Organi čula. Insekti imaju mehaničko čulo (dodir, vibracije), sluh i hemijsko (miris, ukus). Nervni sistem i čulni organi insekata Čulni organi insekata
Ždanova T. D.
Doživjeti raznoliku i energičnu aktivnost svijeta insekata može biti nevjerovatno iskustvo. Čini se da ova stvorenja bezbrižno lete i plivaju, trče i puze, zuje i cvrkuću, grizu i nose. No, sve se to ne radi besciljno, već uglavnom s određenom namjerom, po urođenom programu ugrađenom u njihovo tijelo i stečenom životnom iskustvu. Da bi sagledale svijet oko sebe, orijentirale se u njemu i izvršile sve odgovarajuće radnje i životne procese, životinje su obdarene vrlo složenim sistemima, prvenstveno živčanim i senzornim.
Šta je zajedničko nervnom sistemu kičmenjaka i beskičmenjaka?
Nervni sistem je složen kompleks struktura i organa koji se sastoji od nervnog tkiva, pri čemu je centralni deo mozak. Glavna strukturna i funkcionalna jedinica nervnog sistema je nervna ćelija sa svojim procesima (na grčkom, nervna ćelija - neuron).
Nervni sistem i mozak insekata obezbeđuju: percepciju preko čula spoljašnje i unutrašnje iritacije (razdražljivost, osetljivost); trenutna obrada dolaznih signala od strane sistema analizatora, priprema i implementacija adekvatnog odgovora; pohranjivanje nasljednih i stečenih informacija u kodiranom obliku u memoriju, kao i njihovo trenutno preuzimanje po potrebi; upravljanje svim organima i sistemima tela za njegovo funkcionisanje u celini, balansiranje sa okolinom; sprovođenje mentalnih procesa i više nervne aktivnosti, svrsishodno ponašanje.
Organizacija nervnog sistema i mozga životinja kralježnjaka i beskičmenjaka toliko je različita da se njihovo poređenje na prvi pogled čini nemogućim. A u isto vrijeme, najrazličitije vrste nervnih sistema, koje pripadaju naizgled potpuno „jednostavnim“ i „složenim“ organizmima, karakteriziraju iste funkcije.
Vrlo mali mozak muhe, pčele, leptira ili drugog insekta omogućava mu da vidi i čuje, dodiruje i okusi, kreće se s velikom preciznošću, Nadalje– letite, koristeći internu „mapu“ na značajnim udaljenostima, komunicirajte jedni s drugima, pa čak i govorite svoj „jezik“, učite i koristite nestandardne situacije logičko razmišljanje. Dakle, mravlji mozak je mnogo manji od glave igle, ali se ovaj insekt dugo smatrao "mudracem". Kada se uporedi ne samo sa njegovim mikroskopskim mozgom, već i sa neshvatljivim mogućnostima jedne nervne ćelije, čovek bi trebalo da se stidi svojih najsavremenijih kompjutera. Šta nauka može reći o tome, na primjer, neurobiologija, koja proučava procese rađanja, života i smrti mozga? Da li je uspela da razotkrije misteriju života mozga - ovog najsloženijeg i najmisterioznijeg fenomena, poznat ljudima?
Prvi neurobiološki eksperiment pripada starorimskom lekaru Galenu. Presjekavši svinjski nervna vlakna, uz pomoć kojih je mozak kontrolirao mišiće larinksa, životinji je oduzeo glas - odmah je utrnula. To je bilo prije hiljadu godina. Ali dokle je od tada nauka stigla u svom znanju o tome kako mozak funkcioniše? Ispostavilo se da je, uprkos ogromnom radu naučnika, princip rada čak i jedne nervne ćelije, takozvane „cigle“ od koje je izgrađen mozak, ljudima još uvek nepoznat. Neuroznanstvenici razumiju mnogo o tome kako neuron „jede” i „pije”; kako dobija energiju neophodnu za životnu aktivnost varenjem u "biološkim kotlovima" neophodnih supstanci izvađenih iz okoline; kako ovaj neuron potom šalje široku paletu informacija svojim susjedima u obliku signala, šifriranih bilo u određenoj seriji električnih impulsa ili u različitim kombinacijama hemijske supstance. Šta onda? Sada je nervna stanica primila specifičan signal, a u njenim dubinama je započela jedinstvena aktivnost u suradnji s drugim stanicama koje formiraju mozak životinje. Dolazne informacije se pamte, potrebne informacije se izvlače iz memorije, donose odluke, daju naredbe mišićima i raznim organima itd. Kako ide? Naučnici to još uvijek ne znaju sa sigurnošću. Pa, pošto nije jasno kako funkcionišu pojedine nervne ćelije i njihovi kompleksi, nije jasan ni princip rada čitavog mozga, čak i jednog tako malog kao što je insekt.
Rad čulnih organa i živih "uređaja"
Vitalnu aktivnost insekata prati obrada zvučnih, olfaktornih, vizuelnih i drugih senzornih informacija - prostornih, geometrijskih, kvantitativnih. Jedan od mnogih misterioznih i zanimljive karakteristike insekata je njihova sposobnost da precizno procijene situaciju koristeći vlastite „instrumente“. Naše znanje o ovim uređajima je zanemarljivo, iako se u prirodi široko koriste. To su također determinante različitih fizičkih polja koje omogućavaju predviđanje zemljotresa, vulkanskih erupcija, poplava i vremenskih promjena. To je osjećaj za vrijeme, koji se broji unutrašnjim biološkim satom, i osjećaj za brzinu, i sposobnost orijentacije i navigacije i još mnogo toga.
Svojstvo bilo kojeg organizma (mikroorganizama, biljaka, gljiva i životinja) da percipira iritacije koje potiču iz vanjskog okruženja i iz vlastitih organa i tkiva naziva se osjetljivost. Insekti, kao i druge životinje sa specijalizovanim nervnim sistemom, imaju nervne ćelije sa visokom selektivnom sposobnošću za različite podražaje - receptore. Mogu biti taktilne (reagiraju na dodir), temperaturne, svjetlosne, hemijske, vibracijske, mišićno-zglobne itd. Zahvaljujući svojim receptorima, insekti hvataju širok spektar faktora okoline - različite vibracije (široki raspon zvukova, energiju zračenja u obliku svjetlosti i topline), mehanički pritisak (na primjer, gravitaciju) i druge faktore. Receptorske ćelije se nalaze u tkivima ili pojedinačno ili skupljene u sistemima da formiraju specijalizovane senzorne organe – čulne organe.
Svi insekti savršeno "razumeju" očitavanja svojih čulnih organa. Neki od njih, kao što su organi vida, sluha i mirisa, udaljeni su i sposobni su da primete iritaciju na daljinu. Drugi, poput organa ukusa i dodira, su u kontaktu i reaguju na uticaj direktnim kontaktom.
Insekti su općenito obdareni odličnim vidom. Njihove složene složene oči, kojima se ponekad dodaju jednostavni očeli, koriste se za prepoznavanje različitih objekata. Neki insekti imaju vid u boji i prikladne uređaje za noćno gledanje. Zanimljivo je da su oči insekata jedini organ koji je sličan drugim životinjama. Istovremeno, organi sluha, mirisa, okusa i dodira nemaju takvu sličnost, ali, ipak, insekti savršeno percipiraju mirise i zvukove, kreću se u svemiru, hvataju i emitiraju ultraljubičasto zračenje. zvučni talasi. Njihov delikatan njuh i ukus omogućava im da pronađu hranu. Različite žlijezde insekata luče tvari koje privlače braću, seksualne partnere, plaše suparnike i neprijatelje, a vrlo osjetljivo njuh može osjetiti miris ovih tvari čak i sa nekoliko kilometara udaljenosti.
Mnogi u svojim idejama povezuju čulne organe insekata s glavom. No, pokazalo se da se strukture odgovorne za prikupljanje informacija o okolišu nalaze u insektima u različitim dijelovima tijela. Mogu određivati temperaturu predmeta i kušati hranu nogama, detektovati prisustvo svjetlosti leđima, čuti koljenima, brkovima, repnim dodacima, dlačicama na tijelu itd.
Čulni organi insekata dio su senzornih sistema - analizatora, koji mrežom prožimaju gotovo cijeli organizam. Oni primaju mnogo različitih spoljašnjih i unutrašnjih signala od receptora svojih čulnih organa, analiziraju ih, formiraju i prenose „instrukcije“ raznim organima da izvrše odgovarajuće radnje. Čulni organi uglavnom čine receptorski odjel, koji se nalazi na periferiji (krajevima) analizatora. A provodni dio formiraju centralni neuroni i putevi iz receptora. Mozak ima specifična područja za obradu informacija iz čula. Oni čine centralni, “mozak” dio analizatora. Zahvaljujući tako složenom i praktičnom sistemu, na primjer vizuelnom analizatoru, vrši se precizan proračun i kontrola kretanja organa insekata.
Sakupljeno je veliko znanje o nevjerovatnim sposobnostima senzornih sistema insekata, ali obim knjige nam omogućava da citiramo samo neke od njih.
Organi vida
Oči i sve komplikovano vizuelni sistem- Ovo je nevjerovatan dar, zahvaljujući kojem životinje mogu dobiti osnovne informacije o svijetu oko sebe, brzo prepoznati različite predmete i procijeniti nastalu situaciju. Vid je neophodan insektima kada traže hranu kako bi izbjegli grabežljivce, istraživali objekte od interesa ili okolinu, komunicirali s drugim jedinkama tokom reproduktivnog i društvenog ponašanja itd.
Insekti su opremljeni raznim očima. Mogu biti složene, jednostavne ili akcesorne oči, a takođe i larve. Najsloženije su složene oči, koje se sastoje od velikog broja ommatidija koje formiraju šesterokutne fasete na površini oka. Ommatidium je u suštini sićušni vizuelni aparat opremljen minijaturnim sočivom, sistemom za provodljivost svetlosti i elementima osetljivim na svetlost. Svaka faseta percipira samo mali dio objekta, ali zajedno daju mozaičnu sliku cijelog objekta. Složene oči, karakteristične za većinu odraslih insekata, nalaze se sa strane glave. Kod nekih insekata, na primjer, u lovu na vretenca, koji brzo reagira na kretanje plijena, oči zauzimaju polovicu glave. Svako njeno oko sastoji se od 28.000 faseta. Poređenja radi, leptiri ih imaju 17 000, a kućne muhe 4 000. Insekti mogu imati dva ili tri oka na glavi na čelu ili tjemenu, a rjeđe na bočnim stranama. Oči ličinki buba, leptira i himenoptera zamjenjuju se složenim u odrasloj dobi.
Zanimljivo je da insekti ne mogu zatvoriti oči tokom odmora i stoga spavaju otvorenih očiju.
Upravo oči doprinose brzoj reakciji insekta koji lovi, kao što je bogomoljka. Inače, ovo je jedini insekt koji se može okrenuti i pogledati iza sebe. Velike oči daju bogomoljki binokularni vid i omogućavaju joj da precizno izračuna udaljenosti do objekta njihove pažnje. Ova sposobnost, u kombinaciji sa brzim pružanjem prednjih nogu prema plenu, čini bogomoljke odličnim lovcima.
A žutonoge bube, koje trče kroz vodu, imaju oči koje im omogućavaju da istovremeno vide plijen i na površini vode i ispod nje. Da bi se to postiglo, vizuelni analizatori buba imaju mogućnost korekcije indeksa prelamanja vode.
Percepciju i analizu vizuelnih podražaja vrši veoma složen sistem - vizuelni analizator. Za mnoge insekte, ovo je jedan od glavnih analizatora. Ovdje je primarna osjetljiva ćelija fotoreceptor. A s njim su povezani putevi (očni nerv) i druge nervne ćelije koje se nalaze na različitim nivoima nervnog sistema. Kada se percipiraju svjetlosne informacije, slijed događaja je sljedeći. Primljeni signali (svetlosni kvanti) se trenutno kodiraju u obliku impulsa i prenose duž puteva do centralnog nervnog sistema - do "moždanog" centra analizatora. Tamo se ovi signali odmah dekodiraju (dešifruju) u odgovarajuću vizuelnu percepciju. Da bi se to prepoznalo, standardi vizuelnih slika i druge potrebne informacije se izvlače iz memorije. A onda se šalje naredba raznim organima za adekvatan odgovor pojedinca na promjenjivu situaciju.
Gdje su "uši" insekata?
Većina životinja i ljudi čuje kroz uši, gdje zvukovi izazivaju vibriranje bubne opne - jake ili slabe, spore ili brze. Bilo kakve promjene u vibracijama daju tijelu informaciju o prirodi zvuka koji se čuje. Kako insekti čuju? U mnogim slučajevima imaju i posebne "uši", ali kod insekata se nalaze na mjestima neuobičajenim za nas: na brkovima - na primjer, kod muških komaraca, mrava, leptira; na repnim dodacima - kod američkog žohara. Potkoljenice prednjih nogu čuju cvrčke i skakavce, a trbuh čuje skakavce. Neki insekti nemaju "uši", odnosno nemaju posebne slušne organe. Ali oni su u stanju da percipiraju različite vibracije vazdušno okruženje, uključujući zvučne vibracije i ultrazvučne talase koji su nedostupni našim ušima. Osjetljivi organi takvih insekata su tanke dlake ili sićušni osjetljivi štapići. Nalaze se u velikom broju na različitim dijelovima tijela i povezani su sa nervnim ćelijama. Tako su kod dlakavih gusjenica „uši“ dlake, a kod golih gusjenica čitava koža tijela su „uši“.
Zvučni val nastaje naizmjeničnim razrjeđivanjem i kondenzacijom zraka, šireći se u svim smjerovima od izvora zvuka - bilo kojeg tijela koje vibrira. Zvučne talase percipira i obrađuje slušni analizator – složen sistem mehaničkih, receptorskih i neuronskih struktura. Ove vibracije slušni receptori pretvaraju u nervne impulse, koji se prenose duž slušnog živca do centralnog dijela analizatora. Rezultat je percepcija zvuka i analiza njegove jačine, visine i karaktera.
Slušni sistem insekata osigurava njihov selektivni odgovor na relativno visokofrekventne vibracije - oni opažaju i najmanje vibracije površine, zraka ili vode. Na primjer, insekti koji zuje proizvode zvučne valove brzim mahanjem krilima. Mužjaci percipiraju takve vibracije u zraku, na primjer škripu komaraca, s njihovim osjetljivim organima smještenim na antenama. Na taj način detektuju vazdušne talase koji prate let drugih komaraca i adekvatno reaguju na primljene zvučne informacije. Slušni sistemi insekata su "namješteni" da percipiraju relativno slabe zvukove, tako da glasni zvuci negativno djeluju na njih. Na primjer, bumbari, pčele i neke vrste muva ne mogu se podići u zrak kada zvuku.
Raznovrsni, ali strogo definirani signalni zvuci koje proizvode mužjaci cvrčaka svake vrste igraju važnu ulogu u njihovom reproduktivnom ponašanju – udvaranju i privlačenju ženki. Kriket je odličan alat za komunikaciju sa prijateljem. Prilikom stvaranja nježnog trila, on trlja oštru stranu jednog elitra o površinu drugog. A za percepciju zvuka, mužjak i ženka imaju posebno osjetljivu tanku kutikularnu membranu, koja igra ulogu bubne opne. Urađeno je zanimljivo iskustvo, gdje je mužjak koji cvrkuće postavljen ispred mikrofona, a žena smještena u drugu prostoriju u blizini telefona. Kada se uključi mikrofon, ženka je, čuvši tipično cvrkut mužjaka, pojurila do izvora zvuka - telefona.
Organi za hvatanje i emitovanje ultrazvučnih talasa
Moljci su opremljeni uređajem za detekciju slepih miševa koji koriste ultrazvučne talase za orijentaciju i lov. Predatori percipiraju signale frekvencije do 100.000 herca, a moljci i čipkarice koje love do 240.000 herca. U grudima, na primjer, moljci imaju posebne organe za akustičnu analizu ultrazvučnih signala. Omogućuju detekciju ultrazvučnih impulsa od lovačkih kožara na udaljenosti do 30 m. Kada leptir primi signal sa lokatora predatora, aktiviraju se zaštitne radnje ponašanja. Čuvši ultrazvučne krikove noćnog miša na relativno velikoj udaljenosti, leptir naglo mijenja smjer leta, koristeći varljivi manevar - "ronjenje". Istovremeno počinje da pravi figure akrobatika- spirale i "mrtve petlje" za izbjegavanje potjere. A ako je grabežljivac udaljen manje od 6 m, leptir sklapa krila i pada na tlo. A šišmiš ne otkriva nepokretnog insekta.
Ali nedavno je otkriveno da je odnos između moljaca i slepih miševa još složeniji. Tako leptiri nekih vrsta, nakon što su otkrili signale šišmiša, sami počinju emitirati ultrazvučne impulse u obliku klikova. Štaviše, ovi impulsi imaju takav učinak na grabežljivca da on, kao da je uplašen, odleti. Postoje samo spekulacije o tome zbog čega slepi miševi prestanu juriti leptira i "bježe s bojnog polja". Vjerovatno su ultrazvučni klikovi adaptivni signali insekata, slični onima koje šalje sam šišmiš, samo mnogo jači. Očekujući da će čuti slabašan reflektirani zvuk iz vlastitog signala, progonitelj čuje zaglušujuću graju - kao da nadzvučni avion probija zvučnu barijeru.
Postavlja se pitanje zašto šišmiš nije zaglušen vlastitim ultrazvučnim signalima, već leptirima. Ispostavilo se da je šišmiš dobro zaštićen od vlastitog vriska-impulsa koji šalje lokator. Inače, tako snažan impuls, koji je 2000 puta jači od primljenih reflektovanih zvukova, može zaglušiti miša. Da se to ne bi dogodilo, njeno tijelo proizvodi i namjerno koristi posebnu uzengiju. Prije slanja ultrazvučnog pulsa, poseban mišić povlači streme od prozora pužnice unutrašnjeg uha - vibracije se mehanički prekidaju. U suštini, uzengija takođe stvara škljocaj, ali ne zvuk, već protuzvučni. Nakon vriska-signala, odmah se vraća na svoje mjesto tako da je uho spremno da primi odbijeni signal. Teško je zamisliti koliko brzo može djelovati mišić koji mišu isključuje sluh u trenutku slanja vika-impulsa. Dok jurite plijen, to je 200-250 impulsa u sekundi!
A škljocanje leptira, koje je opasno za slepog miša, čuju se tačno u trenutku kada lovac okrene uvo da bi osetio njegov odjek. To znači da moljac, kako bi natjerao zapanjenog grabežljivca da odleti od straha, šalje signale koji su savršeno usklađeni s njegovim lokatorom. Da bi se to postiglo, tijelo insekta je programirano da primi frekvenciju pulsa lovca koji se približava i šalje signal odgovora točno u skladu s njim.
Ovaj odnos između moljaca i slepih miševa postavlja mnoga pitanja. Kako su insekti razvili sposobnost da percipiraju ultrazvučne signale slepih miševa i odmah razumiju opasnost koju predstavljaju? Kako bi leptiri mogli postepeno, kroz proces selekcije i usavršavanja, razviti ultrazvučni uređaj sa idealno odabranim zaštitnim karakteristikama? Percepciju ultrazvučnih signala slepih miševa također nije lako razumjeti. Činjenica je da oni prepoznaju svoj eho među milionima glasova i drugih zvukova. I nikakvi vrišteći signali suplemenika, nikakvi ultrazvučni signali koji se emituju pomoću opreme ne ometaju lov slepih miševa. Samo signali leptira, čak i oni umjetno reprodukovani, uzrokuju da miš odleti.
Živa bića predstavljaju nove i nove misterije, izazivajući divljenje savršenstvu i svrsishodnosti strukture njihovog organizma.
Bogomoljka, baš kao i leptir, uz odličan vid, ima i posebne organe sluha kako bi se izbjegao susret sa slepim miševima. Ovi slušni organi, koji percipiraju ultrazvuk, nalaze se na grudima između nogu. A neke vrste bogomoljki, pored ultrazvučnog slušnog organa, karakterizira prisustvo drugog uha, koje percipira mnogo niže frekvencije. Njegova funkcija još nije poznata.
Hemijski osjećaj
Životinje su obdarene općom hemijskom osjetljivošću, koju pružaju različiti osjetilni organi. U hemijskom smislu insekata, čulo mirisa igra najznačajniju ulogu. A termiti i mravi, prema naučnicima, dobijaju trodimenzionalno čulo mirisa. Teško nam je i zamisliti šta je to. Mirisni organi insekta reagiraju na prisustvo čak i vrlo malih koncentracija tvari, ponekad vrlo udaljenih od izvora. Zahvaljujući čulu mirisa, insekt pronalazi plijen i hranu, navigira područjem, uči o približavanju neprijatelja i provodi biokomunikaciju, gdje je specifičan "jezik" razmjena kemijskih informacija pomoću feromona.
Feromoni su složeni spojevi koje neki pojedinci luče u svrhu komunikacije kako bi prenijeli informacije drugim osobama. Takve informacije su kodirane u određenim hemikalijama, u zavisnosti od vrste živog bića, pa čak i od njegovog članstva u određenoj porodici. Percepcija kroz olfaktorni sistem i dekodiranje “poruke” izaziva primaoce određeni oblik ponašanje ili fiziološki proces. Do danas je poznata značajna grupa feromona insekata. Neki od njih su dizajnirani da privuku osobe suprotnog spola, drugi, tragovi, ukazuju na put do doma ili izvora hrane, treći služe kao alarmni signal, treći regulišu određene fiziološke procese itd.
“Kemijska proizvodnja” u tijelu insekata mora biti zaista jedinstvena kako bi se u pravoj količini i u određenom trenutku oslobodio čitav niz potrebnih feromona. Danas je poznato više od stotinu ovih vrlo složenih supstanci. hemijski sastav, ali ih je umjetno reprodukovano najviše desetak. Uostalom, za njihovo dobivanje potrebne su napredne tehnologije i oprema, pa se za sada može samo čuditi raspored tijela ovih minijaturnih beskičmenjaka.
Bube su uglavnom opremljene antenama mirisnog tipa. Omogućuju vam da uhvatite ne samo miris same tvari i smjer njenog širenja, već čak i "osjetite" oblik mirisnog predmeta. Primjer odličnog njuha je zakopavanje buba, koje čiste zemlju od strvine. Oni su u stanju da ga pomirišu stotinama metara dalje i skupe se velika grupa. A bubamara, koristeći svoj njuh, pronalazi kolonije lisnih uši kako bi tamo ostavila kandži. Uostalom, lisne uši se hrane ne samo sobom, već i svojim ličinkama.
Ne samo odrasli insekti, već i njihove ličinke često su obdarene odličnim čulom mirisa. Da, larve chafer su u stanju da se kreću do korijena biljaka (bor, pšenica), vođeni blago povećanom koncentracijom ugljičnog dioksida. U eksperimentima, ličinke se odmah kreću u područje tla gdje je unesena mala količina tvari koja proizvodi ugljični dioksid.
Osjetljivost olfaktornog organa, na primjer, leptira Saturnia, čiji je mužjak u stanju otkriti miris ženke svoje vrste na udaljenosti od 12 km, čini se neshvatljivom. Kada se ova udaljenost uporedi sa količinom feromona koje luči ženka, dobijen je rezultat koji je iznenadio naučnike. Zahvaljujući svojim antenama, mužjak nepogrešivo pronalazi, među mnogim mirisnim supstancama, jedan jedini molekul nasljedno poznate tvari u 1 m3 zraka!
Neki Hymenoptera imaju tako oštro čulo mirisa da nije inferiorno od dobro poznatog čula psa. Tako jahačice, kada trče duž debla ili panja, snažno pomiču svoje antene. Koriste ih za „nanjušivanje“ ličinki repa ili drvosječe, koje se nalaze u drvetu na udaljenosti od 2-2,5 cm od površine.
Zahvaljujući jedinstvenoj osjetljivosti antena, sićušni jahač Helis, samo dodirujući ih na čahure pauka, određuje šta se u njima nalazi - da li se radi o nerazvijenim testisima, neaktivnim paucima koji su već iznikli iz njih ili o testisima drugih jahači svoje vrste. Kako Helis pravi tako tačnu analizu još nije poznato. Najvjerovatnije, osjeća najsuptilnije specifičan miris, ali možda prilikom tapkanja antenama jahač uhvati neku vrstu reflektovanog zvuka.
Percepciju i analizu hemijskih nadražaja koji deluju na njušne organe insekata vrši multifunkcionalni sistem - olfaktorni analizator. On se, kao i svi drugi analizatori, sastoji od perceptivnog, provodnog i centralnog odjela. Olfaktorni receptori (hemoreceptori) percipiraju molekule mirisa, a impulsi koji signaliziraju specifičan miris šalju se duž nervnih vlakana u mozak na analizu. Tu se javlja trenutna reakcija tijela.
Kada govorimo o čulu mirisa insekata, ne možemo a da ne govorimo o mirisu. Nauka još nema jasno razumijevanje šta je miris, a postoje mnoge teorije o ovom prirodnom fenomenu. Prema jednom od njih, analizirani molekuli neke supstance predstavljaju „ključ“. A „brava“ su olfaktorni receptori uključeni u analizatore mirisa. Ako se konfiguracija molekula poklapa sa "bravom" određenog receptora, analizator će od njega primiti signal, dešifrirati ga i prenijeti informaciju o mirisu u mozak životinje. Prema drugoj teoriji, miris je određen hemijska svojstva molekule i distribuciju električnih naboja. Najnovija teorija, koja je osvojila mnoge pristalice, vidi glavni uzrok mirisa u vibracijskim svojstvima molekula i njihovih komponenti. Svaka aroma je povezana sa određenim frekvencijama (talasnim brojevima) infracrveni opseg. Na primjer, juha od luka tioalkohol i dekaboran su hemijski potpuno različiti. Ali imaju istu frekvenciju i isti miris. Istovremeno, postoje hemijski slične supstance koje se odlikuju različitim frekvencijama i različitog mirisa. Ako je ova teorija tačna, onda se i mirisne supstance i hiljade tipova ćelija koje osećaju mirise mogu proceniti pomoću infracrvenih frekvencija.
"Radarska instalacija" insekata
Insekti su obdareni odličnim organima mirisa i dodira - antenama (antene ili antene). Vrlo su pokretni i lako ih je kontrolirati: insekt ih može raširiti, zbližiti, rotirati svakog pojedinačno na svojoj osi ili zajedno na zajedničkoj osi. U ovom slučaju, oba spolja liče i u suštini su „radarska instalacija“. Element antene osetljiv na nerve je senzila. Od njih se impuls brzinom od 5 m u sekundi prenosi do "moždanog" centra analizatora kako bi se prepoznao predmet stimulacije. I tada signal odgovora na primljenu informaciju trenutno stiže do mišića ili drugog organa.
Kod većine insekata Džonstonov organ se nalazi na drugom segmentu antene - univerzalni uređaj, čija svrha još nije u potpunosti razjašnjena. Vjeruje se da opaža pokrete i vibracije zraka i vode, kontakte sa čvrstim predmetima. Skakavci i skakavci su obdareni iznenađujuće visokom osjetljivošću na mehaničke vibracije, koji su u stanju registrirati bilo koje podrhtavanje amplitude jednakom polovini promjera atoma vodika!
Bube takođe imaju Džonstonov organ na drugom segmentu antene. A ako je buba koja trči po površini vode oštećena ili uklonjena, počet će naletjeti na bilo koju prepreku. Uz pomoć ovog organa, buba može uhvatiti reflektirane valove koji dolaze s obale ili prepreke. Osjeti vodene valove visine 0,000,000,004 mm, odnosno Johnstonov organ obavlja zadatak eho sonde ili radara.
Mravi se razlikuju ne samo po dobro organiziranom mozgu, već i po jednako savršenoj tjelesnoj organizaciji. Antene su od najveće važnosti za ove insekte; neke služe kao odličan organ mirisa, dodira, poznavanja okoline i međusobnog objašnjenja. Mravi lišeni antena gube sposobnost da pronađu put, obližnju hranu i razlikuju neprijatelje od prijatelja. Uz pomoć antena, insekti su u stanju da "razgovaraju" jedni s drugima. Mravi prenose važna informacija, dodirujući jedni druge antenama svojim antenama. U jednoj od epizoda ponašanja, dva mrava su pronašla plijen u obliku ličinki različitih veličina. Nakon “pregovaranja” sa svojom braćom koristeći antene, zajedno sa mobilisanim pomoćnicima uputili su se na mjesto otkrića. Istovremeno, uspješniji mrav, koji je uz pomoć svojih antena uspio prenijeti informacije o većem plijenu koji je pronašao, iza sebe je mobilizirao mnogo veću grupu mrava radnika.
Zanimljivo je da su mravi jedno od najčistijih stvorenja. Nakon svakog obroka i spavanja, cijelo tijelo, a posebno antene, se temeljito čiste.
Senzacije ukusa
Osoba jasno prepoznaje miris i okus neke supstance, ali kod insekata okus i mirisni osjećaji često nisu razdvojeni. Deluju kao jedno hemijsko osećanje (percepcija).
Insekti koji imaju čulo ukusa preferiraju određene supstance u zavisnosti od ishrane karakteristične za datu vrstu. Istovremeno, umeju da razlikuju slatko, slano, gorko i kiselo. Da bi došli u kontakt sa konzumiranom hranom, organi ukusa se mogu nalaziti na različitim delovima tela insekata - na antenama, proboscisima i nogama. Uz njihovu pomoć, insekti dobijaju osnovne hemijske informacije o životnoj sredini. Na primjer, muva, samo dodirujući šapama predmet koji je zanima, gotovo odmah prepozna šta joj je pod nogama - piće, hrana ili nešto nejestivo. Odnosno, sa svojim nogama je u stanju da izvrši trenutno analiza kontakata hemijska supstanca.
Okus je osjećaj koji nastaje kada otopina kemikalija djeluje na receptore (hemoreceptore) organa okusa insekta. Ćelije receptora ukusa su periferni deo kompleksnog sistema analizatora ukusa. Oni opažaju hemijske podražaje i tu se dešava primarno kodiranje signala ukusa. Analizatori odmah prenose talase hemoelektričnog impulsa duž tankih nervnih vlakana do njihovog "moždanog" centra. Svaki takav puls traje manje od hiljaditi dio sekunde. I tada središnje strukture analizatora momentalno određuju osjećaj okusa.
Nastavljaju se pokušaji razumijevanja ne samo pitanja šta je miris, već i stvaranja unificirana teorija"slatkiši". Do sada to nije bilo moguće - možda ćete vi, biolozi 21. vijeka, uspjeti. Problem je u tome što potpuno različite hemijske supstance, i organske i neorganske, mogu stvoriti relativno identične osećaje ukusa slatkoće.
Organi dodira
Proučavanje čula dodira kod insekata je možda najteže. Kako ova stvorenja odjevena u hitinske školjke doživljavaju svijet? Tako, zahvaljujući kožnim receptorima, možemo da percipiramo različite taktilne senzacije - neki receptori registruju pritisak, drugi temperaturu itd. Dodirom predmeta možemo zaključiti da je hladan ili topao, tvrd ili mekan, gladak ili hrapav. Insekti imaju i analizatore koji određuju temperaturu, pritisak itd., ali mnogo toga o mehanizmima njihovog djelovanja ostaje nepoznato.
Dodir je jedno od najvažnijih čula za sigurnost leta mnogih letećih insekata kako bi osjetili zračne struje. Na primjer, kod dvokrilaca cijelo tijelo je prekriveno senzilama koje obavljaju taktilne funkcije. Naročito ih ima na halterima da osete pritisak vazduha i stabilizuju let.
Zahvaljujući čulu dodira, muvu nije tako lako oboriti. Njegov vid joj omogućava da uoči prijeteći predmet samo na udaljenosti od 40 - 70 cm, ali muva može reagirati na opasan pokret ruke, koji je uzrokovao čak i mali pokret zraka, i momentalno poletjeti. Ova obična kućna muva još jednom potvrđuje da u živom svijetu nema ničeg jednostavnog - sva bića, i mlada i stara, imaju odlične senzorne sisteme za aktivan život i vlastitu zaštitu.
Receptori insekata koji bilježe pritisak mogu biti u obliku bubuljica i čekinja. Koriste ih insekti u različite svrhe, uključujući i orijentaciju u prostoru - u smjeru gravitacije. Na primjer, prije pupiranja, larva muhe uvijek se jasno kreće prema gore, odnosno protiv gravitacije. Na kraju krajeva, ona treba da ispuzi iz tečne mase hrane, a tu nema nikakvih smjernica osim gravitacije Zemlje. Čak i nakon izlaska iz kukuljice, muva još neko vrijeme nastoji da puzi prema gore dok se ne osuši da bi mogla letjeti.
Mnogi insekti imaju dobro razvijen osjećaj za gravitaciju. Na primjer, mravi su u stanju da procijene nagib površine na 20. A buba lutalica, koja kopa vertikalne jazbine, može odrediti odstupanje od vertikale na 10.
Uživo vremenske prognoze
Mnogi insekti su obdareni odličnom sposobnošću predviđanja vremenskih promjena i davanja dugoročnih prognoza. Međutim, to je tipično za sva živa bića - bilo da se radi o biljci, mikroorganizmu, beskičmenjaku ili kralježnjaku. Takve sposobnosti osiguravaju normalno funkcioniranje u predviđenom staništu. Takođe se retko viđaju prirodne pojave– suše, poplave, zahlađenja. A onda, da bi preživjela, živa bića moraju dodatno mobilizirati zaštitna oprema. U oba slučaja koriste svoje interne „meteo-stanice“.
Neprestano i pažljivo promatrajući ponašanje različitih živih bića, možete naučiti ne samo o vremenskim promjenama, već čak i o nadolazećim prirodnim katastrofama. Uostalom, preko 600 vrsta životinja i 400 vrsta biljaka, do sada poznatih naučnicima, mogu poslužiti kao barometri, indikatori vlažnosti i temperature, predskazači grmljavine, oluja, tornada, poplava i prekrasnog vremena bez oblaka. Štaviše, "prognostičari" uživo postoje svuda, gde god da se nalazite - u blizini ribnjaka, na livadi, u šumi. Na primjer, prije kiše, još uvijek na čisto nebo, zeleni skakavci prestaju da cvrkuću, mravi počinju čvrsto zatvarati ulaze u mravinjak, a pčele prestaju da lete po nektar, sjede u košnici i pjevuše. U nastojanju da se sakriju od nadolazećeg lošeg vremena, muhe i ose lete na prozore kuća.
Posmatranja otrovnih mrava koji žive u podnožju Tibeta otkrila su njihovu izvrsnu sposobnost da daju dugoročne prognoze. Prije početka perioda obilnih kiša, mravi se sele na drugo mjesto sa suhom tvrdo tlo, a prije početka suše mravi ispunjavaju tamne, vlažne udubine. Krilati mravi mogu osjetiti približavanje oluje u roku od 2-3 dana. Velike jedinke počinju da jure po tlu, a male se roje na malim visinama. I što su ovi procesi aktivniji, očekuje se jače loše vrijeme. Otkriveno je da su mravi tokom godine dana tačno identifikovali 22 vremenske promene, a pogrešili su samo u dva slučaja. To je iznosilo 9%, što izgleda prilično dobro u poređenju sa prosječnom greškom meteorološke stanice od 20%.
Odgovarajuće akcije insekata često zavise od dugoročnih prognoza, a to može biti od velike koristi ljudima. Za iskusnog pčelara, pčele daju prilično pouzdanu prognozu. Za zimu zapečate ulaz u košnicu voskom. Po otvoru za ventilaciju košnice možete suditi nadolazece zime. Ako pčele odu velika rupa– zima će biti topla, a ako je mala, očekujte jake mrazeve. Takođe je poznato da ako pčele počnu rano da izlaze iz svojih košnica, možemo očekivati rano, toplo proljeće. Isti mravi, ako se ne očekuje jaka zima, ostaju da žive blizu površine tla, i ispred hladna zima nalaze se dublje u zemlji i grade viši mravinjak.
Osim makroklime, za insekte je važna i mikroklima njihovog staništa. Na primjer, pčele ne dopuštaju pregrijavanje u košnicama i, nakon što dobiju signal od svojih živih "instrumenata" o prekoračenju temperature, počinju provjetravati prostoriju. Neke od pčela radilica su organizovano raspoređene na različitim visinama po celoj košnici i pokreću vazduh brzim mahanjem krila. Stvara se jak protok vazduha i košnica se hladi. Ventilacija je dugotrajan proces, a kada se jedna grupa pčela umori, na red dolazi druga, i to po strogom redu.
Ponašanje ne samo odraslih insekata, već i njihovih ličinki ovisi o očitanjima živih "instrumenata". Na primjer, ličinke cikada koje se razvijaju u tlu izlaze na površinu samo po lijepom vremenu. Ali kako znaš kakvo je vrijeme gore? Da biste to utvrdili preko vašeg podzemna skloništa stvaraju posebne zemljane čunjeve s velikim rupama - svojevrsne meteorološke strukture. U njima su cikade tanki sloj tla procjenjuju temperaturu i vlažnost. I ako vrijeme nepovoljno, larve se vraćaju u jazbinu.
Fenomen padavina i prognoza poplava
Promatranje ponašanja termita i mrava u kritičnim situacijama može pomoći ljudima da predvide obilne padavine i poplave. Jedan od prirodnjaka opisao je slučaj kada je, prije poplave, Indijansko pleme, koji živi u brazilskim džunglama, žurno je napustio svoje naselje. A mravi su Indijancima „rekli“ o katastrofi koja se približava. Prije poplave ovi društvenih insekata Postaju jako uznemireni i hitno napuštaju svoje naseljeno mjesto zajedno sa lutkama i zalihama hrane. Odlaze na mjesta gdje voda neće stići. Lokalno stanovništvo jedva da je shvatilo porijeklo takve zadivljujuće osjetljivosti mrava, ali su, pokoravajući se njihovom saznanju, ljudi bježali od nevolje prateći male prognostičare.
Odlični su u predviđanju poplava i termita. Prije nego što počne, cijela kolonija napušta svoje domove i žuri do najbližeg drveća. Predviđajući veličinu katastrofe, oni se dižu tačno na visinu koja će biti veća od očekivane poplave. Tamo čekaju dok mutni potoci vode, koji jure takvom brzinom da drveće ponekad pada pod njihovim pritiskom, ne počnu jenjavati.
Ogroman broj meteoroloških stanica prati vrijeme. Nalaze se na kopnu, uključujući i planine, na posebno opremljenim naučnim plovilima, satelitima i svemirske stanice. Meteorolozi su opremljeni savremenih uređaja, aparati i kompjuterska oprema. Zapravo, oni ne prave vremensku prognozu, već kalkulaciju, proračun vremenskih promjena. A insekti u datim primjerima stvarnosti predviđaju vrijeme koristeći svoje urođene sposobnosti i posebne žive “uređaje” ugrađene u njihova tijela. Štoviše, mravi prognozeri određuju ne samo vrijeme približavanja poplave, već i procjenjuju njen obim. Uostalom, za novo utočište zauzeli su samo sigurna mjesta. Naučnici još nisu uspeli da objasne ovaj fenomen. Termiti su predstavljali još veću misteriju. Činjenica je da se nikada nisu nalazile na onim stablima koje su za vrijeme poplave odnijeli olujni potoci. Prema zapažanjima etologa, slično su se ponašali čvorci, koji u proljeće nisu zauzimali kućice za ptice koje su bile opasne za naseljavanje. Kasnije su zaista srušene uraganski vjetar. Ali ovdje mi pričamo o tome o relativno velikoj životinji. Ptica, možda, ljuljanjem kućice za ptice ili drugim znakovima, procjenjuje nepouzdanost njenog pričvršćivanja. Ali kako i uz pomoć kojih uređaja vrlo male, ali vrlo “mudre” životinje mogu napraviti takva predviđanja? Čovek ne samo da još nije u stanju da stvori nešto slično, već ne može ni da odgovori. Ovi zadaci su za budućeg biologa
Ždanova T. D.
Doživjeti raznoliku i energičnu aktivnost svijeta insekata može biti nevjerovatno iskustvo. Čini se da ova stvorenja bezbrižno lete i plivaju, trče i puze, zuje i cvrkuću, grizu i nose. No, sve se to ne radi besciljno, već uglavnom s određenom namjerom, po urođenom programu ugrađenom u njihovo tijelo i stečenom životnom iskustvu. Da bi sagledale svijet oko sebe, orijentirale se u njemu i izvršile sve odgovarajuće radnje i životne procese, životinje su obdarene vrlo složenim sistemima, prvenstveno živčanim i senzornim.
Šta je zajedničko nervnom sistemu kičmenjaka i beskičmenjaka?
Nervni sistem je složen kompleks struktura i organa koji se sastoji od nervnog tkiva, pri čemu je centralni deo mozak. Glavna strukturna i funkcionalna jedinica nervnog sistema je nervna ćelija sa svojim procesima (na grčkom, nervna ćelija - neuron).
Nervni sistem i mozak insekata obezbeđuju: percepciju preko čula spoljašnje i unutrašnje iritacije (razdražljivost, osetljivost); trenutna obrada dolaznih signala od strane sistema analizatora, priprema i implementacija adekvatnog odgovora; pohranjivanje nasljednih i stečenih informacija u kodiranom obliku u memoriju, kao i njihovo trenutno preuzimanje po potrebi; upravljanje svim organima i sistemima tela za njegovo funkcionisanje u celini, balansiranje sa okolinom; sprovođenje mentalnih procesa i više nervne aktivnosti, svrsishodno ponašanje.
Organizacija nervnog sistema i mozga životinja kralježnjaka i beskičmenjaka toliko je različita da se njihovo poređenje na prvi pogled čini nemogućim. A u isto vrijeme, najrazličitije vrste nervnih sistema, koje pripadaju naizgled potpuno „jednostavnim“ i „složenim“ organizmima, karakteriziraju iste funkcije.
Vrlo sićušni mozak muhe, pčele, leptira ili drugog insekta omogućava mu da vidi i čuje, dodiruje i okusi, kreće se s velikom preciznošću, štoviše, leti koristeći internu „mapu“ na značajnim udaljenostima, komunicira jedni s drugima, pa čak i posjeduje svoj „jezik“, naučiti i primijeniti logičko razmišljanje u nestandardnim situacijama. Dakle, mravlji mozak je mnogo manji od glave igle, ali se ovaj insekt dugo smatrao "mudracem". Kada se uporedi ne samo sa njegovim mikroskopskim mozgom, već i sa neshvatljivim mogućnostima jedne nervne ćelije, čovek bi trebalo da se stidi svojih najsavremenijih kompjutera. Šta nauka može reći o tome, na primjer, neurobiologija, koja proučava procese rađanja, života i smrti mozga? Da li je uspela da razotkrije misteriju života mozga - ovog najsloženijeg i najmisterioznijeg fenomena koji je poznat ljudima?
Prvi neurobiološki eksperiment pripada starorimskom lekaru Galenu. Presjekavši svinjski nervna vlakna, uz pomoć kojih je mozak kontrolirao mišiće larinksa, životinji je oduzeo glas - odmah je utrnula. To je bilo prije hiljadu godina. Ali dokle je od tada nauka stigla u svom znanju o tome kako mozak funkcioniše? Ispostavilo se da je, uprkos ogromnom radu naučnika, princip rada čak i jedne nervne ćelije, takozvane „cigle“ od koje je izgrađen mozak, ljudima još uvek nepoznat. Neuroznanstvenici razumiju mnogo o tome kako neuron „jede” i „pije”; kako dobija energiju neophodnu za životnu aktivnost varenjem u "biološkim kotlovima" neophodnih supstanci izvađenih iz okoline; kako ovaj neuron zatim šalje široku paletu informacija svojim susjedima u obliku signala, kodiranih ili u određenoj seriji električnih impulsa ili u različitim kombinacijama kemikalija. Šta onda? Sada je nervna stanica primila specifičan signal, a u njenim dubinama je započela jedinstvena aktivnost u suradnji s drugim stanicama koje formiraju mozak životinje. Dolazne informacije se pamte, potrebne informacije se izvlače iz memorije, donose odluke, daju naredbe mišićima i raznim organima itd. Kako ide? Naučnici to još uvijek ne znaju sa sigurnošću. Pa, pošto nije jasno kako funkcionišu pojedine nervne ćelije i njihovi kompleksi, nije jasan ni princip rada čitavog mozga, čak i jednog tako malog kao što je insekt.
Rad čulnih organa i živih "uređaja"
Vitalnu aktivnost insekata prati obrada zvučnih, olfaktornih, vizuelnih i drugih senzornih informacija - prostornih, geometrijskih, kvantitativnih. Jedna od mnogih misterioznih i zanimljivih karakteristika insekata je njihova sposobnost da precizno procijene situaciju koristeći vlastite "instrumente". Naše znanje o ovim uređajima je zanemarljivo, iako se u prirodi široko koriste. To su također determinante različitih fizičkih polja koje omogućavaju predviđanje zemljotresa, vulkanskih erupcija, poplava i vremenskih promjena. To je osjećaj za vrijeme, koji se broji unutrašnjim biološkim satom, i osjećaj za brzinu, i sposobnost orijentacije i navigacije i još mnogo toga.
Svojstvo bilo kojeg organizma (mikroorganizama, biljaka, gljiva i životinja) da percipira iritacije koje potiču iz vanjskog okruženja i iz vlastitih organa i tkiva naziva se osjetljivost. Insekti, kao i druge životinje sa specijalizovanim nervnim sistemom, imaju nervne ćelije sa visokom selektivnom sposobnošću za različite podražaje - receptore. Mogu biti taktilne (reagiraju na dodir), temperaturne, svjetlosne, hemijske, vibracijske, mišićno-zglobne itd. Zahvaljujući svojim receptorima, insekti hvataju širok spektar faktora okoline - različite vibracije (široki raspon zvukova, energiju zračenja u obliku svjetlosti i topline), mehanički pritisak (na primjer, gravitaciju) i druge faktore. Receptorske ćelije se nalaze u tkivima ili pojedinačno ili skupljene u sistemima da formiraju specijalizovane senzorne organe – čulne organe.
Svi insekti savršeno "razumeju" očitavanja svojih čulnih organa. Neki od njih, kao što su organi vida, sluha i mirisa, udaljeni su i sposobni su da primete iritaciju na daljinu. Drugi, poput organa ukusa i dodira, su u kontaktu i reaguju na uticaj direktnim kontaktom.
Insekti su općenito obdareni odličnim vidom. Njihove složene složene oči, kojima se ponekad dodaju jednostavni očeli, koriste se za prepoznavanje različitih objekata. Neki insekti imaju vid u boji i prikladne uređaje za noćno gledanje. Zanimljivo je da su oči insekata jedini organ koji je sličan drugim životinjama. Istovremeno, organi sluha, mirisa, okusa i dodira nemaju takvu sličnost, ali, ipak, insekti savršeno percipiraju mirise i zvukove, orijentiraju se u prostoru, hvataju i emitiraju ultrazvučne valove. Njihov delikatan njuh i ukus omogućava im da pronađu hranu. Različite žlijezde insekata luče tvari koje privlače braću, seksualne partnere, plaše suparnike i neprijatelje, a vrlo osjetljivo njuh može osjetiti miris ovih tvari čak i sa nekoliko kilometara udaljenosti.
Mnogi u svojim idejama povezuju čulne organe insekata s glavom. No, pokazalo se da se strukture odgovorne za prikupljanje informacija o okolišu nalaze u insektima u različitim dijelovima tijela. Mogu određivati temperaturu predmeta i kušati hranu nogama, detektovati prisustvo svjetlosti leđima, čuti koljenima, brkovima, repnim dodacima, dlačicama na tijelu itd.
Čulni organi insekata dio su senzornih sistema - analizatora, koji mrežom prožimaju gotovo cijeli organizam. Oni primaju mnogo različitih spoljašnjih i unutrašnjih signala od receptora svojih čulnih organa, analiziraju ih, formiraju i prenose „instrukcije“ raznim organima da izvrše odgovarajuće radnje. Čulni organi uglavnom čine receptorski odjel, koji se nalazi na periferiji (krajevima) analizatora. A provodni dio formiraju centralni neuroni i putevi iz receptora. Mozak ima specifična područja za obradu informacija iz čula. Oni čine centralni, “mozak” dio analizatora. Zahvaljujući tako složenom i praktičnom sistemu, na primjer vizuelnom analizatoru, vrši se precizan proračun i kontrola kretanja organa insekata.
Sakupljeno je veliko znanje o nevjerovatnim sposobnostima senzornih sistema insekata, ali obim knjige nam omogućava da citiramo samo neke od njih.
Organi vida
Oči i cijeli složeni vizualni sistem nevjerojatan su dar, zahvaljujući kojem životinje mogu primiti osnovne informacije o svijetu oko sebe, brzo prepoznati različite predmete i procijeniti nastalu situaciju. Vid je neophodan insektima kada traže hranu kako bi izbjegli grabežljivce, istraživali objekte od interesa ili okolinu, komunicirali s drugim jedinkama tokom reproduktivnog i društvenog ponašanja itd.
Insekti su opremljeni raznim očima. Mogu biti složene, jednostavne ili akcesorne oči, a takođe i larve. Najsloženije su složene oči, koje se sastoje od velikog broja ommatidija koje formiraju šesterokutne fasete na površini oka. Ommatidium je u suštini sićušni vizuelni aparat opremljen minijaturnim sočivom, sistemom za provodljivost svetlosti i elementima osetljivim na svetlost. Svaka faseta percipira samo mali dio objekta, ali zajedno daju mozaičnu sliku cijelog objekta. Složene oči, karakteristične za većinu odraslih insekata, nalaze se sa strane glave. Kod nekih insekata, na primjer, u lovu na vretenca, koji brzo reagira na kretanje plijena, oči zauzimaju polovicu glave. Svako njeno oko sastoji se od 28.000 faseta. Poređenja radi, leptiri ih imaju 17 000, a kućne muhe 4 000. Insekti mogu imati dva ili tri oka na glavi na čelu ili tjemenu, a rjeđe na bočnim stranama. Oči ličinki buba, leptira i himenoptera zamjenjuju se složenim u odrasloj dobi.
Osnovu čulnih organa čine takozvane nervno-osjetljive formacije - sensilla, koje izgledaju kao dlake, čekinje i udubljenja.
Insekti imaju sledeće organe čula:
1) Organi mehaničkog čula. To uključuje taktilnu senzilu rasutu po cijelom tijelu. Oni opažaju vibracije vazduha, osećaju položaj tela u prostoru itd. U organe mehaničkog čula spadaju i organi sluh, pošto opažaju zvuk, koji je, kao što je poznato, vibracije vazduha. Organi sluha nalaze se uglavnom kod insekata koji su sposobni proizvoditi zvukove. Nalaze se na bočnim stranama trbuha, na krilima, prednjim nogama i na nekim drugim mjestima.
2) Hemijski čulni organi su predstavljeni hemoreceptor sensilla i služe za opažanje hemije okoline, tj. mirisa i osećaja ukusa. Nalaze se na usnim udovima, antenama, a ponekad (kod pčela) i na nogama. Hemijsko čulo - miris igra ključnu ulogu u intra- i međupopulacijskim odnosima insekata. Organi; vid je predstavljen složenim (fasetiranim) i jednostavnim očima. Samo oko se sastoji od mnogih senzila. Površinski heksagonalni dio naziva se faseta. Fasete formiraju rožnjaču, koja je prozirna kutikula.
Sensing neurona
Tijela senzornih ili senzornih stanica, obično bipolarnog ili multipolarnog oblika, uvijek leže u blizini osjetilnog organa ili inerviranog tkiva. Dendriti nekih neurona, najčešće bipolarnih, povezani su s kutikularnim formacijama, drugih, uvijek multipolarnim, s tkivima tjelesne šupljine ili čine subepidermalnu mrežu, kao kod larvi s mekom kožom.
Shodno tome, razlikuju se dvije velike kategorije senzornih ćelija. Ćelije prvog tipa odlikuju se činjenicom da su gotovo uvijek povezane s kutikulom ili njenim invaginacijama: apodemi, traheje, obloge preoralne i usne šupljine, itd. Tu spadaju razne eksteroceptivne ćelije, uključujući i vizualne, iako njihovi dendriti nisu jasno izraženi. Ćelije drugog tipa nikada nisu povezane s kutikulom i leže samo na unutrašnjoj površini tijela, zidovima probavnog trakta, u mišićima i vezivnom tkivu. Elektrofiziološki je pokazano da pripadaju intero ili proprioceptorima.
Aksoni senzornih ćelija idu direktno u odgovarajuće ganglije centralnog nervnog sistema, ponekad smeštene direktno u mozgu, na primer, optički ili olfaktorni centri. Pitanje komunikacijskih kanala između receptorskih ćelija i nervnog centra izuzetno je važno za pravilno tumačenje rada analizatora i mehanizma kontrole ponašanja insekata. Sada, očigledno, svi prepoznaju kao neodrživo prethodno mišljenje da se u nekim sistemima receptora, na primjer u antenama rodniusove bube, aksoni nekoliko senzornih ćelija spajaju u jedno vlakno. Ali zatvaranje grupe receptora za jedan periferni neuron drugog reda, odnosno gubitak "adrese" ulaznog signala, karakterističan je za prvi optički ganglij insekata. Značenje ove metode komunikacije sa centrom, koja dovodi do djelomičnog gubitka informacija sa seta senzora, nije uvijek jasno (vidi dolje).
Nervno tkivo, uključujući senzorne ćelije, potiče iz ektoderme. Njihova pripadnost omotaču tela izražava se i u tome što se veza između čulnog organa i centralnog nervnog sistema uspostavlja centripetalno. Tako je W. Wigglesworth pokazao u Rhodniusovom bubu da se presečeni aferentni nerv regeneriše u pravcu centralnog nervnog sistema. Slično, tokom svakog linjanja, kada se formiraju dodatni receptori koji služe rastućoj površini tijela, njihove senzorne stanice šalju aksone centripetalno.
Činjenica centripetalnog razvoja aksona otkrivena u histološkim preparatima može postati jedna od osnova za važan zaključak da je put od senzorne ćelije do centralnog nervnog sistema direktan, bez sinaptičkog prebacivanja. U blizini receptorskih ćelija i aferentnih nerava nalaze se i druge, na primjer, neuroglijalne (njege) ćelije, ali one nisu povezane s prijenosom signala receptora.
Čulni organi insekata su diferencirani i dobro razvijeni. Po važnosti preovlađuju organi dodira i mirisa. Organi dodira su spolja predstavljeni čekinjama. Organi mirisa također imaju oblik tipičnog seta, koji, kada se modificira, može se pretvoriti u odvojene tankozidne izbočine i nesegmentirane prstaste izbočine i tankozidne ravne površine integumenta. Najvažnija lokacija završetaka njušnih nerava su antene.
Na primjer, uloga antena kao organa mirisa kod muva i lepidoptera, koji mogu razlikovati čak i slabe mirise s velike udaljenosti. Osjetilo mirisa pčela je bolje proučeno; pokazalo se da je njihova sposobnost da percipiraju mirise bliska našoj: mirise koje mi percipiramo percipiraju i pčele, mirise koje mi miješamo miješaju pčele; njušni organi su takođe koncentrisani uglavnom na antenama. Okusi slatkog, gorkog, kiselog i slanog od strane insekata takođe variraju; organi ukusa nalaze se na pipcima u ustima, na šapama; oštrina okusa u različitim organima istog insekta može biti različita; može biti mnogo više nego kod ljudi. Složene oči insekta percipiraju kretanje predmeta i mogu, u nekim slučajevima, da percipiraju oblik objekata; viši himenoptera (pčele) mogu da percipiraju boje, uključujući i one koje ljudi ne percipiraju („ultraljubičasto“); međutim, vid boja nije toliko raznolik kao kod ljudi: na primjer, pčela na lijevoj strani spektra percipira žutu, dok su druge boje poput nijansi žute; Desni plavo-ljubičasti dio spektra pčele također percipiraju kao jednu boju. Vidna oštrina pčela je mnogo niža od vidne oštrine ljudi.
U nekim redovima, kao što je red Orthoptera (Orthoptera), koji uključuje skakavce, cvrčke i skakavce, uobičajeni su tzv. zvučnih organa, sila sugeriše slušne organe u bubnim organima. Bubni organi kod skakavaca i cvrčaka nalaze se na tibiji ispod kolenskog zgloba, a kod skakavaca i cvrčaka sa strane prvog trbušnog segmenta su spolja predstavljeni udubljenjem, ponekad okruženim naborom integumenta i sa tankim rastegnuta membrana na dnu; na unutrašnjoj površini membrane ili u njenoj neposrednoj blizini nalazi se nervni završetak posebne strukture.
Insekti su općenito obdareni odličnim vidom. Njihove složene složene oči, kojima se ponekad dodaju jednostavni očeli, koriste se za prepoznavanje različitih objekata. Neki insekti imaju vid u boji i prikladne uređaje za noćno gledanje. Zanimljivo je da su oči insekata jedini organ koji je sličan drugim životinjama. Istovremeno, organi sluha, mirisa, okusa i dodira nemaju takvu sličnost, ali, ipak, insekti savršeno percipiraju mirise i zvukove, orijentiraju se u prostoru, hvataju i emitiraju ultrazvučne valove. Njihov delikatan njuh i ukus omogućava im da pronađu hranu. Različite žlijezde insekata luče tvari koje privlače braću, seksualne partnere, plaše suparnike i neprijatelje, a vrlo osjetljivo njuh može osjetiti miris ovih tvari čak i sa nekoliko kilometara udaljenosti.
Mnogi u svojim idejama povezuju čulne organe insekata s glavom. No, pokazalo se da se strukture odgovorne za prikupljanje informacija o okolišu nalaze u insektima u različitim dijelovima tijela. Mogu određivati temperaturu predmeta i kušati hranu nogama, detektovati prisustvo svjetlosti leđima, čuti koljenima, brkovima, repnim dodacima, dlačicama na tijelu itd.
Čulni organi insekata dio su senzornih sistema - analizatora, koji mrežom prožimaju gotovo cijeli organizam. Oni primaju mnogo različitih spoljašnjih i unutrašnjih signala od receptora svojih čulnih organa, analiziraju ih, formiraju i prenose „instrukcije“ raznim organima da izvrše odgovarajuće radnje. Čulni organi uglavnom čine receptorski odjel, koji se nalazi na periferiji (krajevima) analizatora. A provodni dio formiraju centralni neuroni i putevi iz receptora. Mozak ima specifična područja za obradu informacija iz čula. Oni čine centralni, “mozak” dio analizatora. Zahvaljujući tako složenom i praktičnom sistemu, na primjer vizuelnom analizatoru, vrši se precizan proračun i kontrola kretanja organa insekata.
Sakupljeno je veliko znanje o nevjerovatnim sposobnostima senzornih sistema insekata, ali obim knjige nam omogućava da citiramo samo neke od njih.
Organi vida
Oči i cijeli složeni vizualni sistem nevjerojatan su dar, zahvaljujući kojem životinje mogu primiti osnovne informacije o svijetu oko sebe, brzo prepoznati različite predmete i procijeniti nastalu situaciju. Vid je neophodan insektima kada traže hranu kako bi izbjegli grabežljivce, istraživali objekte od interesa ili okolinu, komunicirali s drugim jedinkama tokom reproduktivnog i društvenog ponašanja itd.
Insekti su opremljeni raznim očima. Mogu biti složene, jednostavne ili akcesorne oči, a takođe i larve. Najsloženije su složene oči, koje se sastoje od velikog broja ommatidija koje formiraju šesterokutne fasete na površini oka. Ommatidium je u suštini sićušni vizuelni aparat opremljen minijaturnim sočivom, sistemom za provodljivost svetlosti i elementima osetljivim na svetlost. Svaka faseta percipira samo mali dio objekta, ali zajedno daju mozaičnu sliku cijelog objekta. Složene oči, karakteristične za većinu odraslih insekata, nalaze se sa strane glave. Kod nekih insekata, na primjer, u lovu na vretenca, koji brzo reagira na kretanje plijena, oči zauzimaju polovicu glave. Svako njeno oko sastoji se od 28.000 faseta. Poređenja radi, leptiri ih imaju 17 000, a kućne muhe 4 000. Insekti mogu imati dva ili tri oka na glavi na čelu ili tjemenu, a rjeđe na bočnim stranama. Oči ličinki buba, leptira i himenoptera zamjenjuju se složenim u odrasloj dobi.
Zanimljivo je da insekti ne mogu zatvoriti oči tokom odmora i stoga spavaju otvorenih očiju.
Upravo oči doprinose brzoj reakciji insekta koji lovi, kao što je bogomoljka. Inače, ovo je jedini insekt koji se može okrenuti i pogledati iza sebe. Velike oči daju bogomoljki binokularni vid i omogućavaju joj da precizno izračuna udaljenosti do objekta njihove pažnje. Ova sposobnost, u kombinaciji sa brzim pružanjem prednjih nogu prema plenu, čini bogomoljke odličnim lovcima.
A žutonoge bube, koje trče kroz vodu, imaju oči koje im omogućavaju da istovremeno vide plijen i na površini vode i ispod nje. Da bi se to postiglo, vizuelni analizatori buba imaju mogućnost korekcije indeksa prelamanja vode.
Percepciju i analizu vizuelnih podražaja vrši veoma složen sistem - vizuelni analizator. Za mnoge insekte, ovo je jedan od glavnih analizatora. Ovdje je primarna osjetljiva ćelija fotoreceptor. A s njim su povezani putevi (očni nerv) i druge nervne ćelije koje se nalaze na različitim nivoima nervnog sistema. Kada se percipiraju svjetlosne informacije, slijed događaja je sljedeći. Primljeni signali (svetlosni kvanti) se trenutno kodiraju u obliku impulsa i prenose duž puteva do centralnog nervnog sistema - do "moždanog" centra analizatora. Tamo se ovi signali odmah dekodiraju (dešifruju) u odgovarajuću vizuelnu percepciju. Da bi se to prepoznalo, standardi vizuelnih slika i druge potrebne informacije se izvlače iz memorije. A onda se šalje naredba raznim organima za adekvatan odgovor pojedinca na promjenjivu situaciju.
Čulni organi insekata su posrednici između spoljašnje sredine i tela. U skladu sa vanjskim podražajima, odnosno iritantima, insekti vrše određene radnje koje čine njihovo ponašanje.
Čulni organi insekata su mehaničko čulo, sluh, hemijsko čulo, hidrotermalno čulo i vid.
Osnovu čulnih organa čine nervne senzorne jedinice - sensilla. Sastoje se od dvije komponente: receptivne strukture u koži i susjednih nervnih ćelija. Sensilla strše iznad površine kože u obliku dlačica, čekinja i čunjeva (slika 7).
Mehanički osjećaj. Predstavljaju ga mehanoreceptori. To su receptori, kao i osjetljive strukture koje percipiraju šok, položaj tijela, njegovu ravnotežu itd. Taktilni, ili taktilni, receptori su rasuti po cijelom tijelu u vidu jednostavnih senzila sa senzornim, tj. osetljiva kosa. Promjena položaja dlake pri kontaktu s predmetima ili zrakom prenosi se na osjetljivu ćeliju, gdje dolazi do ekscitacije, koja se prenosi duž svojih procesa do nervnog centra.
Mehanoreceptori takođe uključuju senzilu u obliku zvona. Nedostaju im osjetljive dlačice i ugrađene su u kožu. Njihova receptorna površina u obliku kutikularne kapice nalazi se na površini kutikule. Proces štapića osjetljive ćelije - igla - približava se kapici odozdo. Senzile u obliku zvona nalaze se na krilima, cercima, nogama i pipcima. Oni opažaju udare tijela, savijanje i napetost.
Mehanoreceptori također uključuju hordotonalne organe kao organe sluha. Njihovi neuroni završavaju iglom u obliku štapa. Ovo je serija posebnih senzila razvučena između dva dijela kutikule. Hordotonalne sensile nazivaju se skolopofori i sastoje se od tri ćelije: senzornog neurona, ćelije kapice i parijetalne ćelije.
Nisu svi insekti razvili sluh. Orthoptera (skakavci, skakavci, cvrčci), cvrčci koji pjevaju, neke bube i jedan broj lepidoptera imaju slušne receptore - bubne organe. Ovi insekti cvrkuću ili pjevaju. Bubni organi su skup skolopofora koji su povezani sa područjima kutikule, koji su predstavljeni u obliku bubne opne (slika 8).
Kod skakavaca se bubni organi nalaze na bočnim stranama 1. trbušnog segmenta, kod skakavaca i cvrčaka - na tibiji prednjih nogu (slika 9).
Kod komaraca funkciju slušnog organa obavlja Džonstonov organ. Na cerkusima žohara i Orthoptera i na tijelu gusjenica neuroni se nalaze na dlačicama koje detektuju zvučne valove.
Značaj slušnih organa:
– percipiraju se signali koji dolaze od jedinki njihove vrste, čime se osigurava povezanost polova, tj. ovo je jedan od oblika lokacije seksualnog signala;
- pokupite druge zvukove (zvižduke, oštre zvukove, traženje žrtve).
Hemijski osjećaj. Služi za opažanje hemije okoline, odnosno ukusa i mirisa. Predstavljen hemoreceptorima. Čulo mirisa percipira i analizira gasovitog medija s niskom koncentracijom tvari i okusom - tečni medij s visokom koncentracijom. Chemoreceptor sensilla su predstavljeni u obliku dlačica, ploča ili čunjeva uronjenih u tijelo. Na antenama olfaktornu funkciju obavljaju plakoidna i celokonična sensila. Čulo mirisa insekti koriste za traženje jedinki suprotnog pola, za prepoznavanje jedinki svoje vrste, za pronalaženje hrane i mjesta za polaganje jaja. Mnogi insekti luče privlačne tvari - seksualne atraktante ili epagone.
Ukus služi samo za prepoznavanje hrane. Insekti razlikuju 4 glavna ukusa - slatko, gorko, kiselo i slano.
Većina šećera, kao što su glukoza, fruktoza, maltoza i drugi, privlače pčele i muhe čak i pri relativno niskim koncentracijama; drugi šećeri, kao što su galaktoza, manoza i drugi, prepoznaju se samo u visokim koncentracijama, a pčele ih odbijaju. Neki leptiri su vrlo osjetljivi na šećere, razlikuju se od čista voda rastvor šećera sa zanemarljivom koncentracijom - 0,0027%.
Mnoge druge tvari - kiseline, soli, aminokiseline, ulja i druge - mogu se odbaciti u visokim koncentracijama, ali ponekad slabe otopine određenih kiselina i soli imaju privlačan učinak.
Okusni pupoljci se nalaze prvenstveno na ustima, ali su moguće i druge lokacije. Tako se kod pčela, nekih mušica i jednog broja dnevnih leptira nalaze na tarsi nogu i pokazuju visoku osjetljivost; kada plantarna strana nogu dotakne rastvor šećera, gladni leptir reaguje tako što otvara proboscis. Konačno, kod pčela i presavijenih osa (Vespidae), ovi receptori se nalaze i na krajnjim segmentima antena.
Visok stepen razvijenosti hemijskog čula kod insekata je bitan aspekt njihove fiziologije i služi naučne osnove prilikom istraživanja i primjene određenih metoda hemijske kontrole štetne vrste. U praksi suzbijanja štetočina koristi se metoda mamca, čija je suština da se određene privlačne prehrambene tvari tretiraju otrovima i distribuiraju na mjestima gdje je štetočina koncentrisana; Ovakvi otrovani mamci se široko i vrlo uspješno koriste u borbi protiv skakavaca. U borbi protiv štetočina traže se i atraktivne supstance, odnosno atraktanti.
Osjećaj higrotermnosti. Neophodan je u životu brojnih insekata i, u zavisnosti od uslova vlažnosti i temperature okoline, reguliše ponašanje jedinke; takođe kontroliše ravnotežu vode i temperaturni režim tijela. Odgovarajući receptori nisu dovoljno proučeni, ali je utvrđeno da je osjećaj vlage kod nekih insekata lokaliziran na glavi i njenim privjescima - antenama i pipcima, a osjećaj topline - na antenama, šapama i drugim organima. Percepcija topline je jako razvijena kod insekata, i pojedinačne vrste imaju svoju optimalnu temperaturnu zonu kojoj teže. Međutim, granice temperaturnog optimuma zavise od temperaturnih i vlažnih uslova sredine u kojoj se insekt razvio, kao i od faze njegovog razvoja.
Vision. Zajedno sa hemijskim čulom, verovatno igra odlučujuću ulogu u životu insekata. Organi vida imaju složena struktura a predstavljeni su sa dva tipa očiju: složenim i jednostavnim (slika 10).
Rice. 10. Šematski presjek (A) i fasete na površini (B) složenog oka: 1 – rožnjača; 2 – kristalni konus; 3 – ćelije retine.
Složene ili fasetirane oči, od kojih su dvije, nalaze se na bočnim stranama glave, često su vrlo razvijene i tada mogu zauzeti značajan dio glave. Svako složeno oko sastoji se od multivizualnih jedinica - sensila, koje se nazivaju ommatidia; njihov broj u složenom oku može doseći stotine, pa i hiljade.
Omatidijum se sastoji od tri vrste ćelija koje čine somatski, osetljivi i pigmentni deo (Sl. 11). S vanjske strane, svaki ommatidij formira okruglu ili šesterokutnu ćeliju na površini oka - fasetu, zbog čega su složene oči dobile svoje ime. Optički, ili refraktivni, dio ommatidija sastoji se od prozirnog sočiva i prozirnog kristalnog stošca koji leži ispod. Sočivo ili rožnica je u suštini prozirna kutikula i obično izgleda kao bikonveksno sočivo. Kristalni konus je formiran od četiri izdužene prozirne ćelije i zajedno sa sočivom čini jedan optički sistem - cilindrično sočivo; dužina njegove optičke ose znatno premašuje njegov prečnik. Osjetljivi dio se nalazi ispod optičkog, čini retinu, odnosno retinu, koja percipira svjetlosne zrake, a sastoji se od niza stanica retine. Ove ćelije su izdužene duž ommatidija, smještene sektoralno i čine oblogu njegovog središnjeg štapa - optički štap, ili rabdom. U svojoj osnovi, stanice retine postaju nervna vlakna koja idu do optičkih režnjeva mozga. Pigmentni dio formiraju pigmentne ćelije, koje zajedno čine oblogu osjetljivog dijela i kristalnog konusa; zbog toga je svaki omatidijum optički izolovan od susednog. Posljedično, pigmentni dio obavlja funkciju optičkog izolacijskog aparata.
Dnevni insekti imaju takozvani apozicijski vid. Zahvaljujući optičkoj izolaciji pomoću pigmentnih ćelija, svaki omatidijum se pretvara u izoliranu tanku cijev; stoga u nju mogu prodrijeti samo zraci koji prolaze kroz sočivo i, osim toga, samo koji se striktno podudaraju s uzdužnom osom ommatidija. Ove zrake dopiru do optičkog štapa, ili rabdoma; potonji je upravo perceptivni element retine. Shodno tome, vidno polje svakog omatidijuma je veoma malo i vidi samo neznatan deo predmetnog objekta. Ali veliki broj ommatidija omogućava naglo povećanje vidnog polja međusobnom primjenom jedne na drugu ili apozicijom; Kao rezultat, od pojedinačnih najmanjih dijelova slike formira se jedinstvena cjelokupna slika, kao u mozaiku. Dakle, insekti imaju mozaični vid.
Noćni i sumračni insekti imaju superpozicijski vid, što je povezano s morfološkim i fiziološkim razlikama u njihovim omatidijama. U superpozicijskom oku, osjetljivi dio je udaljeniji od optičkog dijela, a pigmentne ćelije izoliraju uglavnom optički dio. Zahvaljujući tome, 2 vrste zraka prodiru do optičkog štapa - ravne i kosih; prvi ulaze u omatidiju kroz sočivo, a drugi iz susjednih omatidija, što pojačava svjetlosni efekat. Shodno tome, slika objekta se u ovom slučaju dobija ne samo kombinovanjem pojedinačnih percepcija, već i njihovim superponiranjem, odnosno superpozicijom.
Pri jakom dnevnom svjetlu, oko superpozicije poprima neke fiziološke sličnosti sa okom apozicije. To se događa zato što se pigment u pigmentnim stanicama počinje kretati na svjetlu i raspoređuje se tako da formira tamnu cijev oko omatidija; Zahvaljujući tome, ommatidije su gotovo optički izolovane jedna od druge i primaju zrake pretežno iz svog sočiva. Ova sposobnost oka da reaguje na stepen osvetljenja može se smatrati akomodacijom. U određenoj mjeri, karakterističan je i za apoziciono oko, koje omogućava dnevnim insektima da brzo prilagode oko na vid na jakom svjetlu iu sjeni, na primjer, kada lete iz otvoreni prostor u šumi.
Uz pomoć složenih očiju, insekti razlikuju oblik, kretanje, boju i udaljenost do objekta, kao i polariziranu svjetlost. Međutim, široka raznolikost insekata, njihov način života i navike, nesumnjivo stvaraju različite karakteristike njihovog vida. Potonje ovise o strukturnim karakteristikama očiju i njihovim ommatidijama; prečnik, dužina, broj potonjih i druga svojstva određuju kvalitet vida. Vjeruje se da su mnoge vrste kratkovidne i mogu razlikovati kretanje samo na daljinu. To potvrđuju brojni eksperimenti. Dakle, ličinke vretenaca žure na pokretni plijen i ne primjećuju nepokretni plijen. Mreža postavljena ispred osinjeg gnijezda sa ćelijama koje prelaze dužinu njihovog tijela i dalje blokira ulaz u gnijezdo, ali će nakon nekog vremena ose naučiti da puze kroz ćelije ove mreže.
Većina insekata je slijepa za crvenu boju, ali mogu vidjeti ultraljubičasto zračenje i privučeni su time; raspon talasa vidljive svjetlosti je u rasponu od 2500-8000 A. Pčela je otkrila sposobnost razlikovanja polarizirane svjetlosti koju emituje plavo nebo, što joj omogućava navigaciju u svemiru tokom leta. Određeni broj insekata također karakterizira promjena kretanja ovisno o smjeru sunčeve zrake, tj. Orijentacija sunčanog kompasa. Suština ovog fenomena je da ugao upada zraka na određene dijelove mrežnice ostaje konstantan neko vrijeme; prekinuto kretanje se nastavlja pod istim uglom, ali se usled kretanja sunca smer kretanja menja za isti broj stepeni.
Usko povezano je kretanje fotokompasa, koje objašnjava dolazak noćnih insekata na svjetlost. Svjetlosne zrake se radijalno razilaze i kada se kreću koso u odnosu na njih, ugao njihovog upada će se promijeniti; Da bi zadržao fiksni ugao, insekt je prisiljen stalno mijenjati put prema izvoru svjetlosti. Kretanje prati logaritamsku spiralu i na kraju dovodi insekta do samog izvora svjetlosti (slika 12).
Jednostavne oči, ili ocelli, nalaze se između složenih očiju na čelu i tjemenu, ili samo na tjemenu (slika 13). Oni su mali, obično broje tri, i raspoređeni u trougao. Zbog svog položaja na vrhu glave, često se nazivaju i dorzalnim ocelli. Morfološki, oceli ne odgovaraju omatidiji složenih očiju. Dakle, oni se inerviraju ne iz optičkih režnjeva mozga, već iz srednjeg dijela protocerebruma. Osim toga, za jedan optički dio imaju niz osjetljivih dijelova. Nedostaje im i kristalni konus i njihov optički dio predstavlja samo kutikularno sočivo, tj. jedno sočivo.
Nemaju svi insekti oči; posebno ih nema kod mnogih dvokrilaca i leptira. Kod beskrilnih ili kratkokrilih insekata oni su također odsutni ili su rudimentarni. Njihova uloga nije dovoljno jasna. Utvrđeno je da se u brojnim oblicima fokus oka nalazi iza osjetljivog dijela, pa u ovom slučaju ne može doći do percepcije slike; Slikanje preko složenih očiju čini ove insekte slijepima. Istovremeno, postoji anatomska veza između ocelarnih nerava i nerava složenih očiju, što ukazuje na postojanje funkcionalne veze između ovih organa. Bez sumnje, oči različitih insekata mogu igrati različitu ulogu. U svakom slučaju, za mnoge imaju regulacijski učinak na složene oči, osiguravajući stabilnost vida u uvjetima fluktuirajućeg intenziteta svjetlosti. Pri niskom intenzitetu, oceli pojačavaju reakciju složenih očiju, tj. postaju segmenti potonjeg; na visokim nivoima, oni pokazuju inhibitorni efekat na složene oči.
Od dorzalnih ocela treba razlikovati bočne, odnosno bočne, ocele, karakteristične za larve insekata sa potpuna transformacija. Ovi ocelli, koji se nazivaju i stabljike, nalaze se na bočnim stranama glave na mjestu gdje se kod odraslih nalaze složene oči. Njihov broj je različit, pa čak i varijabilan unutar iste vrste. Neke vrste imaju samo jedno oko sa svake strane, dok druge imaju šest ili više parova. Kako insekt prelazi u odraslu dob, lateralni oceli atrofiraju i zamjenjuju ih složene oči.
Stemmate se razlikuju u strukturnim detaljima, ali ih karakterizira prisustvo sočiva. Gusjenice leptira također imaju kristalni konus i razvijen je samo jedan rabdom, što takav ocelus čini sličnim omatidiju složenog oka. Ali u larvama pile, nekih buba i drugih insekata, nekoliko ili čak mnogo rabdoma je prisutno u oku, a kristalni konus može izostati. To čini takve stabljike sličnim ne ommatidijama, već dorzalnim ocelli.
Lateralni ocelli su inervirani iz optičkih režnjeva mozga i njihova vizualna funkcija je neosporna.
Neki insekti zadržavaju sposobnost reagiranja na svjetlost kada se oči i oceli uklone ili prekriju crnim lakom; U isto vrijeme, žohari izbjegavaju svjetlost, kao u normalnom stanju, a gusjenice održavaju pozitivnu reakciju i kreću se prema izvoru svjetlosti. Pećinski insekti bez očiju također mogu reagirati na svjetlost. Očigledno je da je površina njihovog tijela sposobna osjetiti svjetlost i stoga možemo govoriti o kožnoj fotosenzitivnosti.
Opća struktura nervnog sistema insekata je ista kao i kod drugih artropoda. Uz slučajeve jake podjele (suprafaringealni, subfaringealni, 3 torakalna i 8 trbušnih ganglija) i uparene strukture nervnog sistema kod primitivnih insekata, postoje slučajevi ekstremne koncentracije nervnog sistema: ceo trbušni lanac se može svesti na kontinuirana ganglijska masa, koja je posebno česta kod ličinki i odraslih jedinki larvi bez udova i slabog raskomadanja tijela.
U suprafaringealnom gangliju primjetan je razvoj unutrašnje strukture protocerebralnog dijela mozga, posebno tijela gljiva, koja formiraju 1-2 para tuberkula na stranama srednje linije. Mozak je dobro razvijen, a posebno njegov prednji dio, u kojem se nalaze posebne uparene formacije odgovorne za složene oblike ponašanja.
Među organima predstavljenim brojnim dlačicama, čekinjama, žljebovima - za koje su pogodni nervni završeci - razni receptori koji percipiraju različite vrste nadražaja - mehaničke, hemijske, temperaturne i tako dalje, po svom značaju prevladavaju osjetilni organi dodira i mirisa. Mehanički čulni organi uključuju i organe dodira i organe sluha, koji percipiraju vibracije zraka kao zvukove. Organi dodira su na površini tijela insekata predstavljeni čekinjama. Hemijski čulni organi – služe za opažanje hemije okoline (ukus i miris). Receptori mirisa, takođe u obliku čekinja - ponekad modifikovani u tankozidne odvojene izrasline, nesegmentirane prstaste izbočine, tankozidne ravne površine omotača, najčešće se nalaze na antenama, ukus - na organima. oralnog aparata, ali ponekad i na drugim dijelovima tijela - na primjer kod muva - na krajnjim segmentima nogu. Čulo mirisa ima vitalni značaj u odnosima unutar i među populacijama insekata.
Uz pomoć složenih složenih očiju koje se sastoje od sensila, čiji se heksagonalni dijelovi nazivaju fasetama, formiraju rožnicu iz prozirne kutikule - insekti mogu razlikovati veličine, oblike i boje predmeta. Medonosna pčela, na primjer, razlikuje sve iste boje kao i ljudi, osim crvene, ali i ultraljubičaste boje koje ljudsko oko ne razlikuje. Jednostavne oči insekti - reagirajući na stepen osvjetljenja, osiguravaju stabilnost percepcije slike složenim očima, ali nisu u stanju razlikovati boju i oblik.
Insekti nekih redova, čije vrste imaju mužjake sa zvučnim organima - na primjer, Orthoptera - imaju bubne organe, čija struktura sugerira da su to organi sluha. Kod skakavaca i cvrčaka nalaze se na potkoljenici ispod kolenskog zgloba, kod skakavaca i cvrčaka su sa strane prvog trbušnog segmenta i spolja su predstavljeni udubljenjem (ponekad okruženo naborom integumenta) sa tanko rastegnutom opnom. na dnu, na čijoj se unutrašnjoj površini ili blizu nje nalazi nervni završetak osebujne strukture; na krilima nekih drugih insekata itd.