Разрешающая способность

Разрешающую способность аппозиционного глаза насекомых, рассчитанную по угловой плотности омматидиев, промоделировал Мазохин-Поршняков (1958) фотографическим путем. В основу модели положены три предпосылки: 1) каждый омматидий является рецептивной единицей, посылающей нервный сигнал, независимый от сигналов своих соседей; 2) величина сигнала определяется общим количеством света, попадающего во входное отверстие омматидия; 3) свет, исходящий от каждой точки поля зрения глаза, воздействует только на один омматидий. Некоторая схематичность допущений сделана намеренно ради упрощения технического решения задачи. В действительности поля зрения смежных омматидиев частично перекрываются, и между омматидиями существуют взаимотормозные отношения, хотя эти два эффекта в значительной мере, как мы уже знаем, компенсируют друг друга.
Задача исследователя заключалась в том, чтобы получить на фотобумаге изображение предмета, разбитое на столько отдельных элементов, сколько омматидиев охватывает ретинальное изображение этого предмета. В пределах каждого элемента участок изображения должен иметь равномерную плотность, имитирующую реакцию омматидия на весь попадающий в него свет.
Для этого негативное изображение предмета проецировали на покрытую молочным стеклом перфорированную пластинку — растр «омматидиев», разбивающую изображение на заданное число элементов. Под перфорированную пластинку помещали фотобумагу, на которой печаталась искомая картина, воспроизводящая степень подробности различения насекомым деталей этого или иного объекта. Гусеница бражника Sphinx ligustri с теми подробностями, которые может заметить насекомое, имеющее глаза аппозиционного и нейросуперпозиционного типов. Это изображение в длину покрывает 45 отверстий растра. Для таких насекомых, как стрекозы Aeschna или мухи Eristalis, у которых углы между осями омматидиев равны примерно 1°, эта фотография воспроизводит гусеницу при рассматривании на расстоянии 9,5 см. Для бабочек Zygaena с вдвое меньшей угловой плотностью омма-. тидиев эта же фотография будет соответствовать случаю, когда они смотрят на гусеницу с вдвое меньшего расстояния, т. е. когда угловой размер гусеницы достигнет 90°.
Ряд исследователей пытались измерить остроту зрения насекомых по их поведению. Например, судя по «критическому» периоду полос вертикального черно-белого узора, нанесенного внутри цилиндра, при котором вращение этого цилиндра перестает вызывать у сидящего внутри насекомого оптомоторную реакцию — компенсационное движение головы или всего тела при смещении поля зрения,— максимальная острота зрения действительно хорошо совпадает с величиной 2а. Именно для медоносной пчелы, мухи Calliphora erythrocephala, жука Chlorophanus критический период узора равен соответственно 1,96°; 4°; 14°, а удвоенный угол-между осями смежных омматидиев равен у этих насекомых соот-' ветственно 1,8°; 4,8°; 14°.
Личинки палочника Dixippus morosus стремятся «вползти» на нарисованные на бумаге вертикальные черные полосы, признавая их за стебли растений. Если полосы нарисованы слишком часто, то насекомые перестают на них реагировать. Оказалось, что минимальный угловой период полос, при котором они привлекают палочников, приблизительно вдвое больше межомматндийного угла в глазу насекомого, т. е. тоже равен около 2а.
Нередко даже опытные исследователи оценивают максимальную остроту зрения по минимальному размеру видимых предметов, незаконно подменяя одно понятие другим. Чтобы увидеть маленький предмет, т. е. отличить присутствие предмета в поле зрения от его отсутствия, совсем не требуется высокая разрешающая способность глаза, но важно, чтобы он имел достаточно высокую контрастную чувствительность. Поясним эту мысль на примере охотящейся стрекозы. Она замечает муху с расстояния в несколько метров, когда угловой размер добычи в несколько раз меньше межомматидийного угла а. Иными словами, стрекоза видит муху с такого расстояния, с которого она уже не может отличить двух близко расположенных мух от одного более крупного насекомого. Появление темной точки в поле зрения единственного омм-атидия уменьшает количество падающего на него света, и этого достаточно, чтобы отличить случай присутствия точки от случая ее отсутствия. При этом точка будет видна тем дальше, чем выше контрастная чувствительность фоторецепторов и чем больше контраст в яркости между точкой и фоном, на котором она находится. Таким образом, чтобы увидеть сколь угодно маленький предмет, достаточно одного рецептора, но чтобы отличить его от другого маленького предмета, требуется минимум три рецептора.







Материалы

Яндекс.Метрика