巧妙的蝇眼
人的眼睛是球形的,苍蝇的眼睛却是半球形的。蝇眼不能像人眼那样转动,苍蝇看东西,要靠脖子和身子灵活转动,才能把眼睛朝向物体。苍蝇的眼睛没有眼窝,没有眼皮也没有眼球,眼睛外层的角膜是直接与头部的表面连在一起的。
从外面看上去,蝇眼表面(角膜)是光滑平整的,如果把它放在显微镜下,就会发现蝇眼是由许多个小六角形的结构拼成的。每个小六角形都是一只小眼睛,科学家把它们叫做小眼。在一只蝇眼里,有3 000多只小眼,一双蝇眼就有6 000多只小眼。这样由许多小眼构成的眼睛,叫做复眼。
蝇眼中的每只小眼都自成体系,都有由角膜和晶维组成的成像系统,有由对光敏感的视觉细胞构成的视网膜,还有通向脑的视神经。因此,每只小眼都单独看东西。科学家曾做过实验:把蝇眼的角膜剥离下来作照相镜头,放在显微镜下照相,一下子就可以照出几百个相同的像。
世界上,长有复眼的动物可多了,差不多有1/4的动物是用复眼看东西的。像常见的蜻蜓、蜜蜂、萤火虫、金鱼子、蚊子、蛾子等昆虫,以及虾、蟹等甲壳动物都长着复眼。
但是,各种复眼差异很大,一般可以分为三类:蜻蜓等白天活动的动物,每个小眼形成的是物体的一部分的像,在复眼中这许许多多部分镶嵌起来,组成物体的完整的像;萤火虫等夜晚活动的动物,每个小眼都可以形成一个完整的像,在复眼中这许多个小像又重叠在一起成为一个综合像;还有的复眼兼有上面两类复眼的特点。但是,苍蝇的6000只小眼看东西的具体视觉过程至今还不十分清楚,科学家们正在深入地研究和探索。
科学家对蝇眼发生兴趣,是由于蝇眼有许多令人惊异的功能。
如果人的头部不动,眼睛能看到的范围不会超过180度,身体背后有东西也看不到。可是,苍蝇的眼睛能看到350度,差不多可以看一圈,只差后脑勺后边很窄的一小条看不见。
人眼只能看到可见光,而蝇眼却能看到人眼看不见的紫外线。要看快速运动的物体,人眼就更比不上蝇眼了。一般说来,人眼要用0.05秒钟才能看清物体的轮廓,而蝇眼只要0.01秒钟就可以了,这就是说,一晃而过的东西,人眼还来不及看清楚,而蝇眼却能看得清清楚楚。
苍蝇的眼睛还是一个天然的测速仪,能随时测出自己的飞行速度,因此它能够在快速飞行中追踪目标。
眼睛所看到的是通过光传导的信息。不过,眼睛并没有把它们看到的全部信息都上报给大脑,而是经过挑选把少量最必要的重要信息传给了大脑。蝇眼这种接收处理信息的能力,比人们造出来的自动控制机和电子计算机高明多了。因此通过对蝇眼的研究,可以帮助人们去设计和制造一些具有独特功能的技术装置。
苍蝇的视觉功能这样巧妙,而蝇脑的结构却非常简单。拿人脑和蝇脑相比,人脑有100亿到1000亿个神经细胞,蝇脑却只有10万至100万个神经细胞。巧妙的蝇眼和它那简单的脑相结合,组成了巧妙的视觉系统。因此,我们不仅可以通过对蝇眼功能的研究而去研究蝇脑,还可以进一步促进对于复杂的人脑和神经系统的研究。