复眼的秘密
2007-02-03
你是否曾对昆虫的眼睛感到迷惑不解?为什么苍蝇总是在你下手之前幸运飞走?为什么螳螂的捕食如此迅速?它们的秘密是——复眼。

人的眼睛结构

在所有感觉器官中,眼睛大概是动物王国中变化最多样的。数百万年的进化已经形成了10种以上的动物视力系统,每一种都要特别适应它们各自的需要。

人类的眼睛是典型的相机型眼,用一个单镜头(眼珠)将图像聚焦到光敏感的视网膜上。

相机型眼的动物通过不同方式来调节其晶体,以看清不同距离的目标。虽然科学家早就知道相机型眼的每个部分的功能,但要制造一个功能全面的人造眼睛还有很长的路要走。

苍蝇的复眼

科学家正在向自然界中发现的另一种眼睛―――复眼进军。

复眼是无脊椎动物中的甲壳类、昆虫类和其他一些节肢动物头的两侧各有1只能感受物体的形状、大小和颜色的视觉器官。


松象虫


大苍蝇吃掉小苍蝇
 

昆虫的复眼

每1只复眼是由少数(如蚊为50个)或多数(如天蛾27000多个)“小眼”组成的。每只小眼呈长管状,表面为透明的六角形角膜,内连视觉细胞和神经,小眼周围有色素细胞。复眼中的小眼越多,越能辨别物像、颜色和人眼所不能见到的短光波。

蜘蛛是没有复眼的,取而代之,它却有很多眼睛,一般的蜘蛛有8个眼,但亦有6、4、2个眼睛的蜘蛛,个别属种甚至没有眼。


苍蝇

2006年6月,美国伯克利大学研制成世界上第一个模仿昆虫眼睛的照相机镜头——“复眼”镜头,镜头由8500个六角微型透镜胶合而成,使它的视场比传统的广角镜头更大。“复眼”镜头直径为2.5毫米,现在的一个主要问题是,需要制作合适大小和形状的电子矩阵变换电路。

在人造“眼”中玻璃微型透镜涂覆有一层环氧树脂半球面,其内部有微波纤维通过,由微波纤维代替昆虫将光信号从每一只复眼传向大脑的神经纤维。制作波导管是研制任务是最独特的部分,为此必须用紫外线照射整个镜头“毛坯”,以便使准确进入每只复眼穿过波导管的光在透镜中发生折射。

研制者表示,“复眼”照相机可以满足研究生物或人造物体很难进入腔室的医生和科学家的需要。

此外,美国国防高级研究计划局研究人员也对“复眼”照相机表现出浓厚兴趣,并同意赞助这项研究。


蜻蜓
 


蜻蜓的复眼


蜘蛛没有复眼,却有很多眼睛
 


蝴蝶的复眼

蜘蛛没有复眼,却可能有很多个眼睛

小蜘蛛
小蜘蛛
 
来源: 网易探索整理
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