Var och en av oss som åtminstone en gång försökt bli av med en irriterande fluga genom att springa efter den med en smällare i handen vet mycket väl att denna uppgift inte alltid är lätt att utföra, och ibland är det helt omöjligt. Den gråsvarta lilla hyresgästens reaktion är helt rätt. Poängen är att du inte är hennes konkurrent. Varför? Läs artikeln där vi kommer att berätta allt om bevingade skadedjur.

På vilket sätt är denna fluga överlägsen oss:

• i rörelsehastighet (mer än tjugo km i timmen),
• att kunna följa hennes snabba rörelser.

Hur flugor ser

Vi, representanter för människosläktet, som anser oss vara så perfekta och allsmäktige, har bara binokulär syn, vilket gör att vi kan koncentrera oss på specifikt objekt eller i ett visst smalt område framför oss och inte på något sätt kan se vad som händer bakom oss, men för en fluga är detta inget problem, eftersom dess sikt är panoramautsikt, den ser hela rymden i 360 grader ( varje öga kan ge en vy på 180 grader).

Dessutom kan dessa insekter inte bara, tack vare den anatomiska strukturen i deras visuella apparat, se i olika riktningar samtidigt, utan kan också målmedvetet övervaka utrymmet runt dem. OCH allt detta tillhandahålls ligger på sidorna med två stora konvexa ögon som sticker ut tydligt på insektens huvud. Ett sådant enormt synfält bestämmer den speciella "insikten" hos dessa insekter. Dessutom behöver de betydligt mindre tid för att identifiera föremål än vad vi människor gör. Deras synskärpa är också 3 gånger större än vår mänskliga.

Struktur av sammansatta ögon

Om du undersöker ögat på en fluga i mikroskop kan du se att den är uppbyggd, som en mosaik, av många små sektioner - fasetter - hexagonala strukturella enheter, externt formade mycket lik en bikaka. Ett sådant öga alltså kallas fasett, och själva fasetterna kallas också ommatidia. Det finns ungefär fyra tusen sådana aspekter i en flugs öga. De ger alla sin bild (en liten del av helheten), och flugans hjärna bildar helhetsbilden från dem, som från ett pussel.

Panorama-, facettseende och binokulärt seende, som är karakteristiskt för människor, har diametralt motsatta syften. För att insekter snabbt ska kunna navigera med mera märker närmar sig fara, men också för att ha tid att undvika det, är det viktigt att inte se ett specifikt föremål väl och tydligt, utan främst att utföra snabb uppfattning om rörelser och förändringar i rymden.

Det finns ett annat märkligt drag i flugans visuella uppfattning om omvärlden, när det gäller färgpaletten. Vissa av dem, så bekanta för våra ögon, kan inte särskiljas av insekter alls, andra ser annorlunda ut för dem än för oss, i olika färger. När det gäller färgglattheten i det omgivande utrymmet - flugor skiljer inte bara de sju primära färgerna, utan också deras subtilaste nyanser, eftersom deras ögon kan se inte bara synligt ljus, utan också ultraviolett, vilket människor tyvärr inte får se. Det visar sig att i den visuella uppfattningen av en fluga är världen runt dem mer rosa än hos människor.

Det bör också noteras att även om de har vissa fördelar i det visuella systemet, kan dessa representanter för den sexbenta världen (ja, de har 3 par ben) inte se i mörkret. På natten sover de, eftersom deras ögon inte tillåter dem att navigera i mörkret.

Och dessa små och kvicka varelser märker bara små och rörliga föremål. En insekt uppfattar inte ett så stort föremål, till exempel som en person. Och här närmar sig mänsklig hand Flugans ögon ser perfekt och överför omedelbart den nödvändiga signalen till hjärnan. Det kommer inte heller att vara svårt för dem att se någon annan snabbt närmande fara, tack vare ögonens komplexa och pålitliga struktur, som gör att insekten kan se rymden i alla riktningar samtidigt - höger, vänster, uppåt, bakåt och framåt och reagera därefter, räddar sig själv, vilket är anledningen till att de är så svåra slam.

Många aspekter gör att flugan kan följa mycket snabbt rörliga föremål med hög bildskärpa. För jämförelse, om en persons vision kan uppfatta 16 bilder per sekund, då har en fluga 250–300 bilder per sekund. Denna egenskap är nödvändig för flugor, som redan beskrivits, för att upptäcka rörelser från sidan, såväl som för sin egen orientering i rymden under snabb flygning.

Antal ögon i en fluga

Förresten, förutom två stora sammansatta ögon, har flugan ytterligare tre enkla placerade på den främre delen huvuden i intervallet mellan fasetterna. Till skillnad från de komplexa behövs dessa tre för att se objekt på nära håll, eftersom det komplexa ögat i detta fall är värdelöst.

Således, på frågan om hur många ögon en husfluga har, kan vi nu exakt svara att det finns fem:

• två aspekter (komplex), bestående av tusentals ommatidier och nödvändiga för att få information om händelser som snabbt förändras i rymden,
• och tre enkla ögon, som möjliggör skärpning.

Sammansatta ögon finns i flugor på sidorna av huvudet, och hos kvinnor är synorganens placering något utvidgad (separerade av en bred panna), medan hos män är ögonen lite närmare varandra.

Den vanliga flugan har fantastiska, ovanliga ögon!
För första gången kunde människor se på världen genom en insekts ögon 1918 tack vare den tyske vetenskapsmannen Exner. Exner bevisade förekomsten av ovanlig mosaiksyn hos insekter. Han fotograferade ett fönster genom en eldflugas sammansatta öga placerat på ett objektglas. Fotografiet visade en bild av en fönsterram, och bakom den den suddiga konturerna av en katedral.

Flugans sammansatta ögon kallas sammansatta ögon och består av många tusen små, individuella sexkantiga facettögon som kallas ommatidia. Varje ommatidium består av en lins och en intilliggande lång transparent kristallin kon.

Hos insekter kan det sammansatta ögat ha från 5 000 till 25 000 facetter. En husflugas öga består av 4000 facetter. En flugas synskärpa är låg, den ser 100 gånger sämre än en människa. Intressant nog, hos insekter beror synskärpan på antalet facetter i ögat!
Varje aspekt uppfattar bara en del av bilden. Delarna sätts ihop till en bild och flugan ser en "mosaikbild" av omvärlden.

Tack vare detta har flugan ett nästan cirkulärt synfält på 360 grader. Hon ser inte bara vad som finns framför henne, utan också vad som händer runt och bakom henne, d.v.s. stora sammansatta ögon gör att flugan kan titta åt olika håll samtidigt.

I ögonen på en fluga sker reflektion och brytning av ljus på ett sådant sätt att den maximala delen av det kommer in i ögat i rät vinkel, oavsett infallsvinkeln.

Det sammansatta ögat är ett rasteroptiskt system där det, till skillnad från det mänskliga ögat, inte finns någon enskild näthinna.
Varje ommatidia har sin egen dioptri. Förresten, begreppet boende, närsynthet eller framsynthet existerar inte för en fluga.

En fluga, som en person, ser alla färgerna i det synliga spektrumet. Dessutom kan flugan skilja mellan ultraviolett och polariserat ljus.

Begreppen logi, närsynthet eller framsynthet är inte bekanta för flugan.
Ögonen på en fluga är mycket känsliga för förändringar i ljusets ljusstyrka.

Att studera flugans sammansatta ögon visade ingenjörer att flugan är kapabel att mycket exakt bestämma hastigheten på föremål som rör sig med enorma hastigheter. Ingenjörer har kopierat principen om flugornas ögon för att skapa höghastighetsdetektorer som känner av hastigheten hos flygande flygplan. Denna enhet kallas för "flugans öga"

Panoramakamera "fluga öga"

Forskare vid École Polytechnique Fédérale de Lausanne har uppfunnit en 360-graderskamera som gör att bilder kan omvandlas till 3D utan att förvränga dem. De föreslog en helt ny design, inspirerad av designen av ett flugöga.
Kamerans form påminner om en liten halvklot i storleken av en apelsin, längs ytan finns 104 minikameror, liknande de som är inbyggda i mobiltelefoner.

Denna panoramakamera ger en 360-graders 3D-bild. Men var och en av de sammansatta kamerorna kan användas separat och överföra tittarens uppmärksamhet till vissa områden i rymden.
Med denna uppfinning löste forskare två huvudproblem med traditionella filmkameror: obegränsad synvinkel och skärpedjup.

FLEXIBEL KAMERA 180 GRADER

Ett team av forskare från University of Illinois, ledd av professor John Rogers, har skapat en facetterad kamera som fungerar enligt principen om ett insektsöga.
Den nya enheten både externt och invändigt liknar ett insekts öga.

Kameran består av 180 små linser, var och en med sin egen fotosensor. Detta gör att var och en av de 180 mikrokamerorna kan arbeta autonomt, till skillnad från konventionella kameror. Om vi ​​drar en analogi med djurvärlden så är 1 mikrolins 1 aspekt av ett flugöga. Därefter kommer de lågupplösta data som erhålls av mikrokameror in i en processor, där dessa 180 små bilder sätts samman till ett panorama, vars bredd motsvarar en betraktningsvinkel på 180 grader.

Kameran kräver inte fokusering, d.v.s. Objekt som är nära kan ses lika bra som objekt som är långt borta. Kamerans form kan inte bara vara halvsfärisk. Den kan ges nästan vilken form som helst. . Alla optiska element är gjorda av elastisk polymer, som används vid tillverkning av kontaktlinser.
Den nya uppfinningen kan få bred tillämpning inte bara i säkerhets- och övervakningssystem, utan också i nya generationens datorer.

Fråga "Hur många ögon har en vanlig fluga?" är inte så enkelt som det verkar. Två stora ögon placerade på sidorna av huvudet kan ses med blotta ögat. Men i verkligheten är strukturen av flugans visuella organ mycket mer komplex.

Om du tittar på en förstorad vy av en flugs ögon kan du se att de är bikakeliknande och består av många enskilda segment. Varje del har formen av en hexagon med regelbundna kanter. Det är härifrån namnet för denna ögonstruktur kommer från – facet ("facett" översatt från franska betyder "kant"). Många leddjur kan skryta med komplexa facetter, och flugan har långt ifrån rekordet för antalet facetter: den har bara 4 000 facetter, medan trollsländor har cirka 30 000.

Cellerna vi ser kallas ommatidia. Ommatidia har en konformad form, vars smala ände sträcker sig djupt in i ögat. Könen består av en cell som uppfattar ljus och en lins skyddad av en genomskinlig hornhinna. Alla ommatidier är tätt pressade mot varandra och förbundna med hornhinnan. Var och en av dem ser "sitt" fragment av bilden, och hjärnan lägger dessa små bilder i en helhet.

Arrangemanget av de stora sammansatta ögonen är olika i kvinnliga och manliga flugor. Hos män sitter ögonen tätt intill varandra, medan de hos kvinnor är mer åtskilda, eftersom de har en panna. Om du tittar på en fluga i mikroskop, kan du i mitten av huvudet ovanför synens facettorgan se tre små prickar arrangerade i en triangel. Faktum är att dessa punkter är enkla ögon.

Totalt har flugan ett par sammansatta ögon och tre enkla - fem totalt. Varför tog naturen en så svår väg? Faktum är att facettseendet bildades för att i första hand täcka så mycket utrymme som möjligt med blicken och fånga rörelsen. Sådana ögon utför grundläggande funktioner. Med enkla ögon "tillhandahölls" flugan för att mäta belysningsnivån. Sammansatta ögon är synens huvudorgan, och enkla ögon är ett sekundärt organ. Om en fluga inte hade enkla ögon skulle den vara långsammare och bara kunna flyga i starkt ljus, och utan sammansatta ögon skulle den bli blind.

Hur ser en fluga världen omkring sig?

Stora, konvexa ögon gör att flugan kan se allt runt omkring sig, det vill säga synvinkeln är 360 grader. Detta är dubbelt så brett som en människas. Insektens orörliga ögon tittar samtidigt åt alla fyra riktningarna. Men synskärpan hos en fluga är nästan 100 gånger lägre än hos en människa!

Eftersom varje ommatidia är en oberoende cell, visar sig bilden vara ett nät, bestående av tusentals enskilda små bilder som kompletterar varandra. Därför, för en fluga, är världen ett samlat pussel som består av flera tusen bitar, och ett ganska vagt sådant. Insekten ser mer eller mindre tydligt på bara ett avstånd av 40 - 70 centimeter.

Flugan kan särskilja färger och till och med polariserat ljus och ultraviolett osynligt för det mänskliga ögat. Flugans öga känner de minsta förändringarna i ljusets ljusstyrka. Hon kan se solen dold av tjocka moln. Men i mörker ser flugor dåligt och leder en övervägande daglig livsstil.

En annan intressant förmåga hos en fluga är dess snabba reaktion på rörelse. En fluga uppfattar ett rörligt föremål 10 gånger snabbare än en människa. Det "beräknar" enkelt ett objekts hastighet. Denna förmåga är avgörande för att bestämma avståndet till farans källa och uppnås genom att "sända" bilden från en cell - ommatidia - till en annan. Flygingenjörer drog fördel av denna funktion i flugans vision och utvecklade en anordning för att beräkna hastigheten på ett flygande flygplan och upprepa ögats struktur.

Tack vare en sådan snabb uppfattning lever flugor i en långsammare verklighet jämfört med oss. En rörelse som varar en sekund, ur mänsklig synvinkel, uppfattas av en fluga som en tiosekundershandling. Människor verkar för dem vara väldigt långsamma varelser. Insektens hjärna arbetar med en superdators hastighet, tar emot en bild, analyserar den och sänder lämpliga kommandon till kroppen på tusendelar av en sekund. Därför är det inte alltid möjligt att slå en fluga.

Så det korrekta svaret på frågan "Hur många ögon har en vanlig fluga?" siffran blir fem. De viktigaste är ett parat organ i flugan, som i många levande varelser. Varför naturen skapade exakt tre enkla ögon förblir ett mysterium.

Alla människor vet att det är väldigt svårt att fånga eller slå en fluga: den ser mycket bra och reagerar omedelbart på alla rörelser och flyger upp. Svaret ligger i den unika visionen av denna insekt. Svaret på frågan om hur många ögon en fluga har hjälper dig att förstå orsaken till dess svårfångade.

Synorganens struktur

Husflugan eller vanlig fluga har en upp till 1 cm lång svartgrå kropp och en lätt gulaktig buk, 2 par gråa vingar och ett huvud med stora ögon. Det är en av de äldsta invånarna på planeten, vilket framgår av data från arkeologer som upptäckte exemplar som går tillbaka 145 miljoner år.

När man undersöker flugans huvud i mikroskop kan man se att den har väldigt originella tredimensionella ögon placerade på båda sidor. Som du kan se på bilden av flugans ögon, liknar de visuellt en mosaik som består av 6-sidiga strukturella enheter som kallas fasetter eller ommatidia, liknande strukturen hos en bikaka. Översatt från franska betyder ordet "fasette" fasetter. På grund av detta kallas ögonen sammansatta ögon.

Hur kan vi förstå vad en fluga ser i jämförelse med en person vars syn är binokulär, d.v.s. består av två bilder som ses av två ögon? Hos insekter är den visuella apparaten mer komplex: varje öga består av 4 tusen facetter, som visar en liten del av den synliga bilden. Därför sker bildandet av en allmän bild av den yttre världen i dem enligt principen om att "sätta ihop pussel", vilket gör att vi kan tala om den unika strukturen i flugans hjärna, som kan bearbeta mer än 100 bildrutor per andra.

På en notis!

Inte bara flugor, utan även andra insekter har facettseende: bin har 5 tusen facetter, fjärilar har 17 tusen och rekordstora trollsländor har upp till 30 tusen ommatidia.

Hur ser en fluga

Detta arrangemang av visuella organ tillåter inte flugan att koncentrera sig på ett specifikt föremål eller föremål, men visar en allmän bild av hela det omgivande utrymmet, vilket gör att du snabbt kan märka faran. Betraktningsvinkeln för varje öga är 180°, vilket tillsammans är 360°, dvs typen av syn är panorama.

Tack vare denna ögonstruktur har flugan en utmärkt sikt över allt runt omkring, inklusive att se en person som försöker smyga sig upp bakifrån. Kontroll över hela det omgivande utrymmet ger henne 100 % skydd mot alla problem, inklusive från människor som samlas.

Förutom de 2 huvudsakliga har flugor ytterligare 3 vanliga ögon, placerade på pannan i utrymmena mellan facettögonen. Dessa organ tillåter dem att se närliggande föremål tydligare för igenkänning och omedelbar respons.

Intressant!

Genom att sammanfatta alla data kan vi konstatera att synen av en fluga representeras av 5 ögon: 2 facettögon för att övervaka det omgivande rummet och 3 enkla ögon för att fokusera och känna igen objekt.

Funktioner hos flugornas visuella förmågor

Visionen om den vanliga flugan har många fler intressanta egenskaper:

• Flugor särskiljer primära färger och deras nyanser perfekt, och de kan också särskilja ultravioletta strålar;
• de ser absolut ingenting i mörkret och sover därför på natten;
• dock uppfattar de vissa färger från hela paletten lite annorlunda, varför de konventionellt anses vara färgblinda;
• ögonens facettanordning låter dig samtidigt fixa allt ovanför, under, vänster, höger och framför och gör det möjligt att snabbt reagera på närmande fara;
• ögonen på en fluga skiljer bara små föremål, till exempel närmande av en hand, men uppfattar inte en stor mänsklig figur eller möbler i rummet;
• hos män är de sammansatta ögonen belägna närmare varandra jämfört med kvinnor, som har en bredare panna;

Intressant!

Synskärpan bevisas också av hur många bilder per sekund en fluga ser. För jämförelse, exakta siffror: en person uppfattar bara 16 och en fluga uppfattar 250-300 bilder per sekund, vilket hjälper den att perfekt navigera i höga hastigheter under flygning.

Flimrande egenskaper

Det finns en indikator på visuella förmågor som är associerad med bildens flimmerfrekvens, det vill säga dess lägsta gräns vid vilken ljus registreras som en konstant belysningskälla. Det kallas CFF – kritisk flimmer-fusionsfrekvens. Dess värde visar hur snabbt djurets ögon kan uppdatera bilder och bearbeta visuell information.

En person kan upptäcka en flimmerfrekvens på 60 Hz, d.v.s. uppdatera bilden 60 gånger per sekund, vilket följs när visuell information visas på en tv-skärm. För däggdjur (hundar, katter) är detta kritiska värde 80 Hz, varför de vanligtvis inte gillar att titta på TV.

Ju högre flimmerfrekvens, desto fler biologiska fördelar har djuret. Därför, för insekter där detta värde når 250 Hz, manifesterar detta sig i möjligheten till en snabbare reaktion på fara. För en person som närmar sig "byte" med en tidning i händerna i avsikt att döda honom, verkar rörelsen vara snabb, men ögats unika struktur gör att hon kan fånga även momentana rörelser som i slow motion.

Enligt biologen K. Gili beror en så hög kritisk flimmerfrekvens hos flugor på deras ringa storlek och snabba ämnesomsättning.

Intressant!

Skillnaden i CFF-indikatorn för olika arter av ryggradsdjur ser ut så här: de minsta 14 Hz finns hos ål och sköldpaddor, 45 hos reptiler, 60 vardera hos människor och hajar, 80 hos fåglar och hundar, 120 hos markekorrar.

Ovanstående analys av visuella förmågor låter oss förstå att världen genom en flugs ögon ser ut som ett komplext system av ett stort antal bilder, liknande små videokameror, var och en av dem överför information till insekten om en liten del av det omgivande utrymmet. Den sammansatta bilden låter dig upprätthålla ett visuellt "allroundförsvar" med en blick och omedelbart reagera på fiendernas närmande. Forskarnas forskning om sådana visuella förmågor hos insekter har gjort det möjligt för dem att utveckla flygande robotar där datorsystem styr deras flygposition och imiterar flugornas syn.

Schweiziska forskare har lyckats reproducera ögat på en fluga, det så kallade konstgjorda sammansatta ögat.
Sammansatta ögon, som består av många smala ljuskänsliga kottar som kallas ommatidia, är karakteristiska för insekter och kräftdjur.

Sådana ögon har ett antal fördelar och nackdelar jämfört med mänskliga ögon. En flugs öga har lägre upplösning än ryggradsdjurens öga, det vill säga bilden som fångas av detta öga blir inte tydlig. Och bland fördelarna - de är mindre tröga (vissa insekter kan uppfatta flimmer med en frekvens på upp till 300 Hz), kräver inte fokusering och kan särskilja inte bara färg utan också ljusets polariseringsriktning. I ett nötskal är bilden snabb, varierad, rik, men inte tydlig. Ett team av forskare från Ecole Polytechnique Federale de Lausanne (EPFL) har skapat en prototyp av konstgjord sammansatt öga som drar fördel av denna design.

Kameran är som ett flugöga (sammansatt öga)

Det konstgjorda ögat, som forskare kallade CurvACE (CURVed Artificial Compound Eyes), består av 630 "ommatider", som var och en är ett ljuskänsligt element och en mikrolins som fokuserar en smal ljusstråle på det. Ögat har en betraktningsvinkel på 60 grader i vertikalplanet och 180 grader i horisontalplanet. De vertikala synvinklarna för olika ommatidier bestäms av formen på mikrolinserna, och den horisontella vinkeln bestäms av böjningen av substratet på vilket ögat är beläget. Denna form dikteras av tillverkningstekniken - ljuskänsliga element formas på en solid kristall, som sedan skärs i smala remsor.

Kameran är som ett flugöga (sammansatt öga)

Ögat har en volym på endast 2,2 kubikcentimeter och väger 1,75 gram. Inom industriell produktion kommer den moderna tekniknivån att göra det möjligt att minska storleken med minst hälften. Huvudsyftet med ögat är som ett visuellt navigationssystem för robotar. Ögat har hög känslighet och dynamiskt omfång - varje ommatidia kan individuellt anpassa sig till belysningsnivån. Ett sådant öga kan inte förblindas av solens bländning. I kombination med dess höga hastighet (prototypen kan producera upp till 1500 bilder per sekund), liten storlek, avsaknad av distorsion vid synfältets kanter och förmågan att relativt enkelt uppnå en cirkulär eller till och med sfärisk vy, gör detta den till en idealiskt verktyg för att bestämma robotens position i rymden, upptäcka hinder och undvika kollisioner. Vi kommer förmodligen att se de första exemplen på sådana kameror på självkörande bilar och olika robotar.

CurvACEs egenskaper motsvarar ungefär Drosophila-fruktflugans öga. Precis som ett insekts öga, som innehåller en nervnod inuti som utför primär bildbehandling, inkluderar CurvACE en mikrokontroller som bearbetar signalen från sensorer med hjälp av optiska flödesalgoritmer, samt en accelerometer och gyroskop.

Den faktiska elektroniska fyllningen utgör det mesta av ögats massa och volym - arrayen av CMOS-sensorer med mikrolinser i sig är 1 mm tjocka och väger 0,36 gram. Möjligheten att ge facettkameran vilken form som helst och frånvaron av stora linser öppnar många möjligheter: sådana "ögon" kan byggas in i väggarna i rum, kläder eller möbler för användning i smarta hem eller videoövervakningssystem. Genom att kombinera olika typer av ommatidia i en sensor är det möjligt att skapa en kamera som kan se samtidigt i olika intervall. En viss prototyp av det allseende ögat, en ny olycka för paranoida och ett mirakelfynd för underrättelsetjänsterna.