как эти насекомые видят окружающий мир

06.05.2020 18863
Автор:
Команда Мистер Ант

Экспериментальным путем установлено, что разные виды муравьев имеют разную остроту зрения. Так как значительная часть колонии проводит большую часть времени внутри муравейника, острота зрения даже у муравьев одного вида может отличаться. Давайте разберемся — насколько хорошо видят муравьи, и как устроено их зрение.

Органы чувств

На голове у муравья находится пара глаз, состоящих примерно из шести тысяч фасеток — маленьких глазков шестигранной формы, соединенных напрямую с мозгом. Это довольно немного. Например, глаза стрекоз состоят примерно из тридцати тысяч таких фасеток.

У некоторых видов муравьев также присутствуют дополнительные, так называемые, простые глаза. Они располагаются на теменной части головы и выглядят как три маленьких черных точки.

Особенности строения муравьиного глаза таковы, что муравей может смотреть только прямо перед собой и не видит того, что происходит по бокам. Кроме того, муравьи, в большинстве своем, довольно близоруки.

Если говорить о том, как видят муравьи окружающий мир, то можно отметить, что четко они различают лишь предметы находящиеся прямо у них под носом, на расстоянии не больше трех-четырех сантиметров. Предметы, находящиеся на расстоянии больше семи-восьми сантиметров уже видятся им размытыми.

Уловить движение и различать крупные предметы насекомые могут на расстоянии до пяти метров. Так как мураши живут в своем микромире, необходимости видеть на большие расстояния у них нет.

Как видит муравей

Фасеточное зрение дает мозаичную картинку, как бы состоящую из множества отдельных фрагментов. Зрение у них цветное. Фасетки улавливают ультрафиолетовое излучение, насекомые хорошо различают синий и фиолетовый цвет, чуть хуже они видят зеленый и желтый, а вот красный глаз муравья воспринимает как черный.

Мешает ли близорукость муравьям

Человеку может показаться, что зрение муравья довольно скудное и эти насекомые видят только у себя под носом, а потому испытывают трудности в связи с этим. Но такое зрение у муравьев сформировалось эволюционным путем и является вполне достаточным для полноценной жизни!

Муравьи, как и кошки, в большей степени ориентируются не на зрение, а на обоняние и тактильную чувствительность. При наблюдении за муравейником может сложиться впечатление, что зрение муравьев достаточно острое, даже в ночное время суток.

Тем не менее, это не так. Видят ли муравьи, в темноте или на свету приближающуюся опасность? В классическом понимании нет. Но они отлично ощущают перемещения вокруг себя, ориентируются по обонятельным меткам и буквально улавливают малейшие вибрации, используя собственное тело в качестве резонатора. Убедиться в этом вы сможете, если у вас появится муравьиная ферма в комплекте с муравьями.

Посмотрите, что входит в каждый комплект:

В мире животных. Как видят и слышат муравьи? | Животные

Так, наблюдая за муравьями, вызывает удивление тот факт, что они не обращают внимания на предметы, находящиеся на расстоянии не более десяти сантиметров. Совсем рядом с муравьем может лежать дохлая муха, а он проползет мимо, не обращая на нее никакого внимания. Почему, спросите вы.

Все дело в особенностях зрения этого насекомого: он видит лишь то, что находится совсем рядом с ним.

Если бы подобным зрением обладали люди, они бы четко видели не далее, чем на 3−4 метра перед собой. Все, что находится дальше, было бы размыто. По человеческим меркам это считалось бы очень скверным зрением.

Фото: pixabay.com

Доставляет ли слабое зрение проблемы муравьям? Способность видеть лишь то, что находится под носом, муравью жизнь не осложняет. В темном муравейнике, где насекомое пребывает большую часть времени, темно. Нужда в остром зренииhttps://shkolazhizni.ru/world/… не ощущается. Там гораздо больше необходимости в других органах чувств, связанных с осязанием и обонянием.

А бывают ситуации, когда складывается впечатление, что у муравьев отличное зрение. Допустим, направляется муравей по делам и неожиданно сворачивает туда, где сантиметрах в восьми от него группка его собратьев атакует жирную гусеницу. Получается, что он увидел то, что его зрение не должно было позволить видеть?

На самом деле он их не видит, а слышит издаваемые другими муравьями боевые запахи. Он учуял муравьиную кислоту и бросился на помощь своим собратьям.

Фото: pixabay.com

Однако муравьям все же свойственно различать движения крупных предметов. Стоит вам приблизиться к муравейнику, как вы будете сразу же замечены муравьиной братией. Она насторожится и ощетинится, приняв боевую позу. Спровоцируйте муравьев взмахом белого сачка. Они моментально взметнутся, выдавая свою тревогу.

Для определения максимального расстояния, на котором муравьи могут видеть крупный предмет, отдаляйтесь от муравейника и при этом размахивайте сачком. Они будут реагировать и с расстояния в два метра, и в три. В четырех метрах движение белого сачка различит лишь малая часть муравьев. С пяти метров его не сможет различить ни один муравей.

Если этот опыт провести несколько раз, то можно сделать вывод о существовании своеобразной зоны видимости, присущей муравьям, пребывающим на вершине конуса муравейника.

Ученые говорят об особом строении глаз этих насекомых: они неподвижны и постоянно смотрят вперед. Возможности видеть происходящее по сторонам у муравья нет.

Фото: pixabay.com

Слабое зрение с лихвой компенсируется хорошо развитым обонянием. Есть у муравьев и память, касающаяся расположения мелких предметов в непосредственной близости к муравейнику. Это помогает им не заблудиться и найти нужное направление.

Следует отметить, что одни муравьи видят лучше других. Очень слабое зрение у тех, что не покидают узкие проходы муравейника и все время живут в темноте. У муравьев-охотников и муравьев-строителей зрение более острое.

Про особенности муравьиного зрения мы уже знаем, а как у них обстоят дела со слухом и обонянием?

Стоя рядом с муравейником, вы можете громко разговаривать и всячески шуметь. Однако на муравьиную братию это не произведет никакого впечатления. Муравьи не обращают внимания не только на шум, издаваемый людьми, но и на рокот техники, работающей рядом с муравейником. Они будут продолжать заниматься своими делами под шум мотора бензопилы, от которого вам захочется заткнуть уши.

Фото: pixabay. com

Наблюдая за этими насекомыми, может сложиться впечатление, что они глухи от природы. Действительно ли это так?

Проведем небольшой эксперимент. Поймаем слепня при помощи сачка. Приблизимся с ним к муравейнику. Он будет издавать громкие жужжащие звуки, пытаясь вырваться на волю. Муравьи никак на этот звук не отреагируют, потому что множество разных насекомых постоянно пребывает в непосредственной близости к их жилищу. Они привыкли не обращать на них внимания.

А вот если слепня опустить на поверхность муравейника, то вы заметите небывалое оживление. Муравьи уловят звук насекомого, угодившего в западню, и станут на него охотиться. Не пройдет и несколько секунд, как со всех сторон слепень будет покрыт муравьиной братией, испускающей муравьиную кислоту. Спасения от ревностных охотников слепню нет.

Фото: pixabay. com

О чем говорит этот опыт? Слух у муравьев есть, но очевидно, что он отличается особой тонкостью.

Муравьям свойственно замечать звуки, важные для них, оставаясь при этом глухими к шуму, не имеющему жизненно важного значения.

Теперь попробуем разобраться в тонкостях обоняния этих трудолюбивых насекомых.

Подойдите близко к муравейнику. Вы заметите, что муравьиная братия вас обнаружила и насторожилась, приняв боевую позицию. Кто-то даже попытался атаковать непрошеного гостя, выпустив струйку муравьиной кислоты. Постепенно труженики успокаиваются и перестают вас замечать.

Теперь подуйте на муравейник. Будьте уверены, что запах изо рта будет мгновенно уловлен усиками обитателей муравейника. Вы заметите, что все они застыли на месте. Это объясняется тем, что в данный момент насекомые внимательно изучают новый и незнакомый для них запах. Как только они запах запомнят, муравейник вновь зашевелится. Если вы вновь подуете на него, насекомые уже не замрут на месте. Ваш запах им уже знаком. Он их больше не волнует.
Фото: pixabay.com

Ученые уже давно установили, что муравьи очень быстро и легко запоминают запахи. Эти насекомые обладают хорошо развитым обонянием. Кроме того, у муравьиной братии великолепная память на запахи.

В следующий раз, когда подойдете к муравейнику, на который раньше подули, его обитатели узнают ваш запах. Вас запомнили!

Теги:

насекомые,
муравьи,
муравейник,
муравьиная кислота

В муравьином мире чем меньше вы, тем труднее видеть препятствия

Оглянитесь вокруг своего дома или сада, или во время прогулки в кустах, и вы скоро найдете множество муравьев всех форм и размеров пробираясь вокруг места.

Но как муравьи обнаруживают препятствия и обходят их, особенно когда они ищут пищу в одиночестве, а не по тропе?

В нашем недавнем исследовании, опубликованном в Journal of Experimental Biology, есть интересный ответ на этот вопрос.

Читать далее:
Как муравьи ходят задом наперед, неся тяжелый груз, и все же находят дом

Глядя муравьиными глазами

Глаза муравьев не такие, как у нас. Муравьи имеют сложные глаза со многими единицами, называемыми омматидиями. Их глаза выглядят как набор светодиодов, которые вы видите на светофоре (за исключением формы купола).

Каждый омматидиум видит одну точку в пространстве, поэтому весь глаз видит одно изображение, но разные его части.

Мозаичное зрение сложного глаза.

Но муравьи не могут видеть мир с таким разрешением, как мы. Их мир более размыт, чем наш.

Один из способов узнать это — подсчитать количество и диаметр фасеток (омматидий) в их глазах. Это делается путем нанесения тонкого слоя прозрачного лака для ногтей на глаз мертвого муравья и снятия его после высыхания.

Реплику глаза можно сплющить, сделав надрезы в подходящих местах и ​​сфотографировав ее для подсчета фасеток и оценки их пространственной остроты (наилучшее разрешение, при котором они могут что-то визуально воспринимать).

Лак для ногтей, копия бычьего муравьиного глаза.
Равиндра Палавалли-Неттими, Автор предоставил

Учитывая их размытое зрение, примечательно, что муравьи все еще могут выполнять различные задачи, такие как навигация по сложной местности.

Представьте, что вы нашли выход из густых джунглей, где все кажется размытым. И плохая новость для муравьев заключается в том, что чем меньше они становятся, тем хуже становится проблема.

Моделирование зрения муравья.
Тревор Мюррей, автор предоставлен

Когда вещи становятся меньше

Муравьи сильно различаются по размеру. Есть большие муравьи, такие как австралийские муравьи-быки, размер которых может варьироваться от 8 до 40 мм, а также есть крошечные электрические муравьи размером 1,5 мм, которые в настоящее время являются инвазивной проблемой в Квинсленде.

Виды огненных муравьев различаются по размеру даже в пределах одной колонии.

Из-за конструктивных ограничений дальнейшее уменьшение размеров тела невозможно без ущерба для нормального функционирования животного. Это обычное явление, называемое миниатюризацией.

Миниатюрные муравьи имеют меньшие глаза и меньше омматидиев. Это также означает, что у них более размытое зрение (меньшая пространственная острота), чем у более крупных муравьев.

Тем не менее, все муравьи — большие или маленькие — сталкиваются с одинаковыми трудностями, когда ищут еду и возвращаются домой. Влияет ли миниатюризация на их способность к визуальной навигации?

Обнаружение и предотвращение препятствий

При навигации муравьи сталкиваются со многими препятствиями. Эти препятствия могут блокировать обзор, который муравьи могут использовать, чтобы найти дорогу домой.

Таким образом, муравьи должны уметь обнаруживать препятствия и обходить их. Это также сократит время, которое каждый муравей проводит в суровых условиях за пределами гнезда.

Чтобы проверить, влияет ли миниатюризация на эту способность, мы установили препятствие на пути самонаводящихся муравьев, обученных питаться сахарным раствором. Эти муравьи используют визуальные подсказки для навигации, а не полагаются на химические следы.

Уклонение от препятствий у муравья.

Мы обнаружили, что более мелкие муравьи с меньшим количеством омматидий в глазах могут обходить его только тогда, когда они намного ближе к препятствию по сравнению с более крупными муравьями с большим количеством омматидий.

В среднем мы обнаружили, что более крупные муравьи обходят препятствие, когда они находятся на расстоянии 17 см от препятствия, в отличие от 5 см для более мелких муравьев. Более крупные муравьи также отворачиваются от гнезда раньше на своем пути, чем более мелкие муравьи с меньшим количеством омматидиев.

Это говорит о том, что муравьи с меньшими глазами могут обнаруживать объекты только тогда, когда они находятся ближе к ним.

Читать далее:
Какой квадрат больше? Медоносные пчелы видят визуальные иллюзии, как и люди

Таким образом, миниатюрность может повлиять на некоторые возможности визуальной навигации. Тем не менее, более мелкие муравьи не столкнулись с препятствием.

Графическое резюме исследования, показывающее различия в размерах муравьев и то, как это влияет на их способность обнаруживать препятствия издалека.
Равиндра Палавалли-Неттими, Автор предоставил

Миниатюризация довольно распространена среди насекомых, и поведение, направленное на избегание препятствий, влияет на навигацию как для ходячих насекомых, таких как муравьи, так и для летающих насекомых, таких как пчелы, даже для коллективного переноса пищи и познания животных.

Уклонение от препятствий при коллективном переносе пищи муравьями.

В то время как наше исследование подчеркивает эволюционные издержки миниатюрности, муравьи могут стать источником вдохновения для технологий искусственного зрения, таких как камера для насекомых.

Знание того, как муравьи могут ориентироваться, используя минимальную визуальную информацию об их окружении, может помочь в разработке эффективных навигационных технологий. Это может даже помочь в исследованиях роботизированного зрения.

Есть ли у муравьев глаза? Как и что они видят?

О Кэти Пирси

Кэти Пирси более десяти лет работает в индустрии консервации и сделала разнообразную карьеру. Она провела время, работая в разных условиях и с разными животными. В ее обязанности в Великобритании входили выращивание и выпуск цыплят коростеля (Crex crex) в Нене-Уош, сезонно затопляемых участках влажных лугов, охота на кур-луней (Circus cyaneus) на Шотландских возвышенностях и восстановление торфяников в Уэст-Мидлендсе.

У муравьев есть глаза, однако их количество и использование различаются как у разных видов, так и у разных особей в колонии. У большинства видов есть пара сложных глаз, в то время как у некоторых видов есть дополнительные простые глаза в центре головы, обычно три, хотя у некоторых есть только один.

Содержание

• Много способов увидеть
• Видеть глазами муравья
• За пределами видимости
• Взгляд муравья

Много способов увидеть

Глаза удивительно разнообразны в животном мире. В зависимости от того, как они функционируют, они могут улавливать совершенно разные длины волн и детали. Некоторые насекомые способны видеть, например, ультрафиолетовый свет, в то время как простые глаза гусениц способны видеть только свет и тьму.

Глаза развивались на протяжении тысячелетий, впервые появившись более 500 миллионов лет назад. Условно эти глаза можно разделить на две группы: простые глаза и сложные глаза. Простые глаза не обязательно просты по своей природе, они состоят из одной линзы, а не из многих. Сложные глаза состоят из множества линз, помогающих построить общую картину.

Глаза человека представляют собой форму простого глаза, как и глаза головоногих моллюсков и ракообразных. Сложные глаза распространены среди насекомых. Они состоят из ряда более мелких линз, известных как глазки. Эти глазки улавливают отдельные картинки, которые затем переводятся мозгом насекомого.

Сложные глаза могут иметь много преимуществ, одним из которых является возможность обзора почти на 360 градусов.

Видеть глазами муравья

В мире насчитывается около 12 000 видов муравьев, приспособленных к жизни в различных климатических условиях, местах обитания и окружающей среде. То, как они живут и какую форму они принимают, существенно влияет на тип видения, которое они развили. Даже внутри колоний могут быть различия между разными видами муравьев.

Муравьям необходимо зрение по целому ряду причин. Способность видеть может помочь им найти пищу и партнеров. Он также может предупредить их о приближении хищника или других формах опасности. Важно отметить, что это также может помочь им ориентироваться, находить дорогу к своим гнездам и обратно.

Форма головы муравьев может различаться по форме и размеру, однако, как правило, они состоят из большой пары нижних челюстей, пары сложных глаз и двух усиков, расположенных немного впереди глаз. У муравьев нет носа, а антенны выполняют работу по обнаружению химических сигналов, а отверстия в их экзоскелете позволяют им дышать.

Как правило, у большинства видов есть два больших сложных глаза. Сложные глаза состоят из большого количества отдельных глазков. Отдельные глазки окружены экранирующими пигментами, чтобы предотвратить попадание на них света. Считается, что эти глаза дают довольно размытое изображение, а это означает, что многие виды муравьев не могут обнаруживать препятствия, пока они не окажутся относительно близко.

Количество глазков варьируется у разных видов. У тех, у кого меньше глазков, хуже зрение. В целом, у более мелких видов муравьев меньше глазков из-за эффекта миниатюризации. Также было обнаружено, что самки и самцы, как правило, имеют большее количество глазков, чем рабочие муравьи.

Было обнаружено, что большие сложные глаза муравьев способны обнаруживать поляризованный свет. Они могут использовать это, чтобы понять, в каком направлении они движутся. Могут ли муравьи определять цвет, зависит от вида. Некоторые могут видеть в цвете, в то время как другие кажутся дальтониками. Некоторые муравьи также могут обнаруживать ультрафиолетовый свет.

Некоторые муравьи-пули обладают лучшим зрением среди всех видов муравьев. Также было обнаружено, что муравьи, которые охотятся за добычей, и летающие муравьи, вероятно, имеют лучшее зрение, поскольку они используют его больше, чем другие виды.

Очень небольшое количество видов муравьев полностью слепы и не имеют этих сложных глаз. Так обстоит дело с рабочими муравьями многих видов армейских муравьев, хотя у некоторых могут быть однолинзовые глаза.

Кроме сложных глаз у муравьев есть несколько глазков в центре головы. Они различаются у разных видов муравьев. У большинства муравьев нет центральных глазков, однако у некоторых, таких как пустынные муравьи и муравьи-быки, есть набор из трех наборов в форме треугольника.

У летающих муравьев также были обнаружены крылатые самцы и самки с тремя большими глазками.

Муравьи-рыболовы — удивительный вид, обитающий в Индокитае. Polyrhachis ypsilon — красивый золотистый вид с необычными крючками, отходящими от их экзоскелета. У них есть дополнительная необычная особенность, заключающаяся в том, что они являются одним из немногих видов, у которых есть только один глазок в центре головы.

Исследования назначения глазков у муравьев довольно ограничены, однако, похоже, муравьи используют их, чтобы чувствовать поляризованный свет и ориентироваться в нем. Было обнаружено, что размер отдельных глазков обычно больше у ночных видов, что позволяет предположить, что они могут быть полезны для восприятия света.

Исследования пустынных муравьев показали, что они могут использовать свои глазки, чтобы найти кратчайший путь домой с помощью визуальных сигналов.

Читайте также: Если вам интересно, есть ли у муравьев кости? (Объяснение экзоскелетов)

Вне зрения

У многих видов животных зрение не так важно, как у людей. Другие чувства полагаются в большей степени. У муравьев химические сигналы невероятно важны. Для этого у муравьев есть пара усиков, расположенных в форме локтя.

Муравьи используют свои антенны самыми разными способами. Суставы позволяют им двигать ими, чтобы чувствовать предметы, а также улавливать запахи. Запахи обнаруживаются химическими детекторами, расположенными в волосовидных сенсорах на поверхности кожи муравья.

Именно с помощью этих датчиков слепые муравьи могут безопасно передвигаться. Часто используются следы запахов, когда отдельные муравьи откладывают химические феромоны, по которым затем могут следовать другие муравьи. Как правило, это тот случай, когда муравьи ходят цепочками, как будто следуя друг за другом.

Взгляд муравья

У муравьев зрение не такое хорошее, как у многих насекомых.