När orden "kameleon" eller "bläckfisk" omedelbart uppstår en association med ljusa färger som förändrar varandra. Grönt löv och gräs, färgglada blommor och frukter, en mängd olika färger på akvariefiskar och fantastiska färger på djur. Allt detta är världen som omger oss. Levande organismer är skyldiga denna flerfärgade speciella cellstrukturer - kromatoforer. Vilka är dessa konstiga formationer, vad är deras funktion och hur fungerar de - den här artikeln handlar om detta.
Färgbärare
Så här översätts ordet "kromatoforer". Vad är detta ämne, det är värt att förklara i enlighet med de olika grupperna av levande organismer. Hos kräftdjur, blötdjur, fiskar, amfibier, reptiler är dessa ljusreflekterande celler och celler som innehåller pigment. De är ansvariga för färgningen av ögonen och huden och bildas endast under embryogenes i nervkammen. Efterunder mognadsperioden sprider de sig över hela kroppen. Efter ton i vitt delas de in i cantoforer (gul), erythrophores (röd), iridophores (glansande), leukoforer (vita), melanoforer (svarta eller bruna). Kromatoforens struktur är olika för olika grupper, och vi återkommer till denna fråga nedan.
Fotosyntetiska plastider
Vad är algkromatoforer? Dessa är enmembranorganeller av bruna och gröna alger, band- eller stjärnformade, som innehåller färgade granuler (klorofyller och karotenoider). I mikroorganismer och bakterier är dessa membranlösa organeller av olika former och syften. Till exempel representeras chlamydomonas-kromatoforen av en kloroplast i form av en kopp (stärkelse lagras i den) med en röd pigmentkropp som innehåller hematokrom (rött pigment). Tack vare honom har denna enklaste förmågan att känna av ljus. Hos den encelliga algen Chlorella representeras kromatoforen av granuler av klorofyll-a och klorofyll-b, som flyter i stort antal i cellens cytoplasma. Med deras hjälp utför denna alg den mest effektiva fotosyntesen från ett minimum av resurser. För protozoer och encelliga alger är det alltså karakteristiskt att den förutom kromatoforens fotosyntetiska funktion är lagrings- och ljuskänslig. Det är värt att notera att algernas kromatoforer skiljer sig från kloroplasterna från högre växter i en enklare struktur och andra typer av klorofyll (ett grönt pigment med ett magnesiumkomplex).
Pigmenterade djurceller
UMänniskor och många djur har celler som bara innehåller ett pigment, melatonin. Dessa celler finns i hud, ull, hår och fjädrar, i iris och näthinna i ögonen. Färgmättnaden beror på koncentrationen. Dessa celler kallas kromatocyter, de bildas under hela kroppens liv och kan bara vara av en typ - melanocyter.
Specifikt arbete
Vad är kromatoforer? Idén om deras arbete, som är nödvändig för deras klassificering, bildades på 60-talet av förra seklet. De senaste uppgifterna inom biokemi har inte ändrat dessa bestämmelser, men har förtydligat principerna för deras arbete. Det finns två typer av kromatoforer: biokromer och kemokromer. De första är sanna (riktiga) pigment - karotenoider (olika derivat av karoten) och pteridiner. De absorberar en del av det synliga ljuset och reflekterar den andra. Strukturella färger (kemokromer) producerar färg genom interferens eller spridning (reflektion av en våglängd och transmission av en annan våglängd).
Färgklassificering
Indelningen av kromatofor efter färg är ganska villkorad. Och det är varför. Xantoforer och erytroforer kan finnas i samma cell, och då kommer dess färg att bero på mängden gula och röda pigment. Iridoforer är kemokromer som innehåller kristaller av guanin. Det är kristallerna som reflekterar ljus och ger en iriserande färg. Zumellanin melanofor är mycket ljusabsorberande och producerar svarta och bruna färger.
Pigmentens biologiska roll
Melanin är det vanligaste pigmentet i levande varelserorganismer - på grund av absorptionen av ljus, utför den funktionerna hos en sköldcell. Det överför inte ultravioletta strålar in i de djupare lagren av huden, vilket skyddar inre vävnader från strålningsskador. Pigmentets roll i mekanismerna för anpassningsförmåga hos levande organismer kan inte underskattas. Alla vet vad en kromatofor är i livet för pollinerande insekter och växter som pollineras av dem. Kroppsfärg spelar en viktig roll i försvar mot fiender, spårning av byten, varning för fara och reproduktivt beteende. Klorofyll, bakteriodopsin är fotosyntetiska pigment och hemoglobin och hemocyanin är luftvägskromogener.
Egendom att ändra
Det mest intressanta och mystiska fenomenet är färgbytet hos vissa djur. Detta fenomen kallas fysiologisk färgförändring. Denna mekanism är komplex och fortsätter att förvåna forskarna. En hel del representanter för olika fylogenetiska grenar förvärvade denna förmåga under evolutionens gång. Kameleoner och bläckfiskar (bläckfiskar och bläckfisk) är organismer ganska långt ifrån varandra i livets evolutionära stege, men de obestridda ledarna i rangordningen av de mest "föränderliga". Detta är förvånande, men funktionsmekanismerna för deras kromatoforer är desamma.
Hur gör de det
Vissa bläckfiskar, leddjur, kräftdjur, fiskar, amfibier och reptiler har celler som är elastiska som gummi under huden. Deras kromatoforer har ett membran och är fyllda med färg, som akvarellrör. Varje sådan cell i vila ären boll, och när den är upphetsad, en disk som sträcks av en mängd dilatatormuskler (dilatorer). De sträcker ut kromatoforen och ökar dess yta många gånger, ibland sextio gånger. Och de gör det väldigt snabbt – på en halv sekund. I kromatoforer kan pigmentkorn vara placerade i mitten eller spridda i hela cellen, de kan vara många eller få. Varje dilatator är kopplad med nerver till en kommandoplats - djurets hjärna. Färgförändringar sker under påverkan av två grupper av faktorer: fysiologiska (förändringar i miljöfaktorer eller smärta) och emotionell. Rädsla, aggression, sympati för det motsatta könet och intensiv uppmärksamhet - alla dessa känslomässiga upplevelser ändrar färgen på djuret.
Processcytologi
När djuret är i vila är alla pigmentkorn i centrum och huden blir ljus (vit eller gulaktig). Det är detta frostade glas som ser ut som en bläckfisk med en svart fläck av en bläckpåse. När det mörka pigmentet finns i kromatoforens grenar blir huden mörk. Kombinationen av pigment av olika lager och ger hela skalan av nyanser. De gröna och blå färgerna är resultatet av ljusets brytning i guanidinkristaller i de övre skikten av huden. Hudens färg kan ändras snabbt och ta över hela kroppen eller delar av den, vilket ibland skapar ett mycket bisarrt mönster. Dessutom kan kromatoforerna själva sjunka ner i hudens djupa lager eller stiga till ytan.
Befälhavare - ögon
Forskare har etablerat en nära relation mellan vision ochfärgförändring. Ljus genom synorganet påverkar nervsystemet, och det ger signaler till kromatoforerna. Vissa sträcks ut, andra dras ihop och samtidigt uppnås maximal matchning av maskeringsfärger. Intressant nog kan till och med en förblindad bläckfisk byta färg - den uppfattar också färg med sossar, och om minst en finns kvar kommer bläckfisken att ändra färg. Det är otroligt vilka bisarra mönster han kan upprepa på sin kropp. Det finns bevis för att bläckfisken kunde återge texten i tidningen på några sekunder, som låg bredvid akvariet. Och det ser ut som mystik.
Några intressanta fakta
Förutom bläckfiskarnas och kameleonternas fantastiska förmåga att ändra färg, har de också några fler fantastiska funktioner som du inte visste om.
Hjärnan hos en bläckfisk är den mest utvecklade bland ryggradslösa djur. Den största bläckfisken vägde 180 kilo. Den var 8 meter lång (fångad 1945). Vissa bläckfiskar kan gå på land med sina tentakler.
Ett av de giftigaste djuren på planeten är en djupringad invånare i Indiska oceanen. Efter sitt bett dör en person inom 1,5 timmar. Och det finns inget motgift.
Den minsta kameleonten, Madagaskar Brookesia, är mindre än 3 centimeter stor, medan den största, den malagasiska, blir upp till 70 centimeter lång. De är praktiskt taget döva, men kommer att se den minsta insekten på ett avstånd av 10 meter. Synvinkeln är 360 grader, och varje öga ser sin egen bild av världen.
