Articolo di Gabriele La Malfa
L’occhio composto è sicuramente una delle caratteristiche distintive degli insetti (classe Insecta), rappresenta il principale organo di senso (fotorecettore) adibito alla percezione delle immagini; è presente in quantità di 2 elementi, posti, generalmente, in posizione dorso-laterale del capo.
Esso è formato da un insieme di unità ottiche elementari, dette ommatidi, che variano da poche unità fino a ben oltre 10 mila (il record è detenuto dalla libellula con circa 25 mila ommatidi per occhio); in linea di principio la loro quantità è direttamente proporzionale all’importanza che il senso della vista ricopre nella biologia dell’animale, quindi sarà elevata negli insetti grandi volatori e cacciatori e minima negli insetti privi di ali e notturni.
In realtà l’occhio composto non è esclusivo della classe degli insetti, ma trova riscontro anche in vari esponenti di un altro subphylum di artropodi, quello dei crostacei (Crustacea).
In basso a destra un particolare dell’occhio composto di una libellula (genere Libellula). Quando gli ommatidi sono tanti hanno forma esagonale (per ottimizzare l’addensamento), mentre se sono pochi hanno forma circolare.
Ogni ommatidio si presenza come un elemento conico formato da più componenti:
• la cornea (lente cuticolare biconvessa composta di chitina trasparente);
• il cristallino (corpo rifrangente trasparente composto da quattro cellule);
• la retinula (sezione allungata subito sotto il cristallino composta da 7-8 cellule fotorecettrici allungate e sottili a stretto contatto reciproco);
• il rabdoma (asse centrale della retinula formato da terminazioni nervose);
• assone o neurite (conduttore di impulsi con cui lo “stimolo visivo” viene trasmesso al sistema nervoso centrale);
• strato di cellule pigmentate (funzione di rivestimento del singolo ommatidio per isolarlo otticamente dagli altri, a seconda del caso questo strato può avvolgere tutto l’ommatidio o solamente la parte superiore).
Dall’ultimo “componente” elencato sopra dipende la principale differenza nella percezione visiva tra insetti diurni e notturni:
• negli insetti diurni le cellule pigmentate avvolgono tutto l’ommatidio, che quindi è in grado di percepire solo i raggi paralleli al proprio asse. L’immagine si compone per apposizione (a mosaico), ne segue una percezione nitida, ma solo in condizioni di elevata luminosità;
• negli insetti notturni le cellule pigmentate avvolgono solo la parte superiore dell’ommatidio, che quindi è in grado di percepire anche i raggi obliqui al proprio asse (grazie alla continuità ottica nella parte inferiore con gli altri ommatidi). L’immagine si compone per sovrapposizione, ne segue una percezione sfaccettata della stessa (meno nitida), ma anche in condizioni di scarsa luminosità.
In linea generale l’occhio composto ha una forma emisferica e ogni ommatidio possiede un’angolazione leggermente differente dagli altri. Il singolo ommatidio percepisce una piccola e specifica porzione del campo visivo; a livello di sistema nervoso centrale tutte queste immagini parziali vengono elaborate e “fuse” in un’unica immagine d’insieme. Logicamente più elevato è il numero di ommatidi più dettagliata sarà l’immagine d’insieme.
Rispetto all’occhio dei vertebrati superiori l’immagine restituita dall’occhio composto è ad una definizione decisamente inferiore, tuttavia offre un campo visivo molto più esteso, con una distorsione ed aberrazione sferica trascurabili, e un’alta risoluzione temporale (riesce a rilevare con efficienza anche i più piccoli movimenti).
I colori vengono percepiti per tutta la lunghezza d’onda della luce visibile (dal rosso, 400 THz, al violetto, 749 THz) e sconfinano anche nell’ultravioletto (oltre i 750 THz). Non a caso diversi fiori che a noi appaiono di colore uniforme hanno in realtà delle aree che riflettono l’ultravioletto, questo per guidare gli insetti impollinatori nelle zone dov’è presente il polline.
In molti insetti, a supporto degli occhi composti, sono presenti altri “occhi primitivi”, detti ocelli (generalmente in numero di 2 o 3 al centro del capo). Questi fotorecettori non percepiscono le immagini, ma solo la luce (intensità luminosa), compresa quella polarizzata. La percezione della luce polarizzata permette agli insetti di localizzare la posizione del sole anche in condizioni di nuvolosità e perciò risulta molto importante per l’orientamento.
Primo piano di una mosca predone (Holcocephala fusca), al centro del capo sono visibili i tre ocelli di supporto ai fotorecettori principali dell’insetto. Gli occhi composti delle “mosche” (più in generale dei ditteri) hanno dai 2 mila ai 4 mila ommatidi ciascuno.
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