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昆虫には素晴らしい複眼があるのに単眼もあるのは、何故だろう

花とアブ

昆虫には素晴らしい複眼があるのに、人と同じような構造の単眼もある。小さな昆虫の為、焦点が合わない単眼だが、昆虫の飛行姿勢のセンサーとしての重要な役割を担っていた。この記事では、複眼と単眼の働きを分かりやすく紹介する。

昆虫の複眼の素晴らしい能力

昆虫には立派な眼がある。例えばトンボを思い浮かべると、頭部には半球状の大きな眼を持っている。トンボの眼を拡大すると六角形の小さな眼が集まっている。これが複眼だ。

昆虫の複眼は、独立した個々の小さな眼が飛び出たような半球形で、広い範囲が見れる。

昆虫の複眼は視野全体に渡って「オプティカルフロー」という特殊なパターンで対象物をとらえている。その為、人が驚くようなアクロバット飛行も可能になるそうだ。

オプティカルフローとは?

「オプティカルフロー」とは、高速道路を走行する車から見る景色のようなものだ。

車を高速走行させると、進行方向から映像が湧き出て来て、側方に流れ、後方に収束していくように感じられる。流れる像の見え方は、遠くのものはゆっくり動いて、近くのものは素早く流れる。

これが「オプティカルフロー」と呼ばれるもので、自分や、外部が変化した時の網膜に映し出される像全体の速度場と表現される。

どうやら、昆虫の複眼は、素早い動きに対して、時々刻々の速度の変化を高解像度で見ることができるらしい。

但し、多くの昆虫は複眼だけでなく、3つの単眼も持っている。

昆虫の単眼は何のためにあるのだろう?

昆虫の単眼の役割

昆虫学者によると、単眼は夕暮れと日の出を認知する機能を持っている。

単眼は、微弱な光を感知する能力や、光強度変化を感じる力が優れていて、飛ぶ時の姿勢制御のセンサーとして複眼の機能を補っていた。

昆虫の飛行制御

昆虫が飛ぶ時に、単眼は地平線の位置検知の役目をしている。昆虫の単眼は、明るい空側と暗い地面側を視野の中間(地平線)にして飛行している。

飛行時に揺れると

縦揺れに対しては「ピッチ軸」、横揺れに対しては「ヨー軸」、進行方向の体の回転に対しては「ロール軸」の3軸を制御する。

昆虫は、これらの軸が変化すると、単眼が明るさの変化を検知して、姿勢の制御を行う。

このような、明るい空側と暗い地面側を視野の中間に見る働きを、単眼が行っている。

でも単眼は、1つだけではない。多くの昆虫は、3つの単眼を持っている。昆虫が、幾つもの単眼を持っている理由とは何だろう。

複数の単眼を持つ理由

多くの昆虫の単眼が3つもあるのは、飛行する時の3つの単眼の明暗変化のパターンで、3軸のどれが変化したのかを判別するためだろう。

まとめ

昆虫は素晴らしい複眼を持っているが、それに加えて、1個のレンズと後方の細胞で構成する単眼も持っている。しかも、多くの昆虫の単眼は3つもある。

単眼の役割は昆虫学者によって究明されていて、光強度を敏感に感じ取れる能力が、複眼よりも優れていることが判っている。そのため、飛行時に重要な姿勢制御に使われる。

単眼は、複眼よりも先に、明け方や日暮れも検知できる。朝になって、やがて、周りの明るさが複眼でも判る変化に達すると、昆虫は動き出す。

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Nature Observationのサイトは2名で運営しています。一人目は写真撮影と白鳥が好きで日本全国を車で飛び回っています。最近は、無料ブログを作って楽しんでいるようです。二人目は、昆虫好きですが、写真は素人、白鳥や花の本を読んで知識は増えてきました。最近は、主にデジタル関連の、判っていそうで判りにくい内容をズバッと紹介するサイトも手掛けています。二人とも趣味の世界を謳歌している中高年のおじさんです。
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