Sensibilità oculare nelle mosche. Perché gli insetti hanno gli occhi rotondi, come vedono gli insetti? Mosche: la visione di una mosca e perché è difficile ucciderla

insetti sono attualmente il gruppo di animali più prospero sulla Terra.

Il corpo degli insetti è diviso in tre sezioni: testa, torace e addome.

Sulla testa degli insetti ci sono occhi composti e quattro paia di appendici. Alcune specie hanno ocelli semplici oltre agli occhi composti. La prima coppia di appendici è rappresentata dalle antenne (antenne), che sono organi dell'olfatto. Le restanti tre paia formano l'apparato orale. Il labbro superiore (labbro), una piega spaiata, copre la mascella superiore. La seconda coppia di appendici orali forma le mascelle superiori (mandibole), la terza coppia - le mascelle inferiori (mascella), la quarta coppia si fonde e forma il labbro inferiore (labium). Potrebbero esserci un paio di palpi sulla mascella inferiore e sul labbro inferiore. L'apparato orale comprende la lingua (ipofaringe), una sporgenza chitinosa del pavimento del cavo orale (Fig. 3). A causa del modo in cui si nutrono, l'apparato boccale può essere di diversi tipi. Esistono tipi di apparato boccale che rosicchia, rosicchia-lecca, perfora-succhia, succhia e lecca. Il tipo principale di apparato orale dovrebbe essere considerato rosicchiare (Fig. 1).

riso. 1.
1 - labbro superiore, 2 - mascella superiore, 3 - mascella inferiore, 4 - labbro inferiore,
5 - segmento principale del labbro inferiore, 6 - "gambo" del labbro inferiore, 7 - palpo mandibolare,
8 - lama da masticare interna della mascella inferiore, 9 - esterna
lobo masticatorio della mascella inferiore, 10 - mento,
11 - falso mento, 12 - palpo sublabiale, 13 - ugola, 14 - ugola accessoria.

Il torace è costituito da tre segmenti, chiamati rispettivamente protorace, mesotorace e metatorace. Ciascun segmento del torace porta un paio di arti; nelle specie volanti, ci sono un paio di ali sul mesotorace e sul metatorace. Gli arti sono articolati. Il segmento principale della gamba è chiamato coxa, seguito da trocantere, femore, tibia e tarso (Fig. 2). A causa dello stile di vita, gli arti camminano, corrono, saltano, nuotano, scavano e afferrano.

riso. 2. Diagramma della struttura
arti di insetti:
1 - ala, 2 - coxa, 3 - trocantere,
4 - coscia, 5 - parte inferiore della gamba, 6 - zampa.

riso. 3.
1 - occhi composti, 2 - ocelli semplici, 3 - cervello, 4 - salivare
ghiandola, 5 - gozzo, 6 - ala anteriore, 7 - ala posteriore, 8 - ovaia,
9 - cuore, 10 - intestino posteriore, 11 - seta caudale (cerci),
12 - antenna, 13 - labbro superiore, 14 - mandibole (superiore
mascelle), 15 - mascella (mascelle inferiori), 16 - labbro inferiore,
17 - ganglio subfaringeo, 18 - cordone nervoso addominale,
19 - intestino medio, 20 - vasi malpighiani.

Il numero dei segmenti addominali varia da 11 a 4. Gli insetti inferiori hanno arti pari sull'addome, negli insetti superiori sono modificati in ovopositore o altri organi.

Il tegumento è rappresentato dalla cuticola chitinosa, dall'ipoderma e dalla membrana basale, protegge gli insetti dai danni meccanici, dalla perdita d'acqua e costituisce l'esoscheletro. Gli insetti hanno molte ghiandole di origine ipodermica: salivari, odorose, velenose, aracnoidi, cerose, ecc. Il colore del tegumento degli insetti è determinato dai pigmenti contenuti nella cuticola o nell'ipoderma.

riso. 4. Sezione longitudinale passante
testa di scarafaggio nero:
1 - apertura della bocca, 2 - faringe,
3 - esofago, 4 - cervello
(ganglio soprafaringeo),
5 - ganglio del nervo subfaringeo,
6 - aorta, 7 - dotto salivare
ghiandole, 8 - ipofaringe o
subfaringeo, 9 - preorale
cavità, 10 - sezione anteriore
cavità preorale, o
cibarium, 11 - sezione posteriore
cavità preorale,
o salivare.

I muscoli degli insetti, secondo la loro struttura istologica, sono striati; si distinguono per la capacità di contrarsi ad altissima frequenza (fino a 1000 volte al secondo).

L'apparato digerente, come quello di tutti gli artropodi, è diviso in tre sezioni, la sezione anteriore e quella posteriore sono di origine ectodermica, quella centrale è di origine endodermica (Fig. 5). Il sistema digestivo inizia con le appendici orali e la cavità orale, in cui si aprono i condotti di 1-2 paia di ghiandole salivari. Il primo paio di ghiandole salivari produce enzimi digestivi. Il secondo paio di ghiandole salivari può essere modificato in ghiandole aracnoidi o secernenti la seta (bruchi di molte specie di farfalle). I dotti di ciascuna coppia si uniscono in un canale spaiato, che si apre alla base del labbro inferiore sotto l'ipofaringe. La sezione anteriore comprende la faringe, l'esofago e lo stomaco. In alcune specie di insetti, l'esofago ha un'estensione: il gozzo. Nelle specie che si nutrono di cibi vegetali, lo stomaco contiene pieghe e denti chitinosi che facilitano la macinazione del cibo. La sezione centrale è rappresentata dall'intestino medio, in cui il cibo viene digerito e assorbito. Nella sua parte iniziale, l'intestino medio può presentare escrescenze cieche (appendici piloriche). Le appendici piloriche funzionano come ghiandole digestive. In molti insetti che si nutrono di legno, protozoi e batteri simbiotici si insediano nell'intestino, secernendo l'enzima cellulasi e facilitando così la digestione delle fibre. La sezione posteriore è rappresentata dall'intestino posteriore. Al confine tra la sezione media e quella posteriore si aprono nel lume intestinale numerosi vasi malpighiani chiusi ciecamente. L'intestino posteriore ha ghiandole rettali che succhiano l'acqua dalla massa alimentare rimanente.

riso. 5. Diagramma della struttura
apparato digerente
scarafaggio nero:
1 - ghiandole salivari, 2 -
esofago, 3 - gozzo, 4 -
appendici piloriche,
5 - intestino medio,
6 - Vasi malpighiani,
7 - intestino posteriore,
8 - retto.

Gli organi respiratori degli insetti sono la trachea, attraverso la quale vengono trasportati i gas. Le trachee iniziano con aperture - spiracoli (stimmi), che si trovano sui lati del mesotorace e del metatorace e su ciascun segmento addominale. Il numero massimo di spiracoli è 10 paia. Spesso gli stimmi hanno speciali valvole di chiusura. La trachea assomiglia a tubi sottili e penetra in tutto il corpo dell'insetto (Fig. 6). I rami terminali della trachea terminano in una cellula tracheale stellata, dalla quale si estendono tubi ancora più sottili: le tracheole. A volte la trachea forma piccole espansioni: sacche d'aria. Le pareti della trachea sono rivestite da una sottile cuticola, con ispessimenti sotto forma di anelli e spirali.

riso. 6. schema
edifici
respiratorio
sistemi neri
scarafaggio

Il sistema circolatorio degli insetti è di tipo aperto (Fig. 7). Il cuore si trova nel seno pericardico sul lato dorsale del corpo ventrale. Il cuore ha l'aspetto di un tubo, chiuso ciecamente all'estremità posteriore. Il cuore è diviso in camere, ciascuna camera ha aperture accoppiate con valvole sui lati - ostia. Il numero di telecamere è otto o meno. Ogni camera del cuore ha muscoli che ne garantiscono la contrazione. L'onda delle contrazioni cardiache dalla camera posteriore a quella anteriore fornisce il movimento unidirezionale del sangue.

L'emolinfa si sposta dal cuore in un unico vaso, nell'aorta cefalica, e poi si riversa nella cavità corporea. Attraverso numerose aperture, l'emolinfa entra nella cavità del seno pericardico, poi attraverso gli osti, con l'espansione della camera cardiaca, viene risucchiata nel cuore. L'emolinfa non ha pigmenti respiratori ed è un liquido giallastro contenente fagociti. La sua funzione principale è fornire agli organi sostanze nutritive e trasferire i prodotti metabolici agli organi emuntori. La funzione respiratoria dell'emolinfa è insignificante; solo in alcune larve di insetti acquatici (larve di zanzare dal ventre) l'emolinfa possiede emoglobina, è colorata di rosso vivo ed è responsabile del trasporto dei gas.

Gli organi emuntori degli insetti sono i vasi malpighiani e il corpo grasso. I vasi malpighiani (fino a 150 in numero) sono di origine ectodermica e sfociano nel lume intestinale al confine tra l'intestino medio e quello posteriore. Il prodotto dell'escrezione sono cristalli di acido urico. Oltre alla funzione principale di immagazzinare le sostanze nutritive, il corpo grasso degli insetti funge anche da “rene di stoccaggio”. Il corpo grasso contiene speciali cellule escretrici che vengono gradualmente saturate con acido urico scarsamente solubile.

riso. 7. Diagramma della struttura
sistema circolatorio
scarafaggio nero:
1 - cuore, 2 - aorta.

Il sistema nervoso centrale degli insetti è costituito da gangli soprafaringei (cervello), gangli subfaringei e gangli segmentali del cordone nervoso ventrale. Il cervello comprende tre sezioni: protocerebrum, deutocerebrum e tritocerebrum. Il protocerebrum innerva l'acron e gli occhi situati su di esso. Sul protocerebrum si sviluppano corpi a forma di fungo, al quale si avvicinano i nervi degli organi della vista. Il deutocerebrum innerva le antenne e il tritocerebrum innerva il labbro superiore.

La catena nervosa addominale comprende 11-13 paia di gangli: 3 toracici e 8-10 addominali. In alcuni insetti, i gangli segmentali toracico e addominale si fondono per formare i gangli toracici e addominali.

Il sistema nervoso periferico è costituito da nervi che si estendono dal sistema nervoso centrale e dagli organi sensoriali. Esistono cellule neurosecretori, i cui neuroormoni regolano l'attività degli organi endocrini degli insetti.

Quanto più complesso è il comportamento degli insetti, tanto più sviluppati sono il loro cervello e i loro corpi fungini.

Gli organi sensoriali degli insetti raggiungono un alto grado di perfezione. Le capacità del loro apparato sensoriale spesso superano quelle dei vertebrati superiori e degli esseri umani.

Gli organi della vista sono rappresentati da occhi semplici e composti (Fig. 8). Gli occhi composti o composti sono situati ai lati della testa e sono costituiti da ommatidi, il cui numero nelle diverse specie di insetti varia da 8-9 (formiche) a 28.000 (libellule). Molte specie di insetti hanno una visione dei colori. Ogni ommatidia percepisce una piccola parte del campo visivo dell'intero occhio, l'immagine è composta da tante piccole particelle dell'immagine, tale visione è talvolta chiamata “mosaico”. Il ruolo degli ocelli semplici non è stato completamente studiato; è stato stabilito che percepiscono la luce polarizzata.

riso. 8.
A - occhio composto (gli ommatidi sono visibili nella sezione), B - diagramma
struttura di un ommatidio individuale, B - diagramma della struttura di un semplice
occhi: 1 - lente, 2 - cono di cristallo, 3 - pigmento
cellule, 4 - cellule visive (retiniche),
5 - rabdom (asta ottica), 6 - sfaccettature (esterne
superficie della lente), 7 - fibre nervose.

Molti insetti sono in grado di emettere suoni e ascoltarli. Gli organi uditivi e gli organi che producono suoni possono essere localizzati in qualsiasi parte del corpo. Ad esempio, nelle cavallette, gli organi dell'udito (organi timpanici) si trovano sugli stinchi delle zampe anteriori, ci sono due strette fessure longitudinali che conducono al timpano associato alle cellule recettrici. Gli organi che producono i suoni sono situati sulle ali anteriori, con l'ala sinistra corrispondente all'“arco” e l'ala destra al “violino”.

Gli organi olfattivi sono rappresentati da un insieme di sensilli olfattivi situati principalmente sulle antenne. Le antenne dei maschi sono più sviluppate di quelle delle femmine. Attraverso l'olfatto, gli insetti cercano cibo, luoghi dove deporre le uova e individui del sesso opposto. Le femmine secernono sostanze speciali: attrattivi sessuali che attraggono i maschi. Le farfalle maschi trovano le femmine a una distanza di 3-9 km.

I sensi gustativi si trovano sulla mascella e sui palpi labiali degli scarafaggi, sulle zampe delle api, delle mosche e delle farfalle e sulle antenne delle api e delle formiche.

I recettori tattili, termo e igrorecettori sono sparsi sulla superficie del corpo, ma la maggior parte di essi si trova sulle antenne e sui palpi. Molti insetti percepiscono i campi magnetici e le loro variazioni; non è ancora noto dove si trovino gli organi che percepiscono questi campi.

Gli insetti sono animali dioici. Molte specie di insetti mostrano dimorfismo sessuale. Il sistema riproduttivo maschile comprende: testicoli accoppiati e dotti deferenti, dotto eiaculatore spaiato, organo copulatore e ghiandole accessorie. L'organo copulatore comprende elementi cuticolari: i genitali. Le ghiandole accessorie secernono una secrezione che diluisce lo sperma e forma il guscio dello spermatoforo. L'apparato riproduttivo femminile comprende: ovaio e ovidotti pari, vagina spaiata, ricettacolo spermatico, ghiandole accessorie. Le femmine di alcune specie hanno un ovopositore. I genitali di maschi e femmine hanno una struttura complessa e un significato tassonomico.

Gli insetti si riproducono sessualmente; la partenogenesi (afidi) è nota per numerose specie.

Lo sviluppo degli insetti è diviso in due periodi: embrionale, compreso lo sviluppo dell'embrione nell'uovo, e postembrionale, che inizia dal momento in cui la larva emerge dall'uovo e termina con la morte dell'insetto. Lo sviluppo postembrionale avviene con la metamorfosi. In base alla natura della metamorfosi, questi artropodi sono divisi in due gruppi: insetti con trasformazione incompleta (emimetabolo) e insetti con trasformazione completa (olometaboli).

Negli insetti emimetaboli la larva è simile all'animale adulto. Si differenzia da esso per le ali sottosviluppate: gonadi, l'assenza di caratteristiche sessuali secondarie e le dimensioni più piccole. Tali larve simili a imago sono chiamate ninfe. La larva cresce, muta e dopo ogni muta i rudimenti delle ali si allargano. Dopo diverse mute, la ninfa più anziana emerge come adulta.

Negli insetti olometaboli, la larva non è simile all'imago non solo nella struttura, ma anche ecologicamente; ad esempio, la larva del maggiolino vive nel terreno, mentre l'imago vive sugli alberi. Dopo diverse mute, le larve si trasformano in pupe. Durante lo stadio di pupa gli organi larvali vengono distrutti e si forma il corpo di un insetto adulto.

riso. 9.
A - aperto (pilota), B -
coperto (farfalla),
B - nascosto (volare).

Le larve degli insetti olometaboli non hanno occhi composti né rudimenti alari. Il loro apparato boccale è del tipo rosicchiante e le antenne e gli arti sono corti. In base al grado di sviluppo degli arti si distinguono quattro tipi di larve: protopode, oligopode, polipode, apode. Le larve dei protopodi hanno solo i rudimenti delle zampe toraciche (api). Le larve degli oligopodi hanno tre paia di normali zampe ambulanti (coleotteri, merletti). Le larve di polipodi, oltre a tre paia di zampe toraciche, hanno molte altre paia di false zampe sull'addome (farfalle, seghe). Le zampe addominali sono proiezioni della parete del corpo, recanti spine e uncini sulla pianta. Le larve apodali non hanno arti (ditteri).

Secondo i metodi di movimento, le larve degli insetti olometaboli sono divise in campodeoidi, eruciformi, wireworm e vermiformi.

Le larve campodeidi hanno un corpo lungo e flessibile, zampe da corsa e cerci sensoriali (coleotteri macinati). Le larve eruciformi hanno un corpo carnoso, leggermente ricurvo, con o senza arti (coleotteri chafer, coleotteri bronzei, scarabei stercorari). Wireworms - con un corpo rigido, di diametro rotondo, con cerci di supporto (coleotteri clic, coleotteri oscuri). Vermiformi - simili nell'aspetto ai vermi, senza gambe (ditteri e molti altri).

Le pupe sono di tre tipi: libere, coperte, nascoste (Fig. 9). Nelle pupe libere sono ben visibili i rudimenti delle ali e degli arti, liberamente separati dal corpo, il tegumento è sottile e morbido (coleotteri). Nelle pupe coperte, i rudimenti crescono aderenti al corpo, il tegumento è altamente sclerotizzato (farfalle). Le pupe nascoste sono pupe libere situate all'interno di un falso bozzolo: i pupari (mosche). La puparia è una pelle larvale indurita e senza spargimento.

Se esaminiamo l'occhio di un insetto sotto una forte lente d'ingrandimento, vedremo che è costituito da un minuscolo reticolo rotondo. E questo sembra essere dovuto al fatto che l’occhio dell’insetto è costituito da tanti piccoli occhi, scientificamente chiamati “sfaccettature”. Oggi cerchiamo di capire perché gli insetti hanno gli occhi rotondi, come vedono gli oggetti che li circondano? Questi spesso interessano il bambino, ma?

Caratteristiche della struttura degli organi visivi

Gli occhi degli insetti sono divisi in tre tipi:

1. complesso (sfaccettato);
2. semplice;
3. larvale.

La struttura di questi occhi è diversa e gli insetti non sono ugualmente capaci di vedere con essi.

La complessa struttura degli occhi prevale nel numero massimo di insetti e dipende dallo sviluppo della creatura vivente stessa. Tali occhi sono costituiti da più elementi strutturali individuali: ommatidi.

La luce viene trasmessa e rifratta attraverso di essi e i segnali visivi vengono percepiti. Ogni singolo ommatidia si distingue per la presenza di un apparato isolante del pigmento, che protegge completamente o parzialmente dall'ingresso della luce laterale.

Gli ommatidi sono divisi in due tipi principali, che influenzano le caratteristiche strutturali degli occhi.

1. L'occhio dell'appapazione presenta ommatidi isolati. Ognuno di loro è in grado di lavorare individualmente rispetto agli altri, vedendo solo una certa parte dello spazio circostante. L’immagine prende forma nel cervello dell’insetto, come un minuscolo mosaico.
2. Nel secondo gruppo - sovrapposizione, gli ommatidi, anche se parzialmente, sono protetti dai raggi laterali. Ciò rende un po’ difficile per gli insetti vedere con l’intensità della luce, ma migliora la visione al crepuscolo.

Gli occhi semplici comprendono gli organi della vista che si trovano in alcuni insetti e di solito si trovano sulla sommità della testa.

La struttura di questi occhi è notevolmente semplificata; vedono più deboli di altri. Si ritiene che tali occhi siano completamente privi di capacità visiva e siano responsabili solo del miglioramento delle funzioni degli occhi composti.

E se dipingi sulle sfaccettature di un insetto, non sarà in grado di navigare nello spazio, anche se ha occhi ben definiti di struttura semplice.

Gli occhi larvali sono gli organi visivi delle larve degli insetti che hanno la capacità di trasformarsi completamente in occhi composti. La loro struttura è alquanto semplificata, il che non consente all'insetto di vedere bene.

Caratteristiche distintive della visione degli insetti

La visione degli insetti è stata studiata a lungo. Grazie al crescente interesse degli specialisti scientifici, è stato possibile scoprire molte caratteristiche distintive associate alle prestazioni della vista.

Eppure, la struttura degli organi visivi è così diversa che la qualità della percezione dell'immagine, del colore, del volume e del movimento differisce tra i diversi gruppi di insetti. Ciò è influenzato da diversi fattori:

• l'occhio composto si distingue per la struttura strutturale degli ommatidi e per il loro numero, convessità, posizione e forma;
• gli occhi semplici e lo stemma differiscono per numero e finezza della struttura, avendo un numero enorme di varianti.

Occhi degli insetti con diversi numeri di ommatidi:

• una formica ha 6000 sfaccettature
• la mosca ne ha 4000
• gli scarabei ne hanno 9000
• le farfalle ne hanno 17.000
• e l'occhio più complesso di una libellula ha 28.000-30.000 sfaccettature.

Gli insetti vedono diversamente: lo spettro visibile della luce è ridotto sul lato sinistro e aumentato a destra.

In una libellula, solo le sfaccettature inferiori distinguono i colori, quelle superiori distinguono la forma. Gli occhi della libellula occupano gran parte della testa, quindi la libellula è in grado di vedere e sentire ciò che accade dietro la sua schiena. La libellula non vede l'oggetto, ma ne sente il calore e lo vede nella gamma degli infrarossi.

Gli insetti sono in grado di distinguere le forme, ma ciò non avviene nello stesso modo degli esseri umani. Le farfalle e le api ignoreranno un cerchio o un ovale, ma saranno attratte dalla struttura radiale, che ricorda la corolla di un fiore. Un oggetto caratterizzato dalla complessità della sua figura e dal gioco di ombre attirerà l'attenzione molto più rapidamente. È anche interessante notare che alle api piacciono gli oggetti di piccole dimensioni.
È interessante notare che gli insetti sono in grado di "riconoscere" gli oggetti anche in base alla posizione.

Gli organi della vista sono sviluppati nella maggior parte degli insetti. Si ottiene il massimo sviluppo occhi composti o composti . Il numero di elementi visivi - ommatidi, o sfaccettature, nell'occhio di una mosca domestica raggiunge i 4mila, e nelle libellule addirittura 28mila. Gli ommatidi sono costituiti da una lente trasparente, o cornea, a forma di lente biconvessa e da una lente trasparente sottostante cono di cristallo. Insieme costituiscono il sistema ottico. Sotto il cono si trova la retina, che percepisce i raggi luminosi. Le cellule della retina sono collegate tramite fibre nervose ai lobi ottici del cervello. Ogni ommatidio è circondato da cellule pigmentate.

A seconda della percezione della luce di varia intensità, si distinguono i tipi di occhi apposizionali e sovrapposizionali. Il primo tipo di struttura dell'occhio è caratteristico degli insetti diurni, il secondo di quelli notturni.

IN occhio di apposizione ogni ommatidia è isolato nella sua parte superiore dal pigmento degli ommatidi vicini. Pertanto, ciascuna unità strutturale dell'occhio funziona separatamente da tutte le altre, percependo solo la “sua” parte dello spazio esterno. Nel cervello dell’insetto l’immagine complessiva si forma come da tanti pezzi di un mosaico.

IN occhio di sovrapposizione Gli ommatidi sono solo parzialmente, seppure per tutta la loro lunghezza, protetti dai raggi laterali: sono semipermeabili. Da un lato ciò disturba gli insetti in condizioni di luce intensa, dall'altro li aiuta a vedere meglio al crepuscolo.

Ocelli (occhi semplici dorsali)- Si tratta di piccoli organi visivi presenti in alcuni adulti e solitamente situati sulla sommità della testa. Di solito vengono presentati in quantità di tre, di cui uno leggermente disteso davanti e altri due - dietro e di lato davanti. Non contengono ommatidio e la struttura degli ocelli semplici è notevolmente semplificata. All'esterno si trova la cornea, costituita da cellule corneageniche, più in profondità si trova l'apparato di ricezione della luce costituito da cellule retiniche (sensibili), e ancora più in basso ci sono le cellule del pigmento che passano nelle fibre del nervo ottico.

Di tutti i tipi di occhi degli insetti, gli ocelli semplici hanno la capacità di vedere più debole. Secondo alcuni rapporti, non svolgono alcuna funzione visiva e sono responsabili solo del miglioramento della funzione degli occhi composti. Ciò, in particolare, è dimostrato dal fatto che gli insetti praticamente non hanno occhi semplici in assenza di occhi complessi. Inoltre, quando gli occhi composti vengono dipinti, gli insetti cessano di orientarsi nello spazio, anche se hanno occhi semplici ben definiti.

Stemmi o occhi semplici laterali– presente nelle larve di insetti con metamorfosi completa. Durante la fase pupa, si "trasformano" in occhi composti. Svolgono una funzione visiva, ma, a causa della loro struttura semplificata, vedono relativamente male. Per migliorare la vista, gli occhi larvali sono spesso presenti in più pezzi. Nelle larve delle seghe sono simili a quelle dorsali, e nei bruchi delle farfalle assomigliano agli ommatidi dell'occhio composto. I bruchi percepiscono la forma degli oggetti e distinguono piccoli dettagli sulla loro superficie.

Gli organi di senso più complessi degli insetti sono gli organi della vista. Questi ultimi sono rappresentati da formazioni di diversi tipi, di cui i più importanti sono gli occhi sfaccettati complessi che hanno approssimativamente la stessa struttura degli occhi complessi dei crostacei.

Gli occhi sono costituiti da singoli ommatidi (Fig. 337), il cui numero è determinato principalmente dalle caratteristiche biologiche degli insetti. Predatori attivi e buoni volatori, le libellule hanno occhi con fino a 28.000 sfaccettature ciascuno. Allo stesso tempo, le formiche (ordine degli imenotteri), in particolare gli individui che lavorano di specie che vivono sottoterra, hanno occhi costituiti da 8-9 ommatidi.

Ciascun ommatidio rappresenta un perfetto sensillo fotoottico (Fig. 338). È costituito da un apparato ottico, comprendente la cornea, una sezione trasparente della cuticola sopra l'ommatidio e il cosiddetto cono cristallino. Insieme fungono da lente. L'apparato percettivo degli ommatidi è rappresentato da numerose (4 - 12) cellule recettrici; la loro specializzazione è andata molto lontano, come dimostra la completa perdita delle strutture flagellari. Le parti sensibili delle cellule, i rabdomeri, sono gruppi di microvilli densamente ravvicinati, situati al centro dell'ommatidio e strettamente adiacenti l'uno all'altro. Insieme formano l'elemento fotosensibile dell'occhio: il rabdom.

Le cellule pigmentarie schermanti si trovano lungo i bordi dell'ommatidio; questi ultimi differiscono in modo abbastanza significativo tra insetti diurni e notturni. Nel primo caso, il pigmento nella cellula è immobile e separa costantemente gli ommatidi vicini, impedendo ai raggi luminosi di passare da un occhio all'altro. Nel secondo caso il pigmento è in grado di muoversi nelle cellule e di accumularsi solo nella loro parte superiore. In questo caso, i raggi luminosi colpiscono le cellule sensibili non di uno, ma di diversi ommatidi vicini, il che aumenta significativamente (quasi due ordini di grandezza) la sensibilità complessiva dell'occhio. Naturalmente, questo tipo di adattamento è sorto negli insetti crepuscolari e notturni. Le terminazioni nervose che formano il nervo ottico si estendono dalle cellule sensoriali dell'ommatidio.

Oltre agli occhi composti, molti insetti hanno anche ocelli semplici (Fig. 339), la cui struttura non corrisponde alla struttura di un singolo ommatidio. L'apparato di rifrazione della luce ha la forma di una lente; immediatamente sotto di esso si trova uno strato di cellule sensibili. L'intero occhio è ricoperto da una copertura di cellule pigmentate. Le proprietà ottiche degli occhi semplici sono tali da non poter percepire le immagini degli oggetti.

Le larve degli insetti nella maggior parte dei casi hanno solo ocelli semplici, che differiscono però nella struttura dagli ocelli semplici degli stadi adulti. Non c'è continuità tra gli ocelli degli adulti e le larve. Durante la metamorfosi, gli occhi delle larve vengono completamente riassorbiti.

Le capacità visive degli insetti sono perfette. Tuttavia, le caratteristiche strutturali dell'occhio composto predeterminano uno speciale meccanismo fisiologico di visione. Gli animali con occhi composti hanno una visione “a mosaico”. Le piccole dimensioni degli ommatidi e il loro isolamento reciproco portano al fatto che ciascun gruppo di cellule sensibili percepisce solo un raggio di raggi piccolo e relativamente stretto. I raggi incidenti con un angolo significativo vengono assorbiti dalle cellule schermanti del pigmento e non raggiungono gli elementi fotosensibili degli ommatidi. Pertanto, schematicamente, ogni ommatidia riceve un'immagine di un solo piccolo punto di un oggetto situato nel campo visivo dell'intero occhio. Di conseguenza, l'immagine è composta da tanti punti luce corrispondenti a diverse parti dell'oggetto quante sono le sfaccettature su cui cadono perpendicolarmente i raggi dell'oggetto. L'immagine complessiva è composta, per così dire, da tante piccole immagini parziali, sovrapponendole l'una all'altra.

Anche la percezione del colore da parte degli insetti si distingue per una certa originalità. I rappresentanti dei gruppi superiori di Insecta hanno una visione dei colori basata sulla percezione di tre colori primari, la cui miscelazione dà tutta la diversità colorata del mondo che ci circonda. Tuttavia, negli insetti, rispetto agli esseri umani, c'è un forte spostamento verso la parte a onde corte dello spettro: percepiscono i raggi verde-giallo, blu e ultravioletti. Questi ultimi sono invisibili per noi. Di conseguenza, la percezione dei colori del mondo da parte degli insetti è nettamente diversa dalla nostra.

Le funzioni degli occhi semplici degli insetti adulti richiedono ancora uno studio serio. Apparentemente, in una certa misura "integrano" gli occhi composti, influenzando l'attività e il comportamento degli insetti in diverse condizioni di illuminazione. Inoltre, è stato dimostrato che gli ocelli semplici, insieme agli occhi composti, sono in grado di percepire la luce polarizzata.

Molti insetti hanno occhi composti complessi, costituiti da numerosi ocelli individuali: ommatidi. Gli insetti vedono il mondo come se fosse assemblato da un mosaico. La maggior parte degli insetti sono "miopi". Alcuni di loro, come la mosca diopside, possono essere visti ad una distanza di 135 metri. Una farfalla, che tra i nostri insetti ha la vista più acuta, non vede oltre i due metri e un'ape non vede nulla a una distanza di un metro. Gli insetti, i cui occhi sono costituiti da un gran numero di ommatidi, sono in grado di notare il minimo movimento attorno a loro. Se un oggetto cambia posizione nello spazio, anche il suo riflesso negli occhi composti cambia posizione, spostandosi di un certo numero di ommatidi, e l'insetto se ne accorge. Gli occhi composti svolgono un ruolo enorme nella vita degli insetti predatori. Grazie a questa struttura degli organi visivi, l'insetto può mettere a fuoco l'oggetto desiderato oppure osservarlo solo con una parte dell'occhio composto. È interessante notare che le falene si muovono usando la vista e volano sempre verso una fonte di luce. L'azimut dei loro occhi rispetto alla luce lunare è sempre inferiore a 90°.

Visione dei colori

Per vedere un certo colore, l'occhio dell'insetto deve percepire onde elettromagnetiche di una certa lunghezza. Gli insetti percepiscono bene sia le onde luminose ultracorte che quelle ultralunghe e i colori dello spettro visibile all'occhio umano. È noto che una persona vede i colori dal rosso al viola, ma il suo occhio non è in grado di percepire la radiazione ultravioletta, onde più lunghe del rosso e più corte del viola. Gli insetti vedono la luce ultravioletta, ma non distinguono i colori dello spettro rosso (solo le farfalle vedono il rosso). Ad esempio, un fiore di papavero viene percepito dagli insetti come incolore, ma su altri colori degli occhi gli insetti vedono motivi ultravioletti che sono difficili persino da immaginare per gli esseri umani. Gli insetti percorrono questi schemi alla ricerca del nettare. Le farfalle hanno anche motivi ultravioletti sulle ali che sono invisibili agli esseri umani. Le api riconoscono i seguenti colori: verde-bluastro, viola, giallo, blu, viola ape e ultravioletto. Gli insetti sono anche in grado di navigare utilizzando la luce polarizzata. Quando attraversa l'atmosfera terrestre, un raggio di luce viene rifratto e, a causa della polarizzazione della luce, le lunghezze d'onda sono diverse nelle diverse parti del cielo. Grazie a ciò, anche quando il sole non è visibile a causa delle nuvole, l'insetto determina con precisione la direzione.

Fatti interessanti

Le larve di alcuni coleotteri hanno sviluppato occhi semplici, grazie ai quali vedono bene e sfuggono ai predatori. Gli scarafaggi adulti sviluppano occhi composti, ma la loro vista non è migliore di quella delle larve. Occhi composti complessi si trovano non solo negli insetti, ma anche in alcuni crostacei, come i granchi e le aragoste. Invece delle lenti, gli ommatidi contengono specchi in miniatura. Per la prima volta nel 1918 le persone poterono guardare il mondo attraverso gli occhi di un insetto grazie allo scienziato tedesco Exner. Il numero di piccoli occhi negli insetti (a seconda della specie) varia da 25 a 25.000.Gli occhi degli insetti, ad esempio gli scarabei, che nuotano sulla superficie dell'acqua, sono divisi in due parti: la parte superiore serve per vedere nell'aria e la parte inferiore viene utilizzata per vedere nell'aria, sott'acqua. Gli occhi composti degli insetti non vedono bene quanto gli occhi degli uccelli e dei mammiferi perché non sono in grado di catturare i minimi dettagli (gli insetti possono avere tra le 25 e le 25.000 sfaccettature). Ma percepiscono bene gli oggetti in movimento e registrano persino i colori inaccessibili all'occhio umano.