BiologyExperts

Существование мозаичного изображения впервые убедительно доказал немецкий ученый Экснер, который сфотографировал окно сквозь фасеточный глаз светляка, помещенный на предметное стекло микроскопа. На фотографии было видно расплывчатое изображение оконного переплета, а за ним — неясные очертания собора. Позднее определили остроту зрения сложного глаза насекомых. Полученная величина давала основание считать, что этот глаз способен различать два источника света лишь в том случае, если идущие от них лучи попадают в два соседних омматидия. При этом полагали, что свет проникает в омматидий только тогда, когда распространяется практически параллельно оси омматидия.

К несчастью для классической теории мозаичного зрения, эти эксперименты показали, что ценность метода условных рефлексов при исследовании органов чувств весьма ограниченна. Позднее, когда была разработана методика регистрации с помощью микроэлектродов нервных импульсов, возникающих в отдельных омматидиях, исследователям стало ясно, что омматидий представляет собой нечто более сложное, чем простую трубочку. Электрофизиологические эксперименты показали, что «сектор обзора», в пределах которого каждый омматидий чувствителен к световым лучам, составляет 20…30°, а не 2…3°, как утверждала классическая теория (фиг. 21, Б ). В то же время омматидий способен различать два луча, идущих под углом 1/3° друг к другу, тогда как из классической теории следовало, что глаза насекомых способны различать два луча, если угол между ними составляет не менее одного градуса, т. е. если каждый луч возбуждает отдельный омматидий. Итак, омматидий получает свет от большей области окружающего пространства, чем предполагали раньше, а сложный глаз обладает большей остротой зрения. Это означает, что каждый омматидий «видит» какое-то изображение, а не просто отличает свет от темноты.

Более того, поля зрения соседних плотно прилегающих друг к другу омматидиев должны перекрываться. Таким образом, классическая теория оказывается несостоятельной; новая же теория, которой предстоит занять ее место, пока что создается довольно медленно. Отчасти это объясняется тем, что создание новых методов и освоение полученной с их помощью поистине необозримой информации требует много времени. Изучая отдельные аспекты функционирования сложного глаза, исследователи обнаруживают все новые тайны, для исследования которых необходимы новые методы.

Более тщательно изучены теперь и вспомогательные структуры сложного глаза. Каждый омматидий собирает информацию от сравнительно большого участка окружающей среды, и отдельное светящееся пятно воспринимается сразу несколькими омматидиями. Таким образом, информация, получаемая соседними омматидиями, в значительной степени перекрывается. Отсюда следует, что клетки ретинулы получают невероятно сложную и запутанную информацию, которая должна быть рассортирована и закодирована в густой сети нервных волокон, расположенных позади ретинальных клеток. Именно эту нервную сеть нужно исследовать, чтобы разгадать секреты зрения насекомых. Весьма возможно, что в результате таких исследований будет обнаружен некий механизм, сортирующий и кодирующий информацию, подобный механизму, который имеется в улитке уха человека, где поступающая в кортиев орган сложная совокупность колебаний преобразуется в закодированное сообщение, состоящее из нервных импульсов.

Между тем остается открытым вопрос: почему в опытах с условными рефлексами, подтвердивших классическую теорию, были получены столь заниженные данные об остроте зрения насекомых? Считалось, что насекомое может различать два источника света лишь в том случае, если угловое расстояние между ними не меньше 1…2°, тогда как позднее с помощью микроэлектродов было показано, что сложный глаз способен различить источники света, расположенные в 10 раз ближе друг к другу. Таким образом, оптическая система и нервные волокна сложного глаза имеют достаточно хорошую разрешающую способность, и вполне вероятно, что возможности зрения насекомых ограничивает центральная нервная система. Быть может, насекомые не могли различать два близко расположенных источника света по той же самой причине, по которой лягушки не могли увидеть мертвых мух: изображение этих мух возникало на сетчатке, но лягушки не «приспособлены» к тому, чтобы на него реагировать (см. гл. 5). И действительно, поведение некоторых насекомых свидетельствует о том, что они обладают исключительно высокой остротой зрения и могут различать мельчайшие детали.