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通常认为昆虫复眼功能单一,但最近的研究或将其推翻
科技科学
王海
2017-09-05 18:34:57
[ 品品者-国际财经时报导读 ] 谢菲尔德大学(University of Sheffield)的一项最新研究显示,昆虫的视力比以前认为的要高得多,而且能看到的细节远比以前想象的要大得多。  科学家一直相信昆虫不会看到

 谢菲尔德大学(University of Sheffield)的一项最新研究显示,昆虫的视力比以前认为的要高得多,而且能看到的细节远比以前想象的要大得多。

  科学家一直相信昆虫不会看到精美的图像。这是因为他们的复合眼睛通常由数千个小透镜组成的“眼单元”组成,这些“眼单元”应该捕捉到周围世界的低分辨率像素化图像。

  与此相反,人眼有一个单透镜,它在聚焦于视网膜光传感器(光感受器)阵列上的兴趣对象时,会出现滑动和凸起。也就说我们有百万像素的“摄像头芯片”在眼睛里。通过积极地改变镜头的形状或适应,一个物体可以被保持锐利的焦点,无论是近还是远。由于人眼中的晶状体非常大,视网膜光感受器阵列在其下是非常密实的,所以眼睛捕捉的图像就是高分辨率的了。

  然而,谢菲尔德大学的研究人员与北京生物医学科学,剑桥和里斯本的合作者已经发现昆虫复合的眼睛也可以产生惊人的高分辨率图像。

  与人眼不同的是,空充的成千上万的小透镜,使复眼的特征像网状的表面,不动,也不能适应情况变化。但是,谢菲尔德大学的研究人员发现,镜片下面的感光细胞会迅速、自动地进入和离开焦点,因为它们会对周围世界的图像进行采样。这种微型光传感器“抽动”的速度如此之快,以至于我们肉眼无法看到它。为了记录在光刺激下完好的昆虫眼睛内的这些运动,研究人员必须用高速摄像机系统建立一个定制的显微镜。

  引人注目的是,他们还发现昆虫复眼样本拍摄的方式与它的自然视觉行为有关。通过结合他们正常的头部/眼球运动和由此产生的光诱导的显微光受体细胞的抽搐。诸如如苍蝇,能够以比他们的复眼结构预测的更精细的细节来解决这个世界,给予他们超敏锐的视觉。

  谢菲尔德大学(University of Sheffield)系统神经科学教授Mikko Juusola是这项研究的主要作者,他说:“从人类到昆虫,所有视力良好的动物,不管它们的眼睛形状或设计,都是通过快速的跳跃性的眼球运动和凝视来观察世界的。”

  “我们早就知道,在我们周围的世界里,快速的视觉适应会使我们的视线从知觉中消失,除非我们移动眼睛来消除这种影响。”另一方面,快速眼动应该模糊视觉,这就是为什么它一直是一个谜一样,光感受器如何配合眼球运动来清楚地看世界。

  “我们的研究结果表明,通过将光感受器细胞样本的光信息与跳跃性的眼球运动和凝视固定相结合,进化的力量已经优化了动物的视觉感知。”“

  这项由生物技术和生物科学研究委员会(BBSRC)资助的研究结果显示,光感受器能分辨出微小的移动物体,即使是在高速的情况下,也比复合眼睛光学所预测的要好得多,并揭示了这种非凡的超敏性背后的机制。

  Juusola教授说:“通过使用电生理学、光学和行为分析,我们已经证明了果蝇(果蝇)比科学家过去100年里所相信的要好得多。”

  现在,科学家小组正在测试其他昆虫和脊椎动物的复合眼睛里是否发生了类似的过程。

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