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Die spektrale Empfindlichkeit des Komplexauges von Musca (Bestimmung aus Messungen der optomotorischen reaktion)

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Summary

The compound eye of the fly Musca domestica L. contains two receptor-systems, separable by their anatomical and physiological properties (Kirschfeld and Franceschini, 1968; Kirschfeld and Reichardt, 1970; Eckert, 1971). By means of optomotor experiments the spectral characteristics of the receptor-system 1–6 (“green receptor”) and the receptor-system 7 + 8 (“blue receptor”) have been determined separately in the range of 300–600 mμ.

The torque exerted by fixed flying Muscae was used as a measure of the optomotor reaction elicited by the rotation of cylindrical patterns with periodically changing surface reflectance. The receptor-system 1–6 is specifically stimulated under very dim illumination and by applying a pattern wavelength of 10,6° whereas the receptor-system 7 + 8 is specifically stimulated by making use of a pattern of 3° spatial wavelength illuminated with higher light intensities. In order to determine the spectral sensitivity distributions of the two receptor-systems the dependence of the reaction on the wavelength of monochromatic light was measured at threshold intensities.

The following experimental results were obtained:

  1. 1.

    The spectral sensitivity distribution of the receptor-system 1–6 shows two sensitivity maxima, one at λ max≅360 mμ and the other at 486,0+2.4 mμ. A minimum is found at λmax≅400 mμ. The maximum within the ultraviolet spectrum is equal to or even larger than that within the visible region.

  2. 2.

    The spectral sensitivity distribution of the receptor-system 7 + 8 has only one maximum at λ max=464,0 +2.5 mμ. No maximum is found in the ultraviolet spectrum.

  3. 3.

    The difference of the maxima obtained for the two systems within the visible region is statistically significant (Student-t-Test; p<0.001). The existence of a “reverse” Purkinje-shift is therefore confirmed.

  4. 4.

    These types of experiments cannot indicate the existence of dissimilar visual pigments in the two receptor types.

  5. 5.

    The possibility of bichromatic colour vision by the fly (at the light levels studied) is made feasible by the dissimilar spectral characteristics of the two receptor-systems.

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Author notes

  1. H. Eckert

    Present address: California Institute of Technology Computing Center, 911009, Pasadena, California, USA

Authors and Affiliations

  1. Max-Planck-Institut für biologische Kybernetik, Tübingen

    H. Eckert

Authors
  1. H. Eckert
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Additional information

Für wertvolle Diskussionen danke ich den Herren Professor Dr. W. E. Reichardt, Dr. K. Kirschfeld und N. Franceschini. Den Herren Dr. K. G. Götz und Dipl.-Phys. H. Wenking danke ich für Bat und Hilfe beim Bau der Meßapparatur, Herrn Feinmechanikermeister H. Braun und seinen Mitarbeitern für den Bau des Doppelspulensystems. Für das Fertigstellen der Abbildungen bin ich Herrn E. Freiberg und Fräulein B. Weismann, für das Fertigstellen des Manuskripts Fräulein I. Geiß zu besonderem Dank verpflichtet.

Die Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. ermöglichte meine Arbeit am Max-Planck-Institut für biologische Kybernetik durch ein Stipendium.

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Eckert, H. Die spektrale Empfindlichkeit des Komplexauges von Musca (Bestimmung aus Messungen der optomotorischen reaktion). Kybernetik 9, 145–156 (1971). https://doi.org/10.1007/BF00290480

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