Adaptations for nocturnal vision in insect apposition eyes

Birgit Greiner

Forskningsoutput: AvhandlingDoktorsavhandling (sammanläggning)

1649 Nedladdningar (Pure)

Sammanfattning

Popular Abstract in Swedish
Hur kan nattaktiva insekter se i mörker med fel sorts ögon?

Majoriteten av alla dagaktiva insekter har en sorts facettöga som kallas appositionsöga. Appositionsögon är anpassade till ett liv med god tillgång på ljus ? nattaktiva djur har därför i princip alltid andra sorters ögon (superpositionsögon). Anledningen till att appositionsögon fungerar bäst på dagen är att de har små linser vilket gör dem mycket okänsliga och opålitliga i mörker. I avhandlingens introduktion behandlar jag insekternas synsinne och anledningen till att vissa ändå använder dåligt anpassade ögon för nattseende. Men det är bara i en enda insekt, ett väldigt speciellt nattaktivt bi, som hittills alla aspekter undersökts ? såväl beteende som optiska och neurala anpassningar och teorin bakom det hela.

De flesta bin i världen är dagaktiva och har appositionsögon. Ändå finns det bin i Panama som flyger runt på natten. Teoretiska beräkningar visar att dessa bin inte borde kunna se någonting så fort det börjar skymma, men Panamabina flyger från sitt bo (ett 5 mm stort hål i en liten pinne), genom grenar och lövverk i djungeln, letar reda på nektargömmor långt borta från sitt hem och hittar sedan tillbaka till boet utan att flyga vilse. Dessutom, som visas i första artikeln, kan de även urskilja och använda landmärken för att orientera i mörker. Men hur klarar de det med sina okänsliga appositionsögon?

Den andra och tredje artikeln visar att appositionsögon hos nattaktiva bin och getingar har specifika optiska och anatomiska anpassningar som gör dem 30 gånger ljuskänsligare än deras dagaktiva släktingar. Mest effektivt är otroligt stora ljuskänsliga fotoreceptorer som absorberar ljus från en mycket bredare infallsvinkel än i ett normalt appositionsöga. En känslighetsförbättring på 30 gånger är inte att förakta, men inte tillräcklig om man tänker på att ljusintensitetsskillnaden är 100 millioner gånger mellan dag och natt. Därför undrade jag vilka andra möjliga anpassningar som måste finnas.

Enligt vår teoretiska modell (artikel VI), skulle nattaktiva bin använda sig av fotonsummering (i rum och tid) för att kunna se i svag belysning. Om Panamabina summerar signaler från flera facetter kan de få tillräckligt med ljus för att även kunna se under natten. Som jag visar i artiklarna IV & V, finns det stora, sidoförgrenade celler i den optiska delen av deras hjärna. Alla förgreningarna är mycket större jämfört med motsvarande celler i dagaktiva bin ? en tendens som finns också i andra insektgrupper ? och täcker en stor yta av 10-18 facetter. Vår modell förutsäger detta, vilket förstärker hypotesen att dessa celler förmedlar spatiell fotonsummering.

I min avhandling visar jag att nattaktiva insekter med appositionsögon har utvecklat specifika optiska och neurala anpassningar vilka möjliggör för dem att vara aktiva under natten i en tryggare miljö med förminskad konkurrens.
Originalspråkengelska
KvalifikationDoktor
Tilldelande institution
  • Biologiska institutionen
Handledare
  • Warrant, Eric, handledare
Tilldelningsdatum2005 dec. 16
Förlag
ISBN (tryckt)91-85067-22-9
StatusPublished - 2005

Bibliografisk information

Defence details

Date: 2005-12-16
Time: 10:00
Place: Högtidssalen, Zoologihuset, Helgonav. 3, Lund

External reviewer(s)

Name: Meinertzhagen, Ian A.
Title: Prof.
Affiliation: Life Sciences Centre, Dalhousie University, Halifax, Canada.

---


<div class="article_info">E.J. Warrant, A. Kelber, A. Gislén, B. Greiner, W.A. Ribi and W.T Wcislo. <span class="article_issue_date">2004</span>. <a href="javascript:downloadFile(545734)" class="article_link">Nocturnal vision and landmark orientation in a tropical halictid bee</a> <span class="journal_series_title">Current Biology</span>, <span class="journal_pages">pp 1309-1318</span>. <span class="journal_distributor">Elsevier</span></div>
<div class="article_info">B. Greiner, W.A. Ribi and E.J. Warrant. <span class="article_issue_date">2004</span>. <span class="article_title">Retinal and optical adaptations for nocturnal vision in the halictid bee Megalopta genalis.</span> <span class="journal_series_title">Cell and Tissue Research</span>, <span class="journal_pages">pp 377-390</span>. <span class="journal_distributor">Springer</span></div>
<div class="article_info">B. Greiner. <span class="article_issue_date">2005</span>. <span class="article_title">Visual adaptations in the night active wasp Apoica pallens</span> <span class="journal_series_title">The Journal of Comparative Neurology</span>, <span class="journal_distributor">.</span> (accepted)</div>
<div class="article_info">B. Greiner, W.A. Ribi, W.T Wcislo and E.J. Warrant. <span class="article_issue_date">2004</span>. <span class="article_title">Neural organisation in the first optic ganglion of the nocturnal bee Megalopta genalis.</span> <span class="journal_series_title">Cell and Tissue Research</span>, <span class="journal_volume">vol 318</span> <span class="journal_pages">pp 429-437</span>. <span class="journal_distributor">Springer</span></div>
<div class="article_info">B. Greiner, W.A. Ribi and E.J. Warrant. <span class="article_issue_date">2005</span>. <span class="article_title">A neural network to improve dim-light vision? Dendritic fields of first-order interneurons in the nocturnal bee Megalopta genalis.</span> <span class="journal_series_title">Cell and Tissue Research,</span>, <span class="journal_distributor">Springer</span> (inpress)</div>
<div class="article_info">J.C. Theobald, B. Greiner, W.T Wcislo and E.J. Warrant. <span class="article_issue_date">2005</span>. <span class="article_title">Visual summation in night-flying sweat bees: a theoretical study.</span> <span class="journal_series_title">Vision Research</span>, (submitted)</div>


The information about affiliations in this record was updated in December 2015.
The record was previously connected to the following departments: Zoology (Closed 2011) (011012000)

Ämnesklassifikation (UKÄ)

  • Zoologi

Fingeravtryck

Utforska forskningsämnen för ”Adaptations for nocturnal vision in insect apposition eyes”. Tillsammans bildar de ett unikt fingeravtryck.

Citera det här