olhos são estruturas notáveis que evoluíram independentemente pelo menos três vezes. A vantagem mais óbvia dos olhos é que eles nos ajudam a entender o mundo ao nosso redor absorvendo o que é essencialmente dados, que nossos cérebros então descodificam para nos dizer que há um ônibus vindo e sair do caminho.

PC: Nancy Miorelli

bem, a coisa sobre a evolução é que ela não tem que funcionar perfeitamente – apenas bom o suficiente, como o seu estudante C perfeitamente médio. A eficácia global e as modificações subsequentes no olho composto são resumidas muito bem por Nilsson.

é apenas um pequeno exagero dizer que a evolução parece estar lutando uma batalha desesperada para melhorar um projeto basicamente desastroso.

Nilsson 1989

Assim, o benefício que o olho composto dá a mosca é que a mosca pode ver. Ele permite que a mosca saiba se algo está vindo em direção a ela, onde a mosca está posicionada em seu ambiente, o que está lá, e diz à mosca que ela está se movendo em relação a outras coisas.

a male Big Eyed Fly. Toda a sua cabeça é um par de olhos. (Diptera: Pipunculidae) PC: Marcello Consolo (CC BY SA 2.0)

mas eu estou assumindo que isso não é *realmente* o que a pergunta está perguntando. Então vamos tirar algumas coisas do caminho antes de falarmos sobre o que os olhos compostos fazem e algumas modificações que as moscas fizeram com eles ao longo dos anos.

1. A Evolução não é exigente sobre como as coisas são feitas. Então os órgãos sensoriais de luz aparecem e ficam por perto porque organismos que os têm geralmente ficam menos mortos do que as coisas que não. isto é, é claro, se o organismo precisa de ver. Os olhos são geralmente as primeiras coisas a desaparecer quando se vive em cavernas. Ou se você é um verme voador que investe seus primeiros dias enfrenta primeiro comer cadáveres apodrecidos.
   

   i’m a maggot and nothing more than a breathing digestive system.
   PC: CedricDW (CC by SA 3.0)

2. não são apenas moscas que têm olhos compostos. Todos os insectos que têm olhos têm olhos compostos. Muitos insetos trapaceiam e têm receptores sensores de luz simples e olhos compostos.
   

   This Dobsonfly has both compound eyes and ocelli. (Neuroptera: Corydalidae)
   PC: Nancy Miorelli

3. Existem cerca de 150 000 espécies descritas de moscas verdadeiras (Diptera) com um número total estimado de espécies de moscas em torno de 240 000. Então, isso vai ser muito generalizado e não abrange de todo todo todo organismo.então vamos falar sobre o olho composto e como insetos e moscas especificamente o adaptaram para atender necessidades específicas.
   

   As unidades do olho composto na maioria dos insetos são hexagonais para que você possa obter alguns padrões estelares realmente impressionantes nos olhos de insetos. Este é um lacete verde (Neuroptera: Chrysopidae) PC: Nancy Miorelli

   o olho composto não é nada como o olho humano. Temos dois olhos e em cada um Temos uma lente que foca a imagem em nossa retina. Os Cones ajudam-nos a ver a cor e as varetas ajudam-nos a ver no escuro. O nervo óptico é o cabo que vai desde o globo ocular, o centro de dados, até ao nosso cérebro, o intérprete. É difícil falar sobre o que a resolução do olho humano realmente é por muitas razões (o que Vsauce explica abaixo). Basicamente, a resolução é muito boa e, considerando todas as coisas, não requer tanto espaço físico para produzir.

   

   The ommatidium structure
   PC: Gullan and Cranston, 2000

   the compound eye is made up of many “ommatidia”, the basic units that the insect eye is comprised of. Cada um é como um globo ocular no fato de que tem uma lente que foca a luz e tem pigmentos (opsins) para detectar a cor. Uma vantagem deste sistema é que a imagem é projetada em cada ommatidum lado direito para cima, ao contrário de nossos olhos. Insetos com grandes olhos globulares praticamente têm uma visão panorâmica do mundo 360 e não precisam virar a cabeça para ter uma noção do seu ambiente. Esta configuração, para a maioria dos insetos, remove pontos cegos óbvios e é parte da razão que as moscas podem vê-lo vindo e esquivar-se de suas tentativas de swatting sem sucesso.

   as moscas tornam um sistema mau melhor

   

   uma estimativa precoce sobre o tamanho dos olhos compostos que os seres humanos precisariam para obter a mesma resolução que nós temos.apesar de, na realidade, ter de ser maior do que isto.
   PC: Kirschfed 1976;
   Found in Physiological Systems in Insects

   Resolution of the compound eye is achieved in different ways.pode adicionar mais unidades. É basicamente o que a libélula fez com todos os 30.000 ou mais ommatídios que tem. Alguns insectos subterrâneos só têm 20.pode fazer unidades maiores.pode modificar as suas unidades. Isto foi feito em alguns grupos e existem, sem dúvida, algumas compensações.

moscas que dependem fortemente de sua visão, na maioria das vezes, descontaram em todas as opções. As moscas da casa (Musca domestica) têm uma quantidade moderada de ommatídios, mas os machos têm mais ommatídios (~3.500) do que as fêmeas (~3.400) e olhos maiores, sugerindo que a visão desempenha um papel importante na determinação do acasalamento. Na verdade, este padrão é facilmente visto em duas outras famílias de moscas, as moscas-da-carne (Sarcophagidae) e as moscas-dos-sopros (Calliophoridae). As moscas da casa estavam na parte inferior do espectro, com alguns Blow Files a aproximarem-se das abelhas ommatidia. Embora não sejam os 30.000 que as libélulas têm, cada ommatídio de uma casa voa, a carne voa, ou Mosca-Sopra é maior do que a de uma libélula. Além disso, ainda têm muito mais do que os 2000 baratas americanas e os 800 que a Drosophila tem. Vamos chamar-lhe um bom meio-termo.

PC: Sukontason et al. 2008

Todas as moscas têm um rabdomismo em cada ommatídio. Isto é basicamente o que faz o ” ver ” em um inseto. A luz é focada através da lente e para o rabdom e fotopigamentos são estimulados. Na maioria dos olhos de insetos, cada ommatídio age como um único “pixel” que o inseto pode ver. Embora não seja realmente um “pixel”, por simplicidade funciona como uma analogia muito boa. As moscas verdadeiras (a ordem Diptera) dividem o rabdom em sete partes. É um sistema bastante complicado, mas basicamente as moscas podem aumentar sua resolução por um fator de 7 sem aumentar o tamanho de seus olhos.

The rabdomes broken into its rabdomeres. existem tecnicamente Oito, mas 7 e 8 se sentam em cima um do outro.
PC: Horrige, 2005; Found in Physiological Systems of Insects; Edited by Nancy Miorelli

The take home point is that compound eyes are a bad design for resolution because to get more, you have to take up a lot of space. E o espaço não é uma mercadoria num animal pequeno como um insecto, por isso os insectos têm de ser astutos.

linhas de visão

insetos não podem se concentrar em objetos mudando a forma de sua lente ou a posição de sua lente, então eles têm que se mover mais perto ou mais longe para ver as coisas claramente. Eles sacrificam a percepção de profundidade e a capacidade de foco para ver um monte de coisas (visão de grande ângulo) e perceber o contraste. Portanto, algo chamado acuidade visual é muito importante. Basicamente, quanto maior for a sua acuidade visual, mais detalhes o insecto pode ver num objecto. Obviamente, quanto mais detalhes conseguires ver, melhor. Alguns insetos estão nos limites máximos de sua resolução assim que eles têm alguns outros truques nifty em suas mangas. É aqui que entram as linhas de visão.alguns insectos precisam de uma acuidade visual elevada para acasalar ou capturar presas. Portanto, certas áreas de seus olhos são alocados para ver as coisas com maior acuidade, sacrificando a qualidade de imagem de outras partes de seus olhos. As libélulas têm uma grande acuidade visual no topo e no meio dos olhos. Isto ajuda-os a apanhar a presa. As moscas macho, além de ter olhos maiores, têm zonas de acuidade mais especializadas do que as suas congéneres femininas. Uma mosca em particular (Syritta pipiens) pode ver a fêmea a uma distância onde ela não pode vê-lo. Ele literalmente persegue-A. As moscas não são conhecidas por serem românticas.tenho-te nas minhas linhas de visão. (Syritta pipiens) PC: Alvesgaspar (CC BY SA 3.0)

i’ve got you in my sight lines. (Syritta pipiens) PC: Alvesgaspar (CC BY SA 3.0)

a visão é a arte de ver o que é invisível aos outros. Podemos ver cerca de 10 milhões de cores diferentes com três tipos de cones. Insetos e crustáceos usam opsinas para detectar a luz. O camarão louva-a-Deus tem 16 opsins e foi pensado anteriormente para manter o recorde mundial, sendo capaz de ver trilhões de cores, até que algumas libélulas se intrometeram. Algumas espécies de libélulas tinham mais de 30 opsins, mas não temos certeza de sua capacidade específica de distinguir cores. Usando o camarão louva-a-Deus, as capacidades de diferenciação de cores do olho composto estão a ser reconsideradas. A grande questão aqui é: “por que é importante ver todas essas cores diferentes?”. Em ambos os casos, estes animais são predadores rápidos e precisam ser capazes de distinguir as coisas comestíveis das coisas não comestíveis. A discrição rápida da cor é importante, mas talvez determinar a diferença entre # 75D1FF e # 836FF não é. na verdade, se estes dois não foram rotulados, e você foi mostrado um de cada vez, você poderia dizer a diferença? Tecnicamente os teus olhos podem, mas o teu cérebro não, especialmente se não tiveres palavras para descrever as diferentes cores.

PC: Silke Barão (CC By 2.0)
André Karwath (CC By 2.5)

Ok então, alguns compostos olhos pode (provavelmente) uma distinção mais cores do que nós, mas muitos insetos são cegos para o vermelho e o laranja. No entanto, os insectos podem ver luz UV enquanto nós não. A resolução deles pode ser pior do que a nossa, mas podem ver comprimentos de onda nocivos e danificadores de UV. Isto é usado por polinizadores (muitos dos quais são polinizadores como moscas voadoras!) para navegar para flores e para sinais complexos de acasalamento, mas também pode levá-los à sua morte. Insetos também podem ver luz polarizada, e muitos usam-na para navegar e Acasalar.

uma flor fotografada sob luz branca e UV. a imagem UV mostra o Guia de néctar para insetos como uma pista de pouso.
PC: Plantsurfer (CC BY SA 2.0)

Visão Noturna

insetos que são completamente noturnos modificaram a estrutura do olho composto. Normalmente, o interior do ommatídio é forrado com células de pigmento. Isto evita que a luz entre na ommatida adjacente. Normalmente isso é bom porque a mais luz que inunda faz sua resolução disparar os tubos. Mas os insectos voadores nocturnos não têm estas células pigmentadas, por isso a luz inunda a ommátia, o que lhes permite perceber mais à noite, mas numa resolução mais baixa. Além disso, enquanto o rabdom geralmente se senta sob as estruturas em um ommitidia em insetos voadores de dia, em insetos voadores noturnos o rabdom é desconectado e separado por uma zona clara. Isto permite que a luz da ommatidia adjacente estimule um rabdom para fazer uma imagem melhor.

PC: Warrent et al, 2004; Encontrada em Sistemas Fisiológicos em Insetos, Editado por Nancy Miorelli

Muitas melgas e mosquitos são crepuscular que significa que eles voam ao amanhecer e ao anoitecer, mas voa geralmente têm olhos modificações brincando ao redor do sol. Normalmente não teriam sorte ao ver o sol a escorrer abaixo do horizonte, mas as moscas têm o rabdomismo dividido em 7 partes. Isso ajuda-os a voar em condições de luz baixa, porque as 7 partes do rabdom são separadas e agem de forma semelhante aos rabdoms separados da ommatídia pela zona clara. Especificamente para mosquitos e mosquitos, dá-lhes mais 15 minutos antes do amanhecer e depois do pôr-do-sol. Isso não parece muito para nós, mas dá-lhes uma pequena janela para enxamear, acasalar, e alimentar-se sem ser incrivelmente visível para os predadores.

algumas modificações bizarras

mais frequentemente visto em libélulas (mas algumas moscas também têm isso), a parte superior do olho é uma cor mais escura do que o resto do olho. Isto tem sido sugerido que ele age como um par de óculos de sol e protege seus olhos da luz solar direta. Também foi sugerido para libélulas e libélulas, que este ponto escuro ajuda o inseto a ver presas voando contra o céu azul.

A Soldier Fly. A cor vermelha funciona como um par de óculos de sol.
PC: Eddie Smith

tomando os óculos de sol de Kanye West:

muitas moscas têm padrões de cor loucos em seus olhos. Não temos a certeza do propósito EXACTO. Para alguns pode desempenhar um papel no acasalamento. As moscas-do-cavalo (Tabanidae) provavelmente usam-no como um filtro de cores conveniente. As moscas dos cavalos alimentam-se de sangue e as coisas que atacam são grandes, volumosas, alimentadoras de relva que são normalmente rodeadas por muita vegetação. Ao Ter Olhos Verdes, O Cavalo voa efetivamente colocado em óculos verdes que fazem o fundo parecer cinza e seus hospedeiros se destacam do fundo.

PC: Thomas Shahan (CC by 2.0)

Keep It, If It’s Sexy:

às vezes a evolução não se importa se você pode ver e só é importante o quão sexy você é. Foi o que aconteceu à mosca dos olhos. Os caules ultrajantes que os machos carregam dificultam as suas capacidades de voo, mas ainda conseguem ver relativamente bem.

Stalk Eyed Fly
PC: Rob Knell (CC By SA 2.5)

TL;Dr.

olhos compostos não são realmente os maiores, porque é difícil compensar a baixa resolução. No entanto, insetos e moscas especificamente têm alguns truques bonitos para compensar. Os olhos compostos não permitem que os insectos vejam a luz vermelha ou laranja, mas os insectos conseguem ver bem a gama UV e até usam luz polarizada para a navegação.

Crédito da Foto: Nancy Miorelli

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Hover Fly (Syrphidae)
PC: Nancy Miorelli