Органами зрения у пауков является: Органами зрения у пауков являются: а) 1 пара фасеточных глаз б) 4 пары простых глаз в) 1 пара

Удивительные глаза пауков: зрение пауков, фотографии, факты

Содержание

1. Сколько пар глаз у паука
2. Отдельные особи
3. Виды и строение глаз
4. Преимущества
5. Особенности мировосприятия
6. Ассоциации
7. Итог

Пауки расселились по всех континентах, кроме Антарктиды. Сейчас их более 42 тысяч видов. Эти живые существа, появившиеся на земле миллионы лет назад, настолько своеобразны, что их выделили в отдельное семейство. У каждого вида паукообразных свои особенности строения тела. Различаются они между собой и образом жизни. Редакция thebiggest провела небольшое исследование, и объектом выступили удивительные глаза и зрение пауков.

Фото и факты про удивительные глаза пауков:

 

Сколько пар глаз у паука

Во время эволюционного развития у разных видов сформировалась особая структура зрения и количество глаз. Зависит их число от образа жизни и способа охоты паукообразного. Животные, которые предпочитают охотиться с помощью профессионально сплетённой паутинных сетей, имеют слабое зрение. Активные охотники видят лучше. В основном это 4 пары, выстроенные в ряды. Зачем пауку 8 глаз обусловлено его образом жизни. Все восемь обеспечивают им великолепный кругозор на 3 600.

В природе встречаются виды, у которых 12 глаз, а есть и те, кто обходится всего одной парой органов зрения. Но и одна пара обеспечивает им существование в окружающем мире. Всё в природе продумано до мелочей.

Читайте также: Самый ядовитый паук мире и его «товарищи»!

Отдельные особи

Паук-крестовик смотрит на окружающий его мир восьмью глазами. Охотится он ночью, а потому работа его органов зрения напоминает работу видеокамеры, работающей в ночном режиме. Но если камера воспринимает инфракрасный свет, то глаза паука поляризованное излучение.

Паук-скакун, обладающий восемью глазами, расположенными в три ряда, способен определять расстояние до предмета. Точное расстояние он измеряет передними основными глазами. Они состоят из четырёх светочувствительных слоёв. Во время охоты они помогают ему точно прицелиться. Арахнологии даже установили, что скакуны различают цвета.

На фото: Araneus diadematus

Пещерные пауки практически слепы, и максимально полагаются на другие органы чувств. Самые маленькие глаза у пауков-кругопрядов. К примеру, Araneus diadematus просто улавливает движение, когда жертва попадает в его сеть.

 

Виды и строение глаз

У удивительных обитателей планеты три основных вида глаз:

1. Основная пара. Их ещё называют медиальные;
2. Боковые дополнительные, так сказать, побочные;
3. Фасеточные

Основная пара помогает паку отслеживать жертву. Эти глаза самые большие и расположены впереди остальных зрительных органов. Внутри капсулы медиальных глаз расположен слой светочувствительных клеток, а к самим глазам прикреплены мышцы, в чью задачу входит двигать сетчатку.

Боковые глазёнки меньше основных, и находятся в статическом состоянии. Они расширяют угол обзор, фиксируют источник света. Они помогают оценить ситуацию вокруг, а также заметить опасность и добычу.

Фасеточные глаза есть не у всех видов, но именно они помогают паукам воспринимать цвета. Эти органы, доставшиеся от далёких предков, способны воспринимать и отражать свет.

 

Преимущества

Пришло время рассказать, какие преимущества предоставляют паукам органы зрения и их строение.

• Во-первых, количество и строение глаз позволяет видеть более детализированную картинку. Она даже лучше, чем у человека;
• Во-вторых, при помощи первой пары они видят крупный план;
• В-третьих, они близоруки. Предметы, которые находятся за пределом 10 см, они видят хуже, чем те, что находятся вблизи;
• В-четвёртых, у них есть способность видеть ультрафиолет и воспринимают поляризованный свет;
• В-пятых, безошибочно определяют расстояние до объекта, видят всё происходящее вокруг себя и с помощью глаз легко ориентируется в траве.

Читайте также: Самые большие тараканы в мире.

Особенности мировосприятия

Пауки отличаются от других обитателей планеты количеством и расположением на теле органов зрения.

Каждый оптический орган видит отдельную область, но для животного мир складывается в единую картинку.

Им не надо вертеть постоянно головой, чтобы увидеть, что находится сбоку или сзади.
Органы зрения отличаются своим строением, и каждый выполняет свою особую функцию, помогая пауку ориентироваться в окружающем мире.

 

Ассоциации

Рассматривая фото удивительных существ, возникает ощущение, что прибыли они с других планет. Глаза их различаются функциональностью, размерами.

С помощью современных фотоаппаратов можно вблизи увидеть цвет, а также расположение глаз на тельце. У кого-то в один ряд, а кого-то в три, а то и в четыре.

Кстати, на нашем сайте thebiggest.ru можно узнать, какой самый большой паук в мире.

 

Итог

Наука, изучающая этих загадочных и слегка устрашающих существ, называется арахнологией. Изучают их смелые люди, так как большинство жителей городов и посёлков боится и негативно относится к паукообразным существам. У некоторых непреодолимый страх вызывает даже не сам паук, а даже его изображение. Они широко представлены в культуре, и их изображения находят ещё на вазах Шумерского царства и на стенах гробниц Древнего Египта.

Редакция сайта TheBiggest.ru просит всех неравнодушных к паукам людей написать комментарий об этой статье. Насколько вам нравятся или не нравятся глаза пауков и считаете ли вы их неприятными и страшными? А ниже мы разместим ещё несколько прекрасных фотографий паучьих глаз.

На этом всё! Но для тех, кому мало, на нашем Дзен-канале мы продолжаем публиковать фото глаз пауков.

фото и строение органов зрения

Содержание

• Количество глаз у пауков
• Особенности работы органов зрения
  • Первичные глаза
  • Вторичные глаза
  • Фасеточные глаза
• Как работают глаза пауков
• Рейтинг зрячих пауков
• Исследования глаз пауков
• Достоинства зрения
• Заключение

Количество глаз у пауков

Яркое отличие пауков от насекомых – количество ног, их всегда 8. Об органах зрения такого сказать нельзя. Точного числа глаз паука нет, показатель от 2 до 8 штук. У наибольшего количества видов их именно восемь, однако:

Особенности работы органов зрения

Хоть 2 толь 8 глаз имеют особенности работы. Чтобы они работали в унисон и давали полноценный обзор, они разделены и имеют разные функции.

Первичные глаза

Глаз паука: 1. Мышцы 2. Сетчатка 3. Хрусталик

Первичными чаще всего являются основная пара, что расположена прямо. У них есть грани, четко очерченные, но они неподвижны. Есть у первичных глаз несколько функций:

• сбор деталей;
• фокусировка на объекте;
• отслеживание изображения.

Последнее возможно благодаря тому, что в глазах паука есть мышцы, которые перемещают сетчатку.

Вторичные глаза

Глаза паука.

Они находятся рядом с первичными, могут располагаться по бокам, посредине или вторым рядом. Их основные функции зависят от вида паука, но общие значения таковы:

• улавливание движения;
• анализатор опасности;
• усиливают зрение в условиях недостаточной влажности.

Фасеточные глаза

Они есть не у всех видов пауков, только у некоторых остались они от предков. Основная функция – замечать и отражать свет. За счёт них не остаётся слепых зон для животного.

Виды пауков.

Как работают глаза пауков

Глаза паука обеспечивают им отличный обзор и хорошее качество зрения. Некоторые особи даже чувствительны к ультрафиолету. Интересно, что механизм работы срабатывает наоборот:

• сначала включаются боковые органы зрения, которые видят жертву или опасность задолго;
• затем включаются первичных глаза, которые фокусируются на объекте и анализируют, регулируя дальнейшие действия.

Фактически паучок сперва улавливает боковыми глазами движение, а затем поворачивается, чтобы посмотреть крупным планом основными.

Рейтинг зрячих пауков

Чтобы определить количество глаз паука, при возникшей на то потребности, необходимо знать их род.

Скакунчики

Эти лидеры, с самым ярким зрением и большим количеством органов. Он охотится молниеносно и замечают малейшие движения.

Тенётники

Зрение этого вида может улавливать даже изменение силы освещения.

Паук-краб

Это пещерные паук, что живет в кромешной тьме и он практически полностью слеп.

Исследования глаз пауков

Учёные изучали органы зрения прыгающих пауков. Оказалось, что все восемь глаз у них развиты с рождения и обладают всеми 8000 рецепторами, как и взрослые особи.

Сами глаза с момента появления на свет такого размера, которого необходимо. Но за счёт пропорций тела, паучата хуже видят, ведь они получают меньше света. По мере роста животного глаза становятся по размеру и зрение налаживается.

Достоинства зрения

Паук с 8 глазами.

Пауки благодаря своему зрению имеют массу преимуществ перед другими животными. Достоинства таковые:

• детализация лучше, недели у людей;
• способность рассмотреть картинку крупным планом;
• хорошее качество зрения в ультрафиолете;
• способность следить за добычей вокруг;
• точные прыжки и передвижение в траве, благодаря возможности определять расстояние.

Заключение

Глаза паука не только органы зрения, а и полноценные способы ориентации в пространстве. Они позволяют охотится, ориентироваться в пространстве, улавливать угрозу и осуществлять прыжки. А вот точное количество определяется только исходя из вида паука.

Предыдущая

ПаукиРедкий паук божья коровка: миниатюрный, но очень отважный

Следующая

Интересные фактыКак пауки плетут паутину: технология создания смертельного кружева

Как органы чувств прыгающих пауков улавливают мир за пределами нашего восприятия

Представьте, что мир окрашен в оттенки серого и немного размыт, как будто ваше паршивое периферийное зрение взяло верх. Это размытое поле зрения простирается так далеко, что вы можете различать смутные формы и движения позади себя; не нужно крутить головой. Единственное яркое пятно — это X-образный всплеск цвета, который перемещается вместе с вашим взглядом. В центре этого всплеска все четко и ясно  — маленькое окно с четкими, красочными деталями в прозрачном сером пейзаже.

Добавьте несколько травинок размером с секвойи, и вы получите представление о том, как выглядит мир через восемь глаз прыгающего паука. Это может быть немного похоже на просмотр плохо сфокусированного черно-белого фильма на 3D-экране IMAX, который охватывает всю комнату, в то время как вы держите прожектор, излучающий цвет высокой четкости, куда бы вы его ни направили. Другими словами, это очень, очень странно, по крайней мере, по сравнению с нашим двуглазым человеческим взглядом.

Пауки-прыгуны, принадлежащие к семейству Salticidae, наиболее известны своими уморительно яркими брачными танцами, большими передними глазами, позволяющими делать очаровательные крупные планы, и крошечными размерами — некоторыми из более чем 6000 известных видов пауков-скакунов. меньше кунжутного семени.

Но ученые обнаруживают, что у этих миниатюрных паукообразных гораздо больше возможностей. Исследователи получают представление о том, каково это быть другим животным, проводя инновационные эксперименты, чтобы глубже проникнуть в жизнь этих пауков, исследуя их способность видеть, чувствовать и ощущать вкус.

«Часть того, почему я изучаю насекомых и пауков, — это акт воображения, который необходим, чтобы действительно попытаться проникнуть в совершенно чуждый мир, разум и перцептивную реальность этих животных», — говорит визуальный эколог Натан Морхаус из Университета Цинциннати.

В отличие от пчел и мух, у которых есть сложные глаза, которые объединяют информацию от сотен или тысяч линз в единое пикселизированное мозаичное изображение, у прыгающего паука есть глаза камерного типа, подобные глазам человека и большинства других позвоночных. Каждый глаз паука имеет одну линзу, которая фокусирует свет на сетчатке.

Основные глаза  — «большие обращенные вперед глаза, которые просто умоляют нас антропоморфизироваться» — имеют невероятно высокое разрешение для существ, длина которых обычно составляет от 2 до 20 миллиметров. Их зрение острее, чем у любого другого паука, и в этом секрет их способности выслеживать и набрасываться на добычу с впечатляющей точностью. Их зрение сравнимо со зрением гораздо более крупных животных, таких как голуби, кошки и слоны. На самом деле, острота зрения человека лишь примерно в 5-10 раз лучше, чем у прыгающего паука.

«Учитывая, что в одном человеческом глазном яблоке может поместиться множество пауков, это довольно примечательно», — говорит исследователь поведения животных Химена Нельсон, изучающая прыгающих пауков в Кентерберийском университете в Крайстчерче, Новая Зеландия. «С точки зрения размера к размеру, просто нет никакого сравнения с типом пространственной остроты, которой могут достичь прыгающие глаза паука».

Но это острое зрение покрывает лишь небольшую часть поля зрения паука. Каждый из двух главных глаз видит узкую бумерангообразную полоску мира. Вместе они образуют букву «Х» цветового зрения с высоким разрешением. Соседняя пара меньших, менее острых глаз сканирует широкое поле зрения в черно-белых тонах, высматривая вещи, которые требуют внимания больших глаз с высоким разрешением.

По бокам головы паука находятся еще две пары глаз с более низким разрешением, которым позавидует любой родитель-человек. Они позволяют пауку следить за тем, что происходит позади него, почти на 360 градусов, что является реальным преимуществом для маленького животного, которое одновременно является и охотником, и добычей. Действительно, паук-скакун мог бы счесть наше поле зрения в 210 градусов довольно жалким.

Но в остальном визуальный мир прыгающего паука не так уж отличается от нашего. Основные глаза животного и первый набор вторичных глаз вместе выполняют в основном ту же работу, что и наши два глаза с нашим центральным зрением с высокой остротой и периферийным зрением с низким разрешением. Подобно пауку, мы сосредотачиваем свое внимание на относительно небольшой области и по большей части игнорируем все остальное, пока что-то не привлечет наше внимание.

«Я считаю их абсолютно идентичными», — говорит Нельсон. «Решение прыгающего паука — это именно то решение, которое мы приняли. Они просто приняли его в гораздо меньшей степени».

Каждая из четырех пар глаз паука-скакуна выполняет свою работу и ведет себя независимо, но все они работают вместе. Это сотрудничество открывает интригующие исследовательские возможности для поведенческого эколога Элизабет Джейкоб из Массачусетского университета в Амхерсте. «Мне очень интересно, как взаимодействуют глаза», — говорит она.

Джейкоб использует офтальмоскоп, модифицированный для создания устройства для отслеживания глаз паука. С помощью съемного клея она привязывает самку Phidippus audax к концу небольшой пластиковой палочки. Затем она вешает палку с пауком перед айтрекером, паук сидит на маленьком шарике и смотрит на видеоэкран. Как только паук окажется на месте, Якоб проиграет видео. Пока паук наблюдает, она записывает, как реагируют основные глаза.

Трекер направляет инфракрасный свет на сетчатку основных глаз, в то время как видеокамера записывает отраженное Х-образное поле зрения. Отражение позже накладывается на видео, которое просматривал паук, показывая, на чем именно были сосредоточены основные глаза паука. Для человека просмотр комбинированного видео подобен заглядыванию через портал в визуальный мир паука.

Джейкоб выявляет отношения между глазами, показывая разные изображения разным парам глаз. В исследовании, опубликованном 15 апреля в Journal of Experimental Biology , Джейкоб и ее коллеги попытались определить, какие виды объектов, видимых вторичными глазами, побуждают паука поворачивать основные глаза для более четкого взгляда. Этот тест исследует не только то, как глаза работают вместе; он достигает того, что важно для прыгающего паука.

«Очень интересно посмотреть, что привлекает их внимание, — говорит Джейкоб. «Чтобы просто получить это маленькое окно в их разуме».

Сначала на экране появляется силуэт сверчка — привлекательная еда для прыгающего паука — . Вы можете сказать, когда основные глаза паука остановились на сверчке, потому что бумеранги начинают шевелиться, быстро сканируя силуэт, слегка поворачиваясь то в одну, то в другую сторону. Главные глаза паука могут выполнять такую ​​визуальную гимнастику, потому что сетчатка находится в задней части двух длинных, независимо движущихся трубок, каждая из которых управляется шестью мышцами.

Чтобы выяснить, что может отвлечь внимание паука от сверчка, Джейкоб добавляет другие изображения в область экрана, находящуюся в поле зрения дополнительных глаз. Есть интерес к черному овалу? Неа. Может черный крест? Или еще один крикет? Не впечатлен. Как насчет черного овала, который сжимается? Все еще нет. Что делать, если овал становится больше? Бинго: Бумеранги быстро перелетают к расширяющемуся овалу, чтобы лучше рассмотреть.

Основные глаза паука-прыгуна могут сосредоточиться на подготовке к нападению на обед, в то время как другие глаза замечают и игнорируют любое количество менее важных вещей. Но если эти вторичные глаза замечают что-то, что становится больше, что ж, это может быть приближающийся хищник, требующий немедленного внимания. Это отличный дизайн, который может вызвать зависть у легко отвлекающегося человека.

«Мы все время плаваем в море потенциальных раздражителей, — говорит Джейкоб. Один из способов отфильтровать эту информацию — расставить приоритеты, сосредоточив внимание на одних вещах, а не на других. «Это, безусловно, знакомо любому человеку, пытающемуся сосредоточиться на чтении одной вещи».

Среди млекопитающих люди и многие другие приматы обладают исключительным цветовым зрением. Большинство людей могут видеть три цвета света — красный, синий и зеленый — и все различные комбинации оттенков между ними. Многие другие млекопитающие обычно видят лишь некоторые оттенки синего и зеленого света. У многих пауков также может быть грубая форма цветового зрения, но для них оно обычно основано на зеленом и ультрафиолетовом свете, который расширяет их зрение до темно-фиолетового конца спектра за пределы того, что могут видеть люди, и покрывает синие и фиолетовые оттенки в темноте. между.

Но некоторые пауки-прыгуны видят даже больше. Во время работы в Университете Питтсбурга Морхаус возглавлял группу, которая обнаружила, что у некоторых видов есть фильтр, зажатый между двумя слоями чувствительных к зеленому цвету фоторецепторов, который позволяет этим паукам обнаруживать красный свет в небольшой области в центре их основного поля зрения. зрения. Это добавляет в их мир красные, оранжевые и желтые оттенки, что вместе с УФ дает им еще более широкую радугу цветов, чем у людей.

Видеть красный цвет может быть удобно, так как он часто используется в качестве предупреждения, как в природе, так и в созданном человеком мире красных огней и знаков остановки. У пауков-прыгунов способность видеть красный цвет могла развиться как способ избежать ядовитой добычи. Но как только этот новый цветной мир стал доступен паукам, они нашли ему хорошее применение. «Эволюция цветового зрения, по-видимому, сопровождается быстрым использованием новых цветов, которые они могут видеть во время ухаживания», — говорит Морхауз.

Используя устройство отслеживания глаз Джейкоба, Морхауз тестирует самок прыгающих пауков, чтобы узнать, что их интересует в красочных, неистовых танцах, которые самцы используют, чтобы ухаживать за ними. Он обнаружил, что женихи используют комбинацию движения и цвета, которая кажется специально разработанной для того, чтобы привлечь и удержать внимание женщины, играя с ее разными глазами. Она может видеть цвет только в виде бумеранга своими основными глазами, а красный, оранжевый и желтый оттенки — только в центре. Если он не сможет привлечь внимание ее вторичных глаз движением, она не обратит на него свои основные глаза и, возможно, никогда не увидит его сказочно окрашенных черт лица. И для него это может быть вопросом жизни и смерти, потому что невпечатленная самка может решить приготовить вместо него еду.

Самцы одного из видов Morehouse Studies, Habronattus pyrrithrix , имеют ослепительно красное лицо и красивые лимонно-зеленые передние ноги. Тем не менее, самок больше всего впечатляют оранжевые колени на третьей паре ног самцов. Когда самец впервые замечает самку, он поднимает передние лапы, словно направляя самолет к воротам, и носится из стороны в сторону, надеясь привлечь внимание ее второстепенных глаз. Когда она поворачивается в его сторону, он подходит ближе и начинает щелкать суставами запястий на концах поднятых передних конечностей. Вы почти можете услышать, как он говорит: «Эй, леди, сюда!»

Как только он привлек ее внимание, появились оранжевые колени. «Они выдвигают их за спину, чтобы показать, что-то вроде прятки», — говорит Морхауз.

Чтобы выяснить, что же такого в внешнем виде самца, что привлекает самку, Морхауз использует небольшую уловку. Он обрабатывает видео с танцующими мужчинами, а затем воспроизводит видео женщине, сидящей в айтрекере, чтобы увидеть, как каждое изменение влияет на ее внимание. Если у мужчины поднято оранжевое колено, но оно не двигается, она менее заинтересована. Если колени двигаются, но оранжевый цвет снят, она будет смотреть, но быстро потеряет интерес. У него должен быть и правильный взгляд, и правильные движения.

«Он использует движение, чтобы влиять на то, куда она смотрит, а затем он использует цвет, чтобы удерживать ее внимание», — говорит Морхауз.

Поведенческий эколог Лиза Тейлор из Университета Флориды в Гейнсвилле сравнивает тактику мужчин с тактикой рекламодателей. «Кажется, что маркетологи используют множество уловок, чтобы повлиять на наши решения», — говорит Тейлор. «Понимание психологии пауков иногда похоже на понимание психологии людей».

Зрелище с размахиванием ногами и подпрыгиванием коленей во время демонстрации мужского ухаживания предназначено для привлечения женского внимания. Но этот танец — только часть шоу, обнаружил эколог-бихевиорист Дамиан Элиас из Калифорнийского университета в Беркли.

Многие пауки используют вибрации для общения, и было несколько сообщений о том, что среди них были пауки-прыгуны. Когда Элиас продолжил расследование, он обнаружил, что самцы пауков-прыгунов сопровождают свои движения удивительно сложной серенадой вибраций, посылаемой через землю к самкам, за пределами человеческого восприятия.

«Для меня это было полной неожиданностью, — говорит Элиас. Когда он поделился тем, что нашел, с другими арахнологами, «они были просто поражены».

Чтобы подслушать сейсмические песни пауков, Элиас использует лазерный виброметр, аналогичный технологии, используемой в авиационной промышленности для измерения вибрации компонентов самолета. Он привязывает самку паука к нейлоновой поверхности, натянутой как барабанная пластина, а затем добавляет самца. Когда самец замечает самку, он начинает свою песню и танец, барабаня ногами по поверхности и вибрируя брюшком.

Виброметр измеряет вибрацию поверхности и переводит ее в звук, который слышит человек, выявляя акустический шквал ударов, скрежета и жужжания. Элиас одновременно записывает видео ухаживания со скоростью 1000 кадров в секунду, поэтому он может замедлить его, чтобы увидеть, как звук и движение синхронизируются. Это похоже на миниатюрное барабанное соло, идеально сочетающееся с взмахами и ударами паука.

«У нас нет доступа к этому без технологий», — говорит Элиас. «Это своего рода открытие этого секретного мира».

Сенсорный мир паука-скакуна наполнен вибрациями, проникающими сквозь землю. Но поскольку эти вибрации ощущаются по-разному в зависимости от того, на чем стоит паук, все может быстро меняться, когда он прыгает с листа на камень и на землю.

Для людей, которые воспринимают звуковые вибрации в воздухе, а не в земле, Элиас предполагает, что это может быть что-то вроде того, как сделать два шага и внезапно прислушаться сквозь воду, а затем еще два шага, и вы окружены пеной, а затем снова воздух. Весь сенсорный мир пауков постоянно меняется, но они адаптируются, не теряя ни секунды.

Теперь возьмем этот инопланетный слуховой мир и добавим тот факт, что у прыгающих пауков также есть химические датчики на кончиках ног. «Они передвигаются, пробуя на вкус все, по чему ходят, — говорит Элиас.

Очень мало известно об этом аспекте сенсорной системы паука-скакуна, но последние исследования лаборатории Тейлора во Флориде, опубликованные 29 июля в Journal of Arachnology , предполагают, что пауки-самцы, возможно, надеются попробовать на вкус следы потенциальных партнеров. Большинство прыгающих пауков не плетут паутину, чтобы поймать добычу; вместо этого они преследуют и набрасываются. Но пауки постоянно прокладывают веревку из шелка, когда они передвигаются, что-то вроде страховочной веревки на случай, если они упадут или им нужно будет быстро сбежать.

В новом исследовании самец H. pyrrithrix мог чувствовать шелковую линию самки, когда наступал на нее. Лаборатория Тейлора в настоящее время проверяет, может ли паук-самец обнаружить разницу между шелковым следом, который приведет его к девственной самке, которая может захотеть спариваться с ним, и драглайном, оставленным самкой, которая уже спарилась и может предпочесть съесть его. .

«Чем больше мы узнаем, тем сложнее становится», — говорит Тейлор. Пауки-прыгуны «настолько визуальны, и происходит так много вибрационных вещей, а затем химия. Трудно представить, что это не было бы просто супер подавляющим».

Каким-то образом пауки-прыгуны довольно хорошо справляются с сенсорным потоком — они живут практически повсюду на Земле. Вы, скорее всего, видели его, возможно, в своем собственном доме. Несмотря на то, что они такие маленькие, их легко идентифицировать, если вы знаете, что ищете — или что они ищут.

«В следующий раз, когда вы увидите паука посреди стены и посмотрите на него, он повернется и посмотрит на вас, это будет паук-прыгун», — говорит Нельсон из Кентерберийского университета. «Он обнаружил ваше движение к нему своими вторичными глазами и проверяет вас».

АРХИВ — Пауки и скорпионы

Из Сравнительная физиология зрения

Перейти к: навигация, поиск

Пауки и скорпионы принадлежат к классу паукообразных в типе Arthopoda. Класс паукообразных очень разнообразен и включает в себя множество составных отрядов, включая пауков, скорпионов, клещей и сенокосцев (известных в просторечии как длинноногие папы, а не настоящих пауков). Пауки и скорпионы, как правило, являются хищными видами и используют различные методы охоты и выживания, которые значительно различаются в зависимости от остроты зрения видов. Скорпионы и большинство пауков, особенно виды, плетущие круги, гораздо больше полагаются на другие чувства, чем на зрение, такие как химико- и механочувства для ловли добычи. Охотничьи пауки, в том числе пауки-волки и пауки-скакуны, гораздо больше зависят от зрения и, следовательно, имеют более сложные методы фоторецепции, чем скорпионы и разновидности пауков-кругопрядов.

^{[1] [2]}

Содержимое 1 Общая анатомия 2 Уникальная визуальная оптика 2.1 Основные глазки 2.2 Вторичные глазки 3-цветное зрение 4 Обнаружение движения 5 Зрительное восприятие высшего порядка 6 скорпионов 7 Эволюционное значение 8 вопросов 8.1 Каталожные номера

Общая анатомия

Пауки и скорпионы характеризуются прежде всего наличием восьми ног и двух основных сегментов тела, головогруди и опистосомы, также известных как головогрудь и брюшко соответственно. Именно в просоме расположены конечности и органы чувств, включая глаза.

Паук-прыгун с передними глазами.

Пауки имеют восемь или шесть глаз, расположенных на головомозговой оболочке, по два глаза в каждом из трех или четырех рядов панциря головомойки. Этими конфигурациями являются передние срединные глаза, передние боковые глаза, задние срединные глаза или задние боковые глаза. Большие обращенные вперед глаза паука — это передние срединные глаза, которые имеют очень узкое поле зрения, но отличное пространственное разрешение. Глаза меньшего размера, обращенные вперед, — это передние боковые глаза, которые имеют умеренное поле зрения и умеренное пространственное разрешение. Задние глаза более периферические, вторичные глаза, используемые для восприятия движения с широким полем зрения. Таким образом, задние глаза чрезвычайно чувствительны и настроены на ночное использование.

[3] Пауки, имеющие только шесть глаз, не имеют передних срединных глаз ^[1]

Паукообразные — единственный класс членистоногих, у которого нет сложных глаз, вместо этого у них есть глаза камерного типа, мало чем отличающиеся от глаз позвоночных ^{[2 ]} .

Вторичные глаза включают задние срединные и боковые глаза, а также передние боковые глаза.

В отличие от передних срединных глаз, рабдомы вторичных глаз направлены в сторону от света и лежат проксимально. Почти все вторичные глаза обладают тапетумом, который представляет собой кристаллический светоотражающий слой, отсутствующий в основных глазах. Глаза с тапетумом морфологически делятся на три основных типа в зависимости от формы тапетума. Три типа тапетума представляют собой примитивный тип, который покрывает всю заднюю часть глаза только с отверстиями для нервов; тапетум в форме каноэ, который напоминает примитивный тип, но расщеплен по центру; и тертый тапетум, который, как следует из названия, имеет форму терки с множеством прорезей вдоль нее, напоминающую канализационную решетку.

Структура тапетума является отличительной чертой вторичных типов глаз. ^[1]

Тапетум вторичных глаз выстилает глазную чашу, чтобы отражать свет в обращенные назад фоторецепторные клетки. Во многих вторичных глазах фоторецепторы подвергаются воздействию как прямого, так и отраженного света, что повышает чувствительность зрения при слабом освещении ^[1] .

Уникальная визуальная оптика

Строение глаз пауков можно разделить на два типа. Основные глаза, которые всегда являются передними срединными глазами, обычно имеют схожую структуру у разных пауков. Второй тип, вторичные глаза, значительно различается у разных видов паукообразных и может быть разделен на три подтипа. В отличие от многих глазных структур, передние срединные глаза пауков имеют два набора линз. Роговичная линза, то есть линза, находящаяся рядом с наружной частью глазной трубы, действует как линза в любом другом глазу. Он меняет форму, чтобы изменить фокусное расстояние в зависимости от того, на каком расстоянии находится объект, на который они смотрят. Роговичная линза имеет большое фокусное расстояние, помогающее пройти через длинную трубку глаза. На конце трубки находится вторая вогнутая линза. Это действует как линза в телескопе. То есть вторая линза увеличивает изображение, что помогает пауку лучше видеть форму и размер того, на что он смотрит. Это особенно полезно для охоты на пауков, таких как прыгающий паук, потому что помогает им идентифицировать добычу. ^[4]

Схема переднего срединного глаза

Глаза всех пауков имеют светопоглощающие микроворсинчатые фоторецепторы, как и у других членистоногих. Эти фоторецепторы обладают потенциальной способностью воспринимать поляризованный свет. Эта особая способность позволяет им ориентироваться, чувствуя направление и угол световых лучей от солнца. Светопоглощающие пигменты организованы таким образом, чтобы оптимально реагировать на световые волны, вибрирующие параллельно оси микроворсинок. Рабдомер представляет собой светопоглощающую структуру и состоит из множества микроворсинок, расположенных параллельно друг другу по всей длине рабдомера. Именно это заставляет рабдомер оптимально реагировать на световые волны, вибрирующие параллельно микроворсинкам. Эти рабдомеры настроены на разные углы поляризации в зависимости от их расположения в сетчатке. Светоотражающий тапетум, обнаруженный в большинстве вторичных глаз, может повысить чувствительность восприятия поляризованного света, поскольку он также действует как поляризатор.

Главные глаза

Строение и функция передних срединных глаз особенно уникальны у Salticidae (паук-скакун). Давно известно, что они отвечают за превосходную остроту зрения пауков-прыгунов. Их можно отличить по аномально большому размеру и они кажутся черными из-за отсутствия светоотражающего тапетума. Одна из проблем, с которой сталкиваются Salticidae, заключается в том, что хрусталик полностью фиксируется внутри панциря, что значительно ограничивает поле зрения паука. Первоначально Salticidae казались недостатком, но компенсируют неподвижность хрусталика несколькими способами. Первый и наиболее практичный способ борьбы с этим анатомическим недугом — горизонтальные и боковые движения панциря. Однако структура и функция сетчатки Salticidae в первую очередь ответственны за превосходное зрение, характерное для прыгающих пауков. Структура сетчатки состоит из 4 ярусов рецепторных клеток, расположенных в центральной области наибольшей остроты зрения. Первый слой рецепторных клеток расположен дистально по отношению к роговице и, как полагают, состоит из гомогенной популяции рецепторных клеток, которые реагируют на волны зеленого цвета. Сетчатка находится в пределах наглазника толщиной 1 мм и характеризуется формой «бумеранг». Каждый слой этих фоторецепторов чувствителен к определенной длине волны света. Первый слой находится в задней части сетчатки, а четвертый слой находится ближе всего к роговице хрусталика. Слой 4 подходит для УФ-излучения, слои 2 и 3 — для различения цветов, а первый слой — для пространственного разрешения. ^[5]

Имеются данные о том, что пауки-волки (Lycosidae) способны ориентироваться в поляризованном свете, используя свои первичные глаза. Когда пауков-волков, живших на берегах озер, удаляли из домов, они немедленно возвращались в свои берлоги. Но когда этих пауков вынимали из их берлог и помещали на противоположный берег, они начинали убегать в озеро, предполагая, что они использовали поляризационные узоры солнечного света для навигации. Когда эксперимент был повторен с закрытыми вторичными глазами паука-волка, результаты были такими же. Однако, когда первичные глаза пауков-волков закрывались, они вообще теряли способность ориентироваться. Структурная и физиологическая основа этой чувствительности к поляризации в первичных, передних медиальных глазах еще предстоит открыть. ^{[1] [6]} .

Вторичные глаза

Вторичные глаза большинства пауков практически не имеют пространственного разрешения, но обладают очень хорошей чувствительностью, подобно палочкам вне центральной ямки человеческого глаза. Вместо того, чтобы предоставлять пауку изображения, они действуют как детекторы движения. Для некоторых пауков без развитого пространственного разрешения это, вероятно, настолько близко к тому, что они «видят» объекты. В случае прыгающего паука вторичные глаза служат для ориентации первичных глаз пауков на движущиеся объекты. Передние боковые глаза в этом контексте несколько уникальны, потому что они являются промежуточными, обладающими способностью «видеть», а также эффективно обнаруживать движение.

Вторичные глаза многих видов пауков идеально развиты для обнаружения поляризации света. У них есть фоторецепторы с последовательно параллельными микроворсинками и поляризующим тапетумом. У некоторых видов глаза даже имеют форму, позволяющую отказаться от остроты пространственного зрения, чтобы увеличить рецептивное поле и получить стимулы от более крупных областей неба. Однако только один вид, Drassodes cupreus , продемонстрировал обнаружение поляризованного света с помощью своих вторичных глаз. Земляной паук, Drassodes cupreus , каждый вечер покидает гнездо в поисках добычи. Используя рисунок поляризации, создаваемый небом, он может успешно вернуться назад. Когда он вторичен, глаза покрываются непрозрачной черной краской. Паук теряет способность вернуться домой. Вторичные глаза Drassodes cupreus имеют поле зрения, способное воспринимать стимулы со всего неба. Каждый глаз расположен под противоположными углами, поэтому каждый глаз оптимально реагирует на разные углы поляризации света. Тапетум Drassodes cupreus имеет форму каноэ, которая, как полагают, является благоприятным тапетумом для отражения поляризованного света. Этот тапетум в форме каноэ встречается у многих пауков, строящих паутину, и было высказано предположение, что они могут использовать свои вторичные глаза в качестве компаса при построении своих сетей. ^[7]

Цветовое зрение

Пауки-кругопряды не продемонстрировали особой способности различать цвета и, вероятно, обладают только одним фоторецепторным пигментом во всех глазах (монохроматическим). Было показано, что некоторые пауки-прыгуны обладают трихроматическим зрением в передних срединных глазах, то есть тремя типами фоторецепторного пигмента. Другие пауки-прыгуны, по-видимому, имеют только две разные пигментации рецепторов, но все же сохраняют способность определять цвет. Зеленый и УФ-спектры — это чувствительность, обнаруженная в глазах большинства прыгающих пауков, в то время как некоторые виды, по-видимому, имеют дополнительные пигменты в УФ / зеленом или синем / зеленом диапазоне.

Боковые глаза пауков-охотников, таких как паук-скакун, также имеют только одну кривую спектральной чувствительности, в то время как их передние срединные глаза могут иметь до четырех разных, что делает их тетрахроматическими ^[8] . Уникальность цветового зрения у пауков заключается в том, что даже при наличии нескольких разных типов рецепторов некоторые виды обладают только двумя спектральными чувствительностью. Все их фоторецепторы обладают максимальной чувствительностью в УФ-спектре (около 360 нм) и зеленом спектре (520–540 нм) при индивидуальном исследовании. Обычно это не позволяет глазу различать цвета. Однако из-за их многослойной сетчатки цветной свет лучше всего фокусируется на другом слое в зависимости от его длины волны. Даже если пиковая чувствительность каждого рецептора одинакова, они могут определять более двух длин волн в зависимости от их положения в многослойной сетчатке. Такая система, основанная на фокусных расстояниях, имеет существенный недостаток, заключающийся в том, что некоторые цвета не могут быть сфокусированы должным образом, если они находятся слишком далеко от паука. Поскольку многоцветное зрение доступно только для близких объектов, оно, вероятно, наиболее полезно для паука при определении цветовых узоров на других пауках, таких как потенциальные партнеры. ^[5]

Обнаружение движения

Обнаружение движения — основное применение глаз скорпиона и паука. Периферическая стимуляция глаз при обнаружении движения позволяет паукам и скорпионам ориентироваться в сторону добычи. Роль обнаружения движения различается у разных видов, но важна как для пауков-кругопрядов, так и для прыгающих или охотящихся пауков.

У прыгающих и ловчих пауков поле зрения передних срединных глаз (главных глаз) меньше одного градуса ^[3] . Широко распространено мнение, что при таком узком поле зрения передние срединные глаза недостаточны для обнаружения движущихся объектов. ^{[9] [3]} Однако другие глаза паука (вторичные глаза) имеют гораздо более широкое поле зрения, что позволяет им действовать как датчики движения, которые позволяют пауку ориентировать свои основные глаза на объекты интерес. В настоящее время точные функции каждой пары вторичных глаз неизвестны, но недавние исследования подтверждают некоторые ответы. Передние боковые глаза имеют поле зрения от -25 до 60 градусов и обладают некоторой пространственной остротой. В 2010 году Зурек продемонстрировал, что у видов Servaea vestita , передние боковые глаза могли обнаруживать добычу, даже если передние срединные глаза были с завязанными глазами ^[3] . Это говорит о том, что передние боковые глаза играют более важную роль в пространственном обнаружении, чем считалось ранее. Задние глаза не обладают какой-либо полезной пространственной остротой и функционируют только для ориентации паука путем обнаружения движения (в дополнение к их навигационным и циркадным функциям).

Система обнаружения движения и формы широко используется, когда паук-охотник ищет добычу. Из-за небольшого поля зрения передних срединных глаз паук-охотник сначала увидит свою добычу одной или несколькими парами вторичных глаз. Как только добыча замечена, паук поворачивает свое тело, чтобы объект попал в поле зрения его передних срединных глаз, и будет продолжать двигаться, как жертва, чтобы удерживать ее в поле зрения. Хотя паук может обнаруживать движение и видеть объект на расстоянии до 3 метров, он может начать процесс распознавания только на расстоянии около 30 см. В этот момент передние срединные глаза начинают работать над процессом распознавания. Во время этого процесса мышцы глаз постоянно двигают сетчатку, сканируя изображение, которое проецируется на центральную область сетчатки, ямку. Если во время этого жертва приближается или отдаляется, сетчатка также перемещается, чтобы компенсировать это 9.0111 [1] .

Зрительное восприятие высшего порядка

Центральная нервная система пауков делится на два основных ганглия: надпищеводный ганглий и подпищеводный ганглий. Названия этих ганглиев обозначают их положение относительно пищевода паука. В то время как афферентные нейроны ног пауков сходятся в подпищеводном ганглии, надпищеводный ганглий соединяется с афферентными нейронами всех восьми глаз. Зрительные нейроны от синапсов глаз в lobus opticus в дорсальном надпищеводном ганглии, в отдельные области для каждого глаза. Входящие нервы от каждого глаза проходят через три зрительных нейропиля (области, содержащие большое количество аксонов и дендритов нейронов). Однако эти оптические нейропили не одинаковы для каждого глаза. Третий и последний нейропиль на пути от вторичных глаз (задний латеральный, задний срединный и передний латеральный) небольшой и расположен близко к передней части мозга. Путь от главных глаз (передний срединный) аналогичен пути вторичных глаз, но заканчивается гораздо более крупным нейропилем в центральном теле надпищеводного ганглия. Центральное тело надпищеводного ганглия служит интеграционным центром зрительной информации и служит мозгом паука. Таким образом, визуальная информация более восприимчивых основных глаз может использоваться для координации движений и поведения паука, в то время как вторичные глаза выполняют вспомогательные функции, такие как обнаружение движения или поляризованного света 9.0111 [1]

‎

Зрительные пути для каждого глаза паука-волка. ^[1]

Фоторецепторы в глазах пауков образуют синапсы на нейронах первого порядка, которые затем сходятся на нейронах второго порядка во втором оптическом нейропиле, который аналогичен мозговому веществу в мозге позвоночных. Эти нейроны второго порядка затем образуют синапс на третьем зрительном нейропиле. ^[10]

У всех пауков третий зрительный нейропиль занимает одинаковое пропорциональное пространство в мозгу, независимо от величины зависимости от зрения паука. Размер и форма этого третьего нейропиля сохранились у паукообразных и их дальних родственников мечехвоста. Количество долей в третьем зрительном нейропиле варьируется у паукообразных: у пауков три доли, а у скорпионов четыре доли. Ретинотопическая организация третьего зрительного нейропиля является столбчатой, причем разные столбцы соответствуют входу от разных глаз. Гомологии со зрительными нейропилями членистоногих очевидны и в строении третьего зрительного нейропиля паукообразных, в том числе многих поперечных полушарных связей, наиболее развитых у паукообразных и мечехвостов. ^[10]

Скорпионы

Скорпионы во многом похожи на пауков с точки зрения зрения. Тем не менее, есть некоторые различия, которые стоит отметить. Как и у пауков, у скорпионов также есть передние срединные глаза с узким полем зрения и пары боковых глаз с большей светочувствительностью и более быстрой реакцией. Однако, в отличие от пауков, у скорпионов может быть до пяти боковых глаз с каждой стороны, в зависимости от вида, и они не всегда спарены равномерно. ^[11]

Во многих отношениях передние и боковые глаза похожи на глаза пауков-охотников, например, на прыгающих пауков. Однако есть важное различие в боковых глазах. У паука-прыгуна боковые глаза имеют только один диапазон спектральной чувствительности с максимумом 535-540 нм. ^[8] Боковые глаза скорпионов, с другой стороны, имеют две разные спектральные чувствительности. Один в УФ-спектре с пиком около 371 нм, а другой — сине-зеленый конус с меньшим пиком где-то между 490 и 520 нм. ^[11]

Возможно, одно из самых интересных различий между фоторецепцией паука и скорпиона заключается в брюшке или хвосте скорпиона. Исследования показали, что скорпионы обладают особым типом экстраокулярных фоторецепторов в метасоме разных видов скорпионов. Это не общая черта всех скорпионов, но она встречается у разных видов. Кроме того, разные виды скорпионов будут иметь разную чувствительность в разных частях метасомы. Другими словами, даже у видов, обладающих одинаковой спектральной чувствительностью метасомы, таких как Heterometrus , обладающий чувствительностью при 440 нм, они не сообщают, какая часть их метасомы наиболее чувствительна к этому свету. ^[12] Хотя фоторецепторы были идентифицированы у этих скорпионов, не совсем понятно, какую функцию они выполняют. ^[11]

Эволюционное значение

(Некоторые пункты для расширения — Эндрю)

— Развитие как тетрахроматических, так и монохроматических глаз у пауков указывает на то, что их зрительная система имеет по крайней мере двух отдельных предков. Передние срединные глаза, возможно, развились из сложных линз предков человекообразных

— Спектры цветового зрения пауков-кругопрядов аналогичны таковым у медоносных пчел, что, возможно, позволяет пауку находить места, привлекательные для медоносных пчел.

-Обнаружение поляризованного света позволяет паукам ориентироваться в ночное время, даже без какого-либо визуального разрешения.

-УФ-рецепторы у охотящихся пауков могут помочь им найти паутину других пауков (которые часто отражают ультрафиолетовый свет) они могут съесть

-Цвет и обнаружение движения также важны для спаривания некоторых пауков. Пауки-прыгуны демонстрируют цвета и брачные танцы, которые развились вместе с их визуальными способностями.

Вопросы

1. Каковы физиологические и функциональные различия между первичными (передними срединными) и вторичными (задними срединными и латеральными) глазами пауков?
2. Какие существуют доказательства того, что пауки-волки используют для навигации поляризованный свет?
3. Какими уникальными характеристиками зрения обладают скорпионы?

Каталожные номера

1. ↑ ^{1,0 1,1 1,2 1,3 1,4} 19 ^{1,50112 1.7 Феликс, Райнер. (2010) Биология пауков, издательство Оксфордского университета.}
2. ↑ ^{2.0 2.1} Клементе, Кристофер Дж., Келли А. Макмастер, Элизабет Фокс, Лиза Мелдрам, Том Стюарт и Барбара Йорк Мейн. (2010) «Зрительная система австралийского паука-волка Lycosa Leuckartii (Araneae: Lycosidae): острота зрения и функциональная роль глаз». Журнал арахнологии
3. ↑ ^{3.0 3.1 3.2 3.3} Дэниел Б. Зурек, Алан Дж. Тейлор, Кристофер С. Эванс, Химена Дж. Нельсон. (2010) «Роль передних боковых глаз в зрительном поведении прыгающих пауков» Журнал экспериментальной биологии, 213
4. ↑ Харланд, Дуэйн П. и Роберт Р. Джексон. (2000) «Восьминогие кошки и как они видят — обзор недавних исследований прыгающих пауков (Araneae: Salticidae)» Cimbebasia 16: 231-240 PDF
5. ↑ ^{5. 0 5.1} Блест, А.Д., Р.К. Харди, П. Макинтайр и Д.С. Уильямс (1981) «Спектральная чувствительность идентифицированных рецепторов и функция многоуровневого распределения сетчатки в основных глазах прыгающего паука»
6. ↑ Маршалл, Джастин. (1999). «Зрительная функция: как пауки находят подходящую скалу, под которую можно заползти», Current Biology 9.:R918-R921. PDF.
7. ↑ М. Даке, Д.-Э. Нильссон, Э. Дж. Уоррант, А. Д. Блест, М. Ф. Лэнд и Д. К. О’Кэрролл. (1999). «Встроенные поляризаторы являются частью органа компаса у пауков». Природа . 401, стр. 470-473. PDF.
8. ↑ ^{8.0 8.1} Ямасита, Шигеки и Хидэки Татеда. (1976) «Спектральная чувствительность глаз прыгающего паука», Журнал сравнительной физиологии A: Нейроэтология, сенсорная, нейронная и поведенческая физиология
9. ↑ Даниэла Нойхофер, Руди Мачан и Аксель Шмид. (2009 г.) «Визуальное восприятие движения паука-охотника» Журнал экспериментальной биологии, 212
10. ↑ ^{10,0 10,1} Хомберг, Уве.