С точки зрения бабочки
: 22 Июл 2013 , «Но чтоб сие здание [Академия] непременно и полезно было, то имеет оное само себя править» , том 50, №2
Бабочки, или чешуекрылые, – древний и отличающийся огромным видовым разнообразием отряд насекомых с так называемым полным превращением. Жизненный цикл бабочек состоит из нескольких фаз, включая стадии гусеницы и куколки. Продолжительность жизни взрослых особей относительно невелика и может составлять всего лишь несколько часов. Их предназначение – встретить потенциального партнера, чтобы оставить потомство, и в этих поисках бабочки-самцы демонстрируют невероятно широкий набор поведенческих реакций: они могут идти по следу, защищать свою территорию от конкурентов и даже объединяться в группы для достижения цели. Как бабочке удается реализовывать столь сложное, на первый взгляд, поведение, используя весьма простые сенсорные и интегративные возможности, до сих пор остается неясным
Фасеточные глаза бабочек составлены из отдельных шестиугольных линз (фасеток или омматидиев*) со световодами и сенсорными датчиками, которые направлены в разные стороны и обеспечивают широкий диапазон.
Каждый омматидий имеет постоянный угол обзора, составляющий примерно 1,5°, и собирает информацию о разнообразных световых сигналах по своему полю зрения, преобразуя ее в некое изображение, близкое к точечному. Информация со всех фасеток передается в мозговые центры, где и суммируется.
Хорошей аналогией такого зрительного восприятия служит грубо оцифрованный, видеоролик, снятый с помощью мутноватого объектива типа «рыбий глаз» – своего рода панорамное кино из цветного «кружева». Чтобы смоделировать такой взгляд на мир, нужно просто посмотреть на шестиугольный массив плотно сгруппированных крошечных отверстий через короткофокусную линзу. Это, конечно, довольно упрощенная модель, однако она позволяет убрать многие мелкие детали, не воспринимаемые бабочками из-за недостаточной разрешающей способности их глаз, и, напротив, выделить наиболее главные, которые для человека могут быть погребены в хаосе подробностей.
Выяснилось, что бабочки гораздо лучше нас воспринимают расположение и геометрию элементов рельефа и предметов в целом, а также мозаику из света, тени и различных цветов.
Такое «зрение» не позволяет рассмотреть детали предметов на большом расстоянии, но предметы, расположенные на разном удалении, воспринимаются совершенно по-разному при их перемещении или повороте глаза.
Так с помощью простого оптического устройства удалось найти ключ к разгадке большой тайны. Оказывается, бабочки могут четко определять границы своих местообитаний, а также «окна», через которые они могут попасть на другие подходящие участки. Территориальные виды способны обнаруживать непрошеных гостей по их движениям, даже если изображение чужака попало в поле зрения единственного омматидия. Групповым видам такой тип зрения позволяет точно определить местонахождение пищи или возможного партнера.
Очень интересно применить такое модельное устройство для поиска другой бабочки и проследить, как меняется ее изображение по мере приближения. В качестве модели возьмем перламутровку Кибела (Speyeria cybele, Nymphalidae), отличающуюся яркой оранжево-черной раскраской крыльев.
На расстоянии около 2 м бабочка воспринимается как едва видимый предмет, практически на грани видимости. Это расстояние близко к максимальному, на котором летящая перламутровка изменит курс, устремившись по направлению к другой особи.
При приближении к бабочке на расстояние в диапазоне 25—6 см мы встречаемся с удивительным явлением: если «глаз» или бабочка будет передвигаться с небольшой скоростью, то значительная часть поля зрения «вспыхивает» то оранжевым, то черным цветом. И именно на таких расстояниях у этого вида потенциальные партнеры начинают брачные ухаживания. В этом случае фасеточный глаза работает как специальный фильтр для восприятия упорядоченного узора пятен на крыльях бабочки, давая в результате высокоселективный видоспецифичный сигнал.
Г. С. Хорн (почетный профессор экологии и эволюционной биологии Принстонского университета, США)
* Подробнее о строении фасеточного глаза читайте в статье д.
б. н. В. В. Глупова
Как видят насекомые? Описание, фото и видео
Содержание:
Муха резко уворачивается от летящего на нее предмета, бабочка выбирает определенный цветок, а гусеница ползет к самому высокому дереву. У насекомых, как у людей тоже есть органы зрения, но видят и воспринимают они мир по-особому. Своим исключительным зрением, недоступным для человека. Некоторые насекомые могут определять только светлое и темное, а кто-то хорошо разбирается в оттенках. Итак, как же насекомые видят мир?
Способы видеть мир у насекомых
Их возможность видеть делится на три способа.
Всей поверхностью тела
Дождевой червьИнтересная особенность, при которой не обязательно иметь глаза. Но ее большой минус в том, что насекомое может отличать только свет от темноты.
Никаких предметов или цветов оно не видит. Как же это работает? Свет проходит через кутикулу, внешний слой кожи, и проникает к голове насекомого. Там происходит реакция в клетках мозга, и насекомое понимает, что на него падает свет. Такое устройство доступно не для всех, но очень помогает тем насекомым, которые живут под землей, например, дождевым червям или слепым пещерным жукам. Эта разновидность зрения есть у тараканов, тли и гусениц.
Простыми глазами
Глаза гусеницыНасекомым, у которых простые глазки повезло больше. Они могут не только определять темноту от света, но и различать отдельные объекты и даже их форму. Такие глазки чаще всего встречаются у личинок насекомых. Например, личинки комаров вместо глаз имеют пигментные пятна, которые улавливают свет. Зато у гусениц по пять – шесть глазков с каждой стороны головы. Благодаря этому она хорошо разбирается в формах. Но вертикальные объекты она видит намного лучше, чем горизонтальные. Например, если ей предстоит выбрать дерево, то она скорее поползет к тому, что выше, а не к тому, что шире.
Сложными, или фасеточными, глазами
Фасеточные глаза насекомыхТакие глаза чаще всего встречаются у взрослых насекомых. Определить их можно сразу – обычно они находятся по бокам головы. Фасеточные глаза намного сложнее и разнообразнее всех остальных. Они могут распознавать формы объектов и определять цвета. Одни насекомые хорошо видят днем, а другие – ночью. Интересная особенность этих глаз и в том, что они не видят всю картину в целом, а только кусочки. И уже в мозгу насекомое собирает пазл из полученных изображений, чтобы увидеть полную картину. Как муха успевает в полете соединить все кусочки фрагмента? Удивительно, но именно в полете она видит лучше, чем в покое. И для места посадки любое насекомое скорее выберет то, что двигается или колышется.
Какие цвета видят насекомые?
Так видит пчелаБабочка и пчела летят к красному маку. Хотя строение их глаз похоже, но видят они этот цветок по-разному. Пчела не способна видеть красный цвет, он для нее как черный. Весь мир для нее отражается всего в четырех цветах – красно-желто-зеленый, сине-зеленый, сине-фиолетовый и ультрафиолетовый.
Но она различает красный цветок среди других, потому что он отражает много ультрафиолетовых лучей. Бабочка, наоборот, летит к цветку, потому что видит красный цвет. Хотя она тоже может распознавать и ультрафиолетовые лучи, но она редко обращает на них внимание. В основном бабочка видит мир в таких же цветах, что и человек.
Какие формы могут различать насекомые?
Насекомые живут инстинктами, и поэтому формы объектов они хорошо видят только те, которые им нужны для выживания. Их не интересуют крупные слитные объекты, и они не видят разницы между кругом и квадратом. Зато их очень привлекают мелкие и сложные формы, как рисунки на бумаге. Кроме того, зрение насекомых намного шире, чем у человека. Хотя насекомые и близоруки, но они могут видеть и запоминать формы, цвет и окружение объектов.
Как видят насекомые – видео
Если Вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Чем больше, тем лучше? Бабочка с 15 типами датчиков света в глазах · Границы для юных умов
Реферат
Цвета повсюду в природе, и они передают полезную информацию.
Цветы используют цвета, чтобы показать, что у них есть нектар, фрукты меняют цвет, когда созреют, а птицы и бабочки используют свои красочные крылья, чтобы найти себе пару или напугать врагов. Чтобы использовать эту информацию, животные должны уметь различать цвета. Люди обладают «трихроматическим» цветовым зрением, а это означает, что все цвета, которые мы воспринимаем, могут быть получены путем смешивания трех основных цветов — красного, зеленого и синего. Это потому, что в наших глазах есть три типа светочувствительных клеток: один вид чувствителен к красному, один к зеленому и один к синему свету. Различные виды имеют разные типы светочувствительных клеток. У медоносных пчел также есть три типа, но у них есть клетки, которые воспринимают ультрафиолетовый свет вместо красного света. Бабочки обычно имеют 6 или более типов светочувствительных клеток, но мы обнаружили один вид парусника, у которого их не менее 15, что является рекордом среди насекомых. В этой статье мы обсудим, каким может быть мир для бабочки с таким сложным глазом.
Откуда мы знаем, видят ли животные цвета?
Как люди, мы очень зависим от цветового зрения в нашем понимании окружающего мира. Цвет – это свойство света. Свет распространяется волнами, и расстояние между двумя волнами называется длиной волны. Мы воспринимаем свет с разной длиной волны как имеющий разные цвета; длинные волны выглядят красноватыми, а короткие — голубоватыми (рис. 1А). Белый свет состоит из всех длин волн, смешанных вместе. Вы можете увидеть это, когда посмотрите на радугу в небе, или даже можете сами продемонстрировать эффект (рис. 1Б): если отразить свет от компакт-диска на чистую поверхность, вы увидите, как свет разделяется на разные цвета, напоминающие радуга или «спектр». Мы называем диапазон длин волн, который мы можем видеть, «видимым светом», а видимый свет имеет длину волны примерно от 400 нм (1 нм = 10
–9 м), который кажется фиолетовым, до 700 нм, который кажется красным. Свет за пределами этого диапазона длин волн существует, но мы его не видим [1].
- Рисунок 1
- A. Цвет и длина волны света. Свет состоит из волн. Для любой волны мы можем измерить длину волны, которая представляет собой расстояние между двумя соседними пиками волны (то есть длину одного цикла). Мы видим свет с разной длиной волны как имеющий разные цвета; более короткие волны имеют голубоватый оттенок, а более длинные — красноватый. B. Белый свет содержит множество различных длин волн. Вы можете разделить белый свет на разные длины волн, пропуская его через призму или отражая от поверхности особого типа. Компакт-диски (CD) обладают этим свойством, поэтому вы можете сделать радугу с помощью фонарика и компакт-диска.
Наши глаза содержат светочувствительных клеток , называемых колбочками и палочками. И колбочки, и палочки реагируют на свет, но у них разные функции в зрении. Палочки важны при слабом освещении, например, ночью, потому что они очень чувствительны к свету. Однако палочки не могут различать цвета.
Вот почему мир кажется черно-белым в лунном свете. Чтобы видеть цвета, нам нужны колбочки. Колбочки отвечают за цветовое зрение, но для работы им нужен яркий свет. У людей обычно есть три типа колбочек: синие (B), зеленые (G) и красные (R). Каждый тип колбочек может обнаруживать определенный диапазон длин волн: В-колбочки наиболее сильно реагируют на свет с длиной волны около 420 нм, G-колбочки 534 нм и R-колбочки 564 нм [1].
Мы можем измерить силу реакции колбочек на разные длины волн света и построить так называемые «кривые спектральной чувствительности», как вы можете видеть на левой панели рисунка 2А. Например, спектральная чувствительность B-колбочки человека достигает пика при 420 нм и становится нулевой примерно при 380 нм и примерно при 550 нм. Другими словами, В-колбочка может реагировать на свет с длиной волны 500 нм, но слабо. Яркий свет с длиной волны 500 нм (зеленый) будет давать такой же отклик, как тусклый свет с длиной волны 420 нм (синий) в колбочке B, а это означает, что колбочка B не может отличить яркий свет с длиной волны 500 нм от тусклого света с длиной волны 420 нм.
- Рисунок 2
- A. Светочувствительные клетки человека ( Homo sapiens ), западных медоносных пчел ( Apis mellifera ) и синиц ( Cyanistes caeruleus ). На графиках представлены кривые спектральной чувствительности светочувствительных клеток, то есть насколько клетки реагируют на свет с разными длинами волн. У человека (вверху) три светочувствительные клетки (у позвоночных они называются «конусными» фоторецепторами из-за формы клеток) используются для восприятия цветов. Синие (B), зеленые (G) и красные (R) колбочки имеют максимальную чувствительность при 420, 534 и 564 нм соответственно.
У медоносных пчел (в центре) нет светочувствительных клеток, настроенных на красный цвет, но вместо этого есть клетки, наиболее чувствительные к ультрафиолетовому (УФ) свету. Лазоревки (внизу) имеют четыре светочувствительные клетки. B. У людей с тремя типами светочувствительных клеток в глазу (трихроматические; «три-» означает три) легко различить нарисованную божью коровку ( Vanessa cardui ) и маленькие фиолетовые цветки розмарина ( Rosmarinus officinalis ) на фоне зелени. Однако, если у животного есть только один тип светочувствительных клеток (монохроматический; «моно» означает один), бабочку и цветы увидеть труднее. C. УФ-отражающие узоры на большой траве желтой бабочки, Эврема Гекаба . Снимки слева были сделаны обычной камерой, разработанной с учетом цветового зрения человека. Снимки справа были сделаны той же камерой, но через фильтр, пропускающий только УФ-свет (фотографии: Юх-Тынг Лин).
У медоносных пчел (в центре) нет светочувствительных клеток, настроенных на красный цвет, но вместо этого есть клетки, наиболее чувствительные к ультрафиолетовому (УФ) свету. Лазоревки (внизу) имеют четыре светочувствительные клетки. B. У людей с тремя типами светочувствительных клеток в глазу (трихроматические; «три-» означает три) легко различить нарисованную божью коровку ( Vanessa cardui ) и маленькие фиолетовые цветки розмарина ( Rosmarinus officinalis ) на фоне зелени. Однако, если у животного есть только один тип светочувствительных клеток (монохроматический; «моно» означает один), бабочку и цветы увидеть труднее. C. УФ-отражающие узоры на большой траве желтой бабочки, Эврема Гекаба . Снимки слева были сделаны обычной камерой, разработанной с учетом цветового зрения человека. Снимки справа были сделаны той же камерой, но через фильтр, пропускающий только УФ-свет (фотографии: Юх-Тынг Лин). Итак, вот как мы можем сказать, могут ли другие животные иметь цветовое зрение.
е. 300, 310, 320, вплоть до 700 нм). Затем мы записываем электрическую активность клетки в ответ на каждую длину волны света. Наконец, мы можем собрать ответы этой клетки по всему спектру длин волн. Если мы будем повторять этот процесс снова и снова, чтобы зафиксировать различные клетки, в конце концов мы сможем узнать, сколько и какие типы светочувствительных датчиков есть у животного [2].Животные и люди имеют разные типы светочувствительных клеток
Все ли животные имеют тот же набор светочувствительных клеток, что и мы? Медоносные пчелы также имеют три типа светочувствительных клеток, похожих на наши колбочки, но они смещены в сторону более коротких длин волн: ультрафиолетовые (УФ), синие и зеленые, а не синие, зеленые и красные (рис. 2А). На самом деле пчел не особо привлекают красные цветы, потому что они плохо видят красный цвет. Как и некоторые «дальтоники», пчелы плохо различают красный и зеленый цвета. Однако пчелы могут видеть узоры ультрафиолетового излучения, невидимые для нас.
У многих цветов на лепестках есть УФ-рисунки, которые действуют как сигнал, помогающий пчелам и другим насекомым найти и опылить цветок. Кроме того, некоторые птицы и насекомые также имеют УФ-образцы, которые животные используют для распознавания друг друга. Например, как показано на рисунке 2C, самцы и самки желтых бабочек выглядят для наших глаз почти одинаково. Однако, если вы делаете снимки камерой, чувствительной только к ультрафиолетовому излучению, вы можете четко увидеть различные узоры на крыльях. Поскольку у пчел есть клетки, чувствительные к ультрафиолетовому излучению, но нет клеток, чувствительных к красному цвету (рис. 2А), они, вероятно, видят мир совсем иначе, чем мы.
Не у всех животных есть три типа светочувствительных клеток, как у людей и пчел. Например, у многих птиц четыре колбочки: UV, B, G и R (рис. 2А). Эти птицы могут видеть в широком диапазоне длин волн, от ультрафиолетового до красного. Они также, вероятно, лучше нас различают цвета, которые лишь немного отличаются друг от друга.
Некоторые птицы изменяют чувствительность своих колбочек к разным длинам волн в спектре, используя цветные капельки масла внутри своего глаза. Эти капельки масла действуют аналогично солнцезащитным очкам с цветными линзами. Некоторые насекомые с составные глаза также делают это [2].
Бабочки — еще один пример животных со сложным цветовым зрением. Их система цветового зрения, по-видимому, развилась из трехцветной системы, основанной на УФ-, В- и G-чувствительных клетках, как у пчел. За миллионы лет цветовое зрение некоторых бабочек усложнилось из-за добавления дополнительных светочувствительных клеток с различной спектральной чувствительностью, вероятно, чтобы помочь им находить цветы, из которых можно пить нектар. Например, японский желтый парусник (научное название Papilio xuthus ) имеет шесть типов светочувствительных клеток: УФ, фиолетовые (V), B, G, R и «широкополосные» (BB) (рис. 3А). Клетки BB получили такое название, потому что они реагируют на широкий спектр различных длин волн, а не на один конкретный цвет [3].
Недавно мы изучили обыкновенную бабочку-голубую бабочку, Graphium sarpedon , и обнаружили, что она имеет по крайней мере 15 различных классов светочувствительных клеток в глазу [4] (рис. 3В). Это самое большое количество различных видов светочувствительных клеток, когда-либо идентифицированных у насекомого.
- Рисунок 3. Спектральная чувствительность светочувствительных клеток сильно различается у разных видов.
- На этом рисунке показаны четыре примера. A. Японская желтая бабочка-парусник, Papilio xuthus , имеет шесть типов клеток. В дополнение к кривым чувствительности с пиками в ультрафиолетовом, фиолетовом, синем, зеленом и красном цветах вы можете увидеть очень широкую (желтая линия). B. Обыкновенная бабочка-бабочка, Graphium sarpedon , имеет 15 видов датчиков света. Многие кривые спектральной чувствительности перекрываются, поэтому вам нужно внимательно следить за каждой линией, чтобы идентифицировать их все. C. Маленькая белая бабочка Pieris rapae имеет семь типов клеток. У самцов и самок этого вида разные глаза; пунктирные кривые указывают типы клеток, которые встречаются только у одного пола. D. Креветка-богомол, Haptosquilla trispinosa , имеет 16 типов клеток, 11 из которых показаны здесь. По сравнению с G. sarpedon кривые более узкие и расположены более равномерно, поэтому, возможно, мозг креветок иначе обрабатывает цвет (D.; Thoen et al., 2014; фотография: Рой Колдуэлл).
C. Маленькая белая бабочка Pieris rapae имеет семь типов клеток. У самцов и самок этого вида разные глаза; пунктирные кривые указывают типы клеток, которые встречаются только у одного пола. D. Креветка-богомол, Haptosquilla trispinosa , имеет 16 типов клеток, 11 из которых показаны здесь. По сравнению с G. sarpedon кривые более узкие и расположены более равномерно, поэтому, возможно, мозг креветок иначе обрабатывает цвет (D.; Thoen et al., 2014; фотография: Рой Колдуэлл). У некоторых бабочек спектральная чувствительность светочувствительных клеток различается даже между полами одного вида, что называется «половым диморфизмом». У маленькой белой бабочки Pieris rapae только самки имеют клетки, чувствительные к фиолетовому, тогда как самцы вместо этого имеют клетки, чувствительные к синему, с двойным пиком (рис. 3С). В случае серной бабочки Coliaserate обнаружен половой диморфизм по количеству клеток, чувствительных к красному: у самок имеется три типа, чувствительных к несколько отличающимся оттенкам красного, а у самцов только один тип [5].
Чем больше, тем лучше?
Вы можете спросить себя: зачем бабочкам столько типов светочувствительных клеток? Приводит ли наличие большего количества типов к лучшему цветовому восприятию? Давайте посмотрим на некоторые примеры. Как мы уже говорили, у большинства людей есть три класса колбочек. Но некоторые люди (обычно мужчины) имеют только два полностью функциональных типа колбочек с пониженной чувствительностью в третьем типе. Мы называем это состояние цветовой слепотой [6]. Как мы видели, для цветового зрения достаточно иметь всего два типа колбочек. Это означает, что большинство «дальтоников» все еще могут видеть множество цветов. Может быть, лучше называть этих людей дальтониками, а не дальтониками. Если человек с нарушением цветовосприятия и человек с нормальным зрением смотрят на одну и ту же сцену, они могут видеть довольно разные вещи; люди с дефицитом цвета обычно не могут отличить красный цвет от зеленого. Другими словами, наличие меньшего количества классов светочувствительных клеток ограничивает способность видеть цвета.
С другой стороны, у некоторых людей четыре типа колбочек. Это очень редко и встречается только у женщин. Считается, что эти люди видят гораздо больше цветов, чем люди с обычным зрением. Дополнительная колбочка позволяет им видеть дополнительные цвета, невидимые большинству из нас [7]. Кажется, что большее количество светочувствительных клеток приводит к лучшему цветовому зрению.
До сих пор самое богатое разнообразие светочувствительных клеток, которое было обнаружено в животном мире, находится в глазах рифовых креветок-богомолов, которые имеют до 16 типов (рис. 3D) [5]. Можно предположить, что у этих креветок-богомолов лучшее цветовое зрение, чем у любого другого животного. Но на самом деле их цветовое зрение оказывается на удивление плохим [8]. Люди могут различать длины волн света, которые отличаются всего на 1 нм. Однако креветка-богомол едва различает длину волны в 15 нм. Похоже, что мозг креветки-богомола обрабатывает информацию о цвете иначе, чем эта информация обрабатывается в мозгу других животных.
Некоторые исследователи считают, что креветки-богомолы могут не сравнивать входные данные от всех своих различных типов светочувствительных клеток, как это делают другие животные, но вместо этого они используют некоторый «ярлык» обработки для быстрого, но не столь точного определения цвета.
Японская желтая бабочка-парусник, P. xuthus , обладает хорошим цветовым зрением; он способен обнаруживать разницу длин волн примерно в 1 нм, что аналогично возможностям человека. Их глаза имеют как минимум шесть различных типов светочувствительных клеток, но используют ли они все из них для цветового зрения? На этот вопрос ответили, обучив бабочек обнаруживать разницу между двумя источниками света с немного разными длинами волн и проведя компьютерное моделирование, чтобы предсказать, как бабочки будут вести себя, если будут использоваться различные комбинации светочувствительных клеток. Компьютерное моделирование показало, что их цветовое зрение в основном основано на клетках, чувствительных к ультрафиолетовому, B-, G- и R-ощущению, что позволяет предположить, что их цветовое зрение представляет собой четырехцветную систему, как у птиц.
Два других класса светочувствительных клеток, V и BB, вероятно, не используются для восприятия цветов, а вместо этого используются для некоторых других зрительных функций. Возможно, зрение бабочки функционирует аналогично человеческому зрению: их клетки, чувствительные к УФ, В, G и R, функционируют как колбочки, а клетки, чувствительные к ВВ и/или V, функционируют как палочки.
Когда речь идет о светочувствительных клетках, происходит ли это по принципу «чем больше, тем лучше»? Считаете ли вы, что у обыкновенной бабочки-бабочки ( G. sarpedon ) с 15 классами светочувствительных клеток в глазу (рис. 3В) цветовое зрение лучше, чем у нас? Мы пока что не знаем. Ответ можно найти только в ходе будущих экспериментов, изучающих поведение бабочки. Тем не менее, из информации о цветовом зрении, которую мы узнали от людей и бабочек, кажется маловероятным, что голубые мухи используют все 15 светочувствительных клеток только для того, чтобы различать цвета. Мы полагаем, что они, вероятно, используют только четыре из них для цветового зрения, как в Papilio , близкий родственник мух.
По сравнению с человеческим зрением добавление УФ-датчиков, безусловно, расширяет диапазон видимого света до длины волны УФ-излучения, расширяя спектр цветов, который можно увидеть. Другие 11 типов клеток могут быть полезны для обнаружения определенных раздражителей, например, быстро движущихся объектов на фоне неба или определенных длин световых волн, отраженных от потенциальных партнеров или врагов.
Как мы можем использовать исследования в будущем?
Мы не можем видеть мир так, как это видят бабочки; нашим глазам и мозгам не хватает необходимого оборудования. Но все же стоит и интересно попытаться понять, на что похож визуальный опыт бабочки, объединив данные из различных экспериментов. Нас также интересует, как с течением времени развивались системы цветового зрения, путем сравнения цветового зрения многих разных насекомых. В этом процессе мы можем даже обнаружить принципы, которые сможем использовать для создания более совершенных «визуальных» систем для искусственного интеллекта.
Птицы и насекомые полагаются на свое зрение, чтобы направлять свой полет, находить пищу и избегать препятствий и хищников. Представьте, если бы мы могли запрограммировать воздушные дроны, чтобы они использовали свои «глаза» (камеры) для пилотирования так же искусно, как это делают животные!
Другое возможное применение нашего исследования зрения насекомых — в сельском хозяйстве. В настоящее время для защиты наших культур используется множество химических инсектицидов. К сожалению, эти химические вещества часто наносят ущерб окружающей среде, и насекомые-вредители могут стать к ним устойчивыми. Возможно, можно чисто и безопасно держать насекомых подальше от посевов, используя свет вместо химикатов. Чтобы сделать это, мы сначала должны понять, как работают глаза насекомых.
Глоссарий
Color Vision : ↑ Способность обнаруживать различия в длинах волн, составляющих свет, а не только яркость света.
Светочувствительные клетки (или «фоторецепторы») : ↑ Особый тип нервных клеток, находящихся в глазах животных, которые производят электрические сигналы, когда на них падает свет.
Электрофизиология : ↑ Измерение электрической активности внутри живых организмов. Электрокардиография и электроэнцефалография — это электрофизиологические методы, используемые врачами для обследования людей.
Сложный глаз : ↑ Такой глаз есть у большинства насекомых и ракообразных. Он состоит из множества единиц, называемых омматидиями. Каждый омматидиум имеет линзу с пучком светочувствительных клеток под ней.
Заявление о конфликте интересов
Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.
Первоисточник Статья
↑ Chen, P.-J., Awata, H., Matsushita, A., Yang, E.-C., and Arikawa, K. 2016. Чрезвычайное спектральное богатство глаз обыкновенной бабочки, Graphium сарпедон. Фронт. Экол. Эвол. 4:1–12. doi:10.
3389/fevo.2016.00018.
Каталожные номера
[1] ↑ Лэнд, М. Ф., и Нильссон, Д.-Э. 2002. Глаза животных. Оксфорд: Издательство Оксфордского университета.
[2] ↑ Кронин Т.В., Джонсен С., Маршалл Н.Дж. и Уоррант Э.Дж. 2014. Визуальная экология. Принстон, Оксфорд: Издательство Принстонского университета.
[3] ↑ Арикава, К. 2003. Спектральная организация глаза бабочки, Papilio. Дж. Комп. Физиол. А 189, 791–800. дои: 10.1007/s00359-003-0454-7
[4] ↑ Чен, П.-Дж., Авата, Х., Мацусита, А., Ян, Э.-К., и Арикава, К. 2016. Чрезвычайное спектральное богатство глаза обыкновенной мухи бабочка, Graphium sarpedon. Фронт. Экол. Эвол. 4:1–12. doi:10.3389/fevo.2016.00018
[5] ↑ Маршалл Дж. и Арикава К. 2014. Нетрадиционное цветовое зрение. Курс. биол. 24, Р1150–Р1154. doi:10.1016/j.cub.2014.10.025
[6] ↑ Бакхаус, В.Г.К., Клигль, Р.
, и Вернер, Дж.С. 1998. Цветовое зрение: точки зрения различных дисциплин. Берлин, Нью-Йорк: Вальтер де Грюйтер.
[7] ↑ Джордан Г., Диб С.С., Бостен Дж.М. и Моллон Дж.Д. 2010. Размерность цветового зрения у носителей аномальной трихроматии. J Vis 10, 12. doi: 10.1167/10.8.12
[8] ↑ Thoen, HH, How, MJ, Chiou, TH, and Marshall, J. 2014. Другая форма цветового зрения у креветок-богомолов. Наука 343, 411–413. doi:10.1126/наука.1245824
Десять забавных фактов о бабочках, которые нужно знать и рассказывать
7 августа 2016 г.
Сьюзен Хиггинс
Посмотрите, сколько забавных фактов о бабочках вы знаете.
Роберт Фрост назвал их «летающими цветами». Французы называют их papillon , что также означает «парковочный талон». В США мы называем их бабочками, существует множество теорий почему, но никто не знает точно. Хотите узнать больше об этих любопытных существах? Возьмите увеличительное стекло и взгляните на этот список из 10 забавных фактов о бабочках.
- Спят ли бабочки? Ночью или когда на улице пасмурно или прохладно, бабочки приземляются и могут выглядеть так, как будто они спят. Но они никогда не закрывают глаза. У них нет век!
Видеть или быть увиденным? Они очень похожи на глаза, так что пусть вас не смущают пятна на крыльях этой гигантской совы ( Caligo memnon ).
2. Как видят бабочки? У бабочек, как и у нас, два глаза. Но глаза бабочки называются сложными глазами, потому что у них много-много линз. Это означает, что бабочки могут одновременно видеть много разных вещей во многих направлениях. Их мозг бабочки собирает всю эту информацию и составляет одну цельную картину из всех этих крошечных частей. Попробуйте посмотреть через специальную составную линзу в Butterflies LIVE! выставочное пространство, и вы увидите мир, как бабочка. Большинство бабочек могут видеть красный, желтый, синий и зеленый цвета, но некоторые виды могут видеть и другие цвета.
цветка лантаны, как видно через сложный глаз. Фото ведущего куратора бабочки Анны Эстеп
3. Могут ли бабочки пахнуть? У бабочек нет носа. Они «нюхают» своими усиками. (См. № 5, чтобы узнать их вкус!)
4 . Чем питаются бабочки? Бабочки не едят. Они пьют! Они используют свой рот, называемый хоботком, как соломинку, чтобы потягивать пищу. Когда они не пьют, они закатывают язык и прячут его под подбородком.
Свернутый хоботок и усики наготове, этот парусник Torquatus ( Papipo torquatus ) готов впитать немного сладкого нектара.
5 . Могут ли бабочки чувствовать вкус? Бабочки «пробуют на вкус» лапками! Крошечные органы на лапках бабочки могут чувствовать химическую сигнатуру всего, на что она приземляется. Вот как они узнают, хорошо ли что-то съесть.
Долька апельсина проходит тест на вкус почтальона сливочно ( Heliconius melapomene ).
6 . Что пьют бабочки? Бабочки любят пить нектар из цветов и сок из фруктов, что дает им много сахара для энергии. Но им также нужны соли и минералы, которые они получают из «лужи» — питья из грязевых луж или мокрых пятен на земле. Группа бабочек-самцов, которые вместе наслаждаются лужей, называется «клубом луж».
7 . Как бабочки защищаются? Яркие цветовые узоры на крыльях некоторых бабочек помогают им скрывать их от хищников, сливаясь с другими цветами в саду. Другие бабочки имеют неприятный вкус (или выглядят как другие бабочки, у которых он есть), что является предупреждением для голодных хищников, чтобы они держались подальше. Некоторые из них даже ядовиты.
Оранжевая дуболистная или мертволистная бабочка ( Kallima inachus ) выглядит как высушенный лист благодаря искусной маскировке.
8 . Есть ли у бабочек кости, мышцы и кожа, как у нас? Скелет бабочки находится не внутри тела, а снаружи и называется экзоскелетом.
Это как если бы кожа была сделана из костей. У них есть мышцы, как и у нас, и именно так они двигаются.
9 . Сколько крыльев у бабочки? У бабочки четыре крыла. Пара передних крыльев спереди и два задних крыла сзади. Когда они летают, их крылья двигаются вверх и вниз в форме восьмерки. Группа бабочек, летящих вместе, не называется стаей — это порхание!
Понятно, что крылья бабочки прозрачны, несмотря на то, что они покрыты тысячами крошечных чешуек, которые по-разному отражают свет, создавая разные цвета. Джулия ( Драяс юлия )
10. Как бабочки общаются друг с другом? Бабочкам не нужно много общаться. Иногда они двигают крыльями, чтобы отправить сообщение. И поскольку они могут видеть ультрафиолетовый свет, они ищут узоры ультрафиолетового света на крыльях друг друга, которые идентифицируют их вид и пол.
Большое спасибо ведущему куратору бабочки Анне Эстеп, которая предоставила все эти забавные факты!
О Сьюзан Хиггинс
Волонтер Сьюзан Хиггинс пишет о том, что она узнает и что любит в Саду.