojih ova vrijednost doseže 250 Hz, to se očituje u mogućnosti brže reakcije na opasnost. Zaista, za osobu koja prilazi “plijeni” s novinama u rukama s namjerom da ga ubije, pokret se čini brzim, ali jedinstvena struktura oka joj omogućava da uhvati čak i trenutne pokrete kao u usporenom snimku.

Prema biologu K. Giliju, tako visoka kritična učestalost treperenja kod muva je zbog njihove male veličine i brzog metabolizma.

Zanimljivo!

Razlika u CFF indikatoru za različite vrste kičmenjaka izgleda ovako: najmanjih 14 Hz je kod jegulja i kornjača, 45 kod gmizavaca, po 60 kod ljudi i morskih pasa, 80 kod ptica i pasa, 120 kod vjeverica.

Navedena analiza vizuelnih sposobnosti nam omogućava da shvatimo da svijet očima muhe izgleda kao složen sistem velikog broja slika, sličnih malim video kamerama, od kojih svaka prenosi insektu informaciju o malom dijelu okolnog prostora. Sastavljena slika omogućava vam da jednim pogledom održavate vizuelnu „svestranu odbranu“ i trenutno reagujete na približavanje neprijatelja. Istraživanja naučnika o takvim vizuelnim sposobnostima insekata omogućila su im da razviju leteće robote u kojima kompjuterski sistemi kontrolišu njihov položaj leta, imitirajući viziju muva.

Švajcarski naučnici uspeli su da reprodukuju oko muhe, takozvano veštačko složeno oko.
Složene oči, koje se sastoje od mnogih uskih čunjića osjetljivih na svjetlost zvanih ommatidia, karakteristične su za insekte i rakove.

Takve oči imaju niz prednosti i mana u odnosu na ljudske oči. Oko muhe ima nižu rezoluciju od oka kralježnjaka, odnosno slika koju snimi ovo oko neće biti jasna. A među prednostima - oni su manje inercijski (neki insekti mogu primijetiti treperenje frekvencijom do 300 Hz), ne zahtijevaju fokusiranje i mogu razlikovati ne samo boju, već i smjer polarizacije svjetlosti. Ukratko, slika je brza, raznolika, bogata, ali nije jasna. Tim naučnika sa Ecole Polytechnique Federale de Lausanne (EPFL) kreirao je prototip vještačkog složenog oka koje koristi prednosti ovog dizajna.

Kamera je kao oko muhe (složeno oko)

Vještačko oko, koje su naučnici nazvali CurvACE (CURVed Artificial Compound Eyes), sastoji se od 630 "ommatida", od kojih je svaki element osjetljiv na svjetlost i mikroleće koje fokusira uski snop svjetlosti na njega. Oko ima ugao gledanja od 60 stepeni u vertikalnoj i 180 stepeni u horizontalnoj ravni. Vertikalni kutovi vida različitih ommatidija određeni su oblikom mikrosočiva, a horizontalni kut određen je savijanjem podloge na kojoj se nalazi oko. Ovaj oblik diktira tehnologija proizvodnje - fotoosjetljivi elementi se formiraju na čvrstom kristalu, koji se zatim reže u uske trake.

Kamera je kao oko muhe (složeno oko)

Oko ima zapreminu od samo 2,2 kubna centimetra i teži 1,75 grama. U industrijskoj proizvodnji, savremeni nivo tehnologije će omogućiti smanjenje njene veličine za najmanje polovinu. Osnovna namjena oka je kao vizualni navigacijski sistem za robote. Oko ima visoku osjetljivost i dinamički raspon - svaka ommatidija se može individualno prilagoditi nivou osvjetljenja. Takvo oko ne može biti zaslijepljeno odsjajem sunca. U kombinaciji s velikom brzinom (prototip može proizvesti do 1500 kadrova u sekundi), malom veličinom, nedostatkom izobličenja na rubovima vidnog polja i mogućnošću relativno lakog postizanja sveobuhvatnog ili čak sfernog vida, to ga čini idealan alat za određivanje položaja robota u prostoru, otkrivanje prepreka i izbjegavanje sudara. Prve primjere ovakvih kamera vjerojatno ćemo vidjeti na samovozećim automobilima i raznim robotima.

Karakteristike CurvACE otprilike odgovaraju oku voćne mušice Drosophila. Baš poput oka insekta, koje unutar sebe sadrži nervni čvor koji vrši primarnu obradu slike, CurvACE uključuje mikrokontroler koji obrađuje signal sa senzora pomoću algoritama optičkog protoka, kao i akcelerometar i žiroskop.

Pravo elektronsko punjenje čini većinu mase i volumena oka - niz CMOS senzora s mikrosočivima sam po sebi je debeo 1 mm i težak 0,36 grama. Mogućnost da se fasetnoj kameri da bilo koji oblik i odsustvo velikih sočiva otvara mnoge mogućnosti: takve "oči" se mogu ugraditi u zidove prostorija, odeću ili nameštaj za upotrebu u pametnim kućama ili sistemima video nadzora. Kombinacijom različitih tipova ommatidija u jednom senzoru moguće je stvoriti kameru koja može istovremeno vidjeti u različitim rasponima. Svojevrsni prototip svevidećeg oka, nova nesreća za paranoične i čudesno otkriće za obavještajne službe.