Реакция мухи и человека

Всё относительно

Среди позвоночных самое быстрое зрение встречается у животных и птиц, которые ловят насекомых в воздухе.

Шведские ученые из Уппсальского университета обнаружили, что птичка мухоловка способна распознавать свет, который вспыхивает и выключается 146 раз в секунду.

Этот показатель примерно вдвое больше, чем у человека, хотя и не столь высокий, как у средней мухи.

Способность “замедлять время” развилась у мухоловок в процессе эволюции. Особи, способные перехитрить добычу, стали питаться сытнее, приносить больше потомства и передавать ему по наследству быстрое зрение родителей.

Но эволюционная “гонка вооружений” никогда не заканчивается. Мухи, за которыми гоняются птицы с быстрым зрением, тоже развивают скорость реакции, и так далее.

В общем, в другой раз после неудачной попытки пристукнуть муху не унывайте. В том, что ваши движения столь медленны и неуклюжи, виноваты сотни миллионов лет естественного отбора, научившего мух неспешно наблюдать за вами.

Скорость, с которой эти изображения обрабатываются мозгом, называется «частотой слияния мельканий». Как правило, чем меньше биологический вид, тем выше скорость подачи световых импульсов, и поэтому мухи постоянно оставляют человека с носом.

Профессор Роджер Харди из Кембриджского университета демонстрирует, как работает глаз мухи.

«Частота слияния мельканий – это просто скорость, с которой свет должен включаться и выключаться, прежде чем его можно будет увидеть или воспринять как непрерывное изображение», – говорит профессор Харди.

Он вживляет насекомым крошечные электроды в живые светочувствительные клетки глаз – фоторецепторы – и включает мигающие светодиодные индикаторы, постепенно увеличивая частоту вспышек.

Фоторецепторы реагируют на каждую вспышку светодиода электрическими импульсами, которые отображаются на экране компьютера.

Тесты показывают, что у некоторых мушиных особей рецепторы отчетливо реагируют на мигание до 400 раз в секунду, более чем в шесть раз быстрее, чем человеческий глаз.

Рекордсменом считается муха-убийца – обитающее в Европе крошечное хищное насекомое, которое охотится на других мух. И ловит оно жертв прямо в полете.

В своей «мушиной лаборатории» в Кембриджском университете доктор Палома Гонсалес-Беллидо демонстрирует сверхбыструю реакцию охотника, запустив обычных комнатных мух в специальную камеру к самке мухи-убийцы.

Глаза мухи-убийцы содержат гораздо больше митохондрий, чем глаза других видов мух.

С помощью скоростной видеокамеры Палома записывает поведение охотника и жертвы с частотой 1000 кадров в секунду. Компьютер постоянно сохраняет последние 12 секунд видеозаписи.

Вот в камере что-то происходит, и Палома нажимает кнопку, чтобы остановить запись.

муха

Доктор Палома Гонсалес-Беллидо демонстрирует сверхбыструю реакцию мухи-убийцы.

«Время нашей реакции настолько медленное, что, если мы хотим остановить запись в момент события, выясняется, что это событие уже произошло», – говорит доктор.

Получается, мы даже не можем нажать кнопку вовремя.

Способность «замедлять время» развилась у мухоловок в процессе эволюции. Особи, способные перехитрить добычу, стали питаться сытнее, приносить больше потомства и передавать ему по наследству быстрое зрение родителей.

Предлагаем ознакомиться:  Как потравить мух народными средствами

Но эволюционная «гонка вооружений» никогда не заканчивается. Мухи, за которыми гоняются птицы с быстрым зрением, тоже развивают скорость реакции, и так далее.

Время между вами и мухой очень относительно.

Почему муху сложно убить

Однако нередко стараясь прихлопнуть это назойливое создание, человек сталкивается с тем, что муху очень трудно поймать. Отсюда возникает вопрос, почему мухи быстрые и как они чувствуют приближение опасности.

Проведя множество исследований, специалистам удалось установить, что быстро убить муху человеку не удается из-за ее превосходного зрения. Объясняется это тем, что все живые существа, обладающие органами зрения, воспринимают окружающий мир в виде непрерывного потока зрительных образов.

Охота на муху
Охота на муху

Отдельные изображения, которые ловит сетчатка глаза, подаются в мозг и обрабатываются им с определенной скоростью, именуемой как критическая частота слияния мельканий (КЧСМ). У каждого живого существа этот показатель индивидуален:

  • у черепах он составляет 15 Гц;
  • у людей 60 Гц;
  • у собак – 80 Гц;
  • у мух – 250 Гц.

Объясняется данный факт строением глаза мухи. Сложные фасеточного типа глаза насекомого состоят из 6-угольных глазков (омматидиев), которые обладают собственными рецепторами и хрусталиками. Это дает возможность каждому глазку самостоятельно фиксировать появляющиеся и исчезающие объекты, находящиеся в поле зрения.

Муха против мухи

На видеозаписи видно, что сначала муха-убийца сидит неподвижно. Но как только комнатная муха пролетает примерно в семи сантиметрах над ней, охотница совершает молниеносный бросок, а затем обе оказываются на дне камеры.

Лишь после просмотра замедленной съемки на компьютере становится ясно, что произошло: муха-убийца взлетела, трижды облетела жертву, несколько раз пытаясь ее схватить, прежде чем ей удалось это сделать передними лапами, сбить на пол и впиться в добычу.

Весь эпизод от взлета до посадки занял одну секунду. В наших глазах это мгновение. И наоборот – в глазах мухи человеческая рука движется со скоростью улитки.

Столь невероятную скорость поведения мухе-убийце обеспечивают митохондрии – биологические клетки, которых у этого хищника в глазах гораздо больше, чем у других видов мух.

Реакция мухи и человека

Эти клетки вырабатывают энергию, необходимую световым рецепторам глаза. Быстрое зрение потребляет больше энергии, чем медленное, и плотоядная диета мухи-убийцы обеспечивает питание энергоемких клеток.

Но даже если бы человек имел такое же количество митохондрий в глазах, у нас не было бы столь высокой скорости зрения, потому что светочувствительные клетки мух по конструкции сильно отличаются от человеческих.

К этим структурным различиям привел процесс эволюции. Развитие глаз у членистоногих и позвоночных пошло совершенно разными путями около 700-750 миллионов лет назад.

Струнная тэорыя

Как говорит профессор Роджер Харди, глаза мух работают по принципу механической передачи импульсов – они реагируют на свет с помощью горизонтально расположенных крошечных волокон, которые передают сигнал, как струны.

Зрение позвоночных устроено по-другому: в глазу у них имеются длинные трубчатые клетки, обращенные к источнику света, с химическими веществами, которые реагируют на сигнал.

Предлагаем ознакомиться:  Как вытащить клеща у кота в домашних условиях

«С точки зрения возможности сформировать сильную реакцию на небольшое количество света механизм членистоногих более чувствителен, к тому же и скорость его реакции выше, чем у стержней и конусов в глазу у позвоночных», – объясняет он.

Реакция мухи и человека

Профессор Роджер Харди изучает структуру глаза мухи.

Есть несколько причин более высокой чувствительности механической системы передачи данных.

Прежде всего «струны» позволяют ускорить нейронные сигналы. Кроме того, у нейронных импульсов существует предел скорости, и благодаря меньшей протяженности нерва от глаза до мозга у членистоногих по сравнению с более крупными позвоночными процесс передачи данных протекает быстрее.

Впрочем, и некоторые позвоночные имеют гораздо более быстрое зрение, чем человек. Похоже, что с быстрым зрением взаимосвязана способность летать. Вероятно, летающим существам небольших размеров необходима быстрая реакция во время полета, чтобы не врезаться в препятствие.

Як кажа прафесар Роджэр Хардзі, вочы мух працуюць па прынцыпе механічнай перадачы імпульсаў – яны рэагуюць на святло з дапамогай гарызантальна размешчаных малюсенькіх валокнаў, якія перадаюць сігнал, як струны.

Зрок хрыбетных уладкаваны па-іншаму: у воку ў іх маюцца доўгія трубчастыя клеткі, звернутыя да крыніцы святла, з хімічнымі рэчывамі, якія рэагуюць на сігнал.

«З пункту гледжання магчымасці сфармаваць моцную рэакцыю на невялікую колькасць святла механізм членістаногіх больш адчувальны, да таго ж і хуткасць яго рэакцыі вышэйшая, чым у стрыжняў і конусаў у воку пазваночных», – тлумачыць ён.

Прафесар Роджэр Хардзі вывучае структуру вачэй мухі.

Ёсць некалькі прычын больш высокай адчувальнасці механічнай сістэмы перадачы дадзеных.

Реакция мухи и человека

Перш за ўсё «струны» дазваляюць паскорыць нейронавыя сігналы. Акрамя таго, у нейронавых імпульсаў існуе мяжа хуткасці, і дзякуючы меншай працягласці нерва ад вока да мозгу ў членістаногіх у параўнанні з больш буйнымі хрыбетнымі працэс перадачы дадзеных працякае хутчэй.

Зрэшты, і некаторыя хрыбетныя маюць значна хутчэйшы зрок, чым чалавек. Падобна на тое, што з хуткім зрокам узаемазлучаная здольнасць лётаць. Верагодна, што лятучым істотам невялікіх памераў неабходная хуткая рэакцыя падчас палёту, каб не ўрэзацца ў перашкоду.

Усё адносна

Сярод хрыбетных самы хуткі зрок сустракаецца ў жывёл і птушак, якія ловяць насякомых у паветры.

Шведскія навукоўцы з Упсальскага ўніверсітэта выявілі, што птушка валасянка здольная распазнаваць святло, якое ўспыхвае і згасае 146 разоў за секунду.

Гэты паказчык прыкладна ўдвая большы, чым у чалавека, хоць і не такі высокі, як у сярэдняй мухі.

Здольнасць «запавольваць час» развілася ў мухаловак у працэсе эвалюцыі. Асобіны, здольныя перахітрыць здабычу, сталі харчавацца лепш, прыносіць больш нашчадкаў і перадаваць ім у спадчыну хуткі зрок бацькоў.

Предлагаем ознакомиться:  Кальмары, польза и вред для здоровья

Але эвалюцыйная «гонка ўзбраенняў» ніколі не сканчаецца. Мухі, за якімі ганяюцца птушкі з хуткім зрокам, таксама развіваюць хуткасць рэакцыі, і гэтак далей.

Увогуле, у наступны раз пасля няўдалай спробы прыстукнуць муху не падайце духам. У тым, што вашыя рухі такія павольныя і няўклюдныя, вінаватыя сотні мільёнаў гадоў натуральнага адбору, якія навучылі мух павольна назіраць за вамі.

Час паміж вамі і мухай вельмі адносны.

“С точки зрения возможности сформировать сильную реакцию на небольшое количество света механизм членистоногих более чувствителен, к тому же и скорость его реакции выше, чем у стержней и конусов в глазу у позвоночных”, – объясняет он.

Прежде всего “струны” позволяют ускорить нейронные сигналы. Кроме того, у нейронных импульсов существует предел скорости, и благодаря меньшей протяженности нерва от глаза до мозга у членистоногих по сравнению с более крупными позвоночными процесс передачи данных протекает быстрее.

Час адносны

image

Хуткасць, з якой гэтыя выявы апрацоўваюцца мозгам, называецца «частатой зліцця мігценняў». Зазвычай чым меншы біялагічны від, тым вышэйшая хуткасць падачы светлавых імпульсаў, і таму мухі пастаянна ўцякаюць ад мухабойкі.

Прафесар Роджэр Хардзі з Кембрыджскага універсітэта дэманструе, як працуе вока мухі.

«Частата зліцця мільганняў – гэта проста хуткасць, з якой святло павінна ўключацца і выключацца, перш чым яго можна будзе ўбачыць або ўспрыняць як бесперапынны малюнак», – кажа прафесар Хардзі.

Ён ўжыўляе казуркам малюсенькія электроды ў жывыя святлоадчувальныя клеткі вачэй — фотарэцэптары — і ўключае святлодыёдныя індыкатары, якія мігцяць, паступова павялічваючы частату выбліскаў.

Фотарэцэптары рэагуюць на кожную выбліск святлодыёда электрычнымі імпульсамі, якія адлюстроўваюцца на экране кампутара.

Тэсты паказваюць, што ў некаторых мух рэцэптары выразна рэагуюць на мігценне да 400 разоў за секунду, больш чым у шэсць разоў хутчэйшае, чым можа ўспрыняць чалавечае вока.

Рэкардсменам лічыцца муха-забойца — маленечкая драпежная казурка, якая жыве ў Еўропе і палюе на іншых мух. І ловіць яна ахвяр проста ў палёце.

У сваёй «Мушынай лабараторыі» ў Кембрыджскім універсітэце доктар Палома Гансалес-Беліда дэманструе звышхуткую рэакцыю паляўнічага, запусціўшы звычайных пакаёвых мух у спецыяльную камеру да самкі мухі-забойцы.

Вочы мухі-забойцы змяшчаюць значна больш мітахондрый, чым вочы іншых відаў мух.

З дапамогай хуткаснай відэакамеры Палома запісвае паводзіны паляўнічага і ахвяры з частатой 1000 кадраў у секунду. Кампутар пастаянна захоўвае апошнія 12 секунд відэазапісу.

Вось у камеры нешта адбываецца, і Палома націскае кнопку, каб спыніць запіс.

Доктар Палома Гансалес-Беліда дэманструе звышхуткую рэакцыю мухі-забойцы.

«Час нашай рэакцыі настолькі павольны, што, калі мы хочам спыніць запіс у момант падзеі, высвятляецца, што гэта падзея ўжо адбылася», — кажа доктар.

Выходзіць, мы нават не можам націснуць кнопку своечасова.

Оцените статью
Без вредителей
Добавить комментарий

Adblock detector