Kad vārdi "hameleons" vai "astoņkājis" uzreiz rada asociācijas ar spilgtām krāsām, kas maina viena otru. Zaļa lapotne un zāle, krāsaini ziedi un augļi, dažādas akvārija zivju krāsas un pārsteidzošas dzīvnieku krāsas. Tā visa ir pasaule, kas mūs ieskauj. Dzīvie organismi ir parādā šo daudzkrāsu īpašām šūnu struktūrām - hromatoforiem. Kas ir šie dīvainie veidojumi, kāda ir to funkcija un kā tie darbojas - par to ir šis raksts.
Krāsu nesēji
Šādi tiek tulkots vārds "hromatofori". Kas ir šī viela, ir vērts paskaidrot saskaņā ar dažādām dzīvo organismu grupām. Vēžveidīgajiem, mīkstmiešiem, zivīm, abiniekiem, rāpuļiem tās ir gaismu atstarojošas un pigmentu saturošas šūnas. Tie ir atbildīgi par acu un ādas krāsojumu un veidojas tikai embrioģenēzes laikā nervu cekulā. Pēcnogatavošanās periodā tie izplatās pa visu ķermeni. Pēc b altā toņa tos iedala kantoforos (dzeltens), eritroforos (sarkanos), iridoforos (spīdošos), leikoforos (b altos), melanoforos (melnos vai brūnos). Hromatofora struktūra dažādām grupām ir atšķirīga, un mēs atgriezīsimies pie šī jautājuma tālāk.
Fotosintētiskās plastidas
Kas ir aļģu hromatofori? Tās ir vienas membrānas brūno un zaļo aļģu organellas, lentveida vai zvaigznes formas, kas satur krāsainas granulas (hlorofilus un karotinoīdus). Mikroorganismos un baktērijās tās ir dažādu formu un mērķu bezmembrānas organellas. Piemēram, hlamidomonas hromatoforu attēlo hloroplasts kausa formā (tajā tiek glabāta ciete) ar sarkanu pigmenta korpusu, kas satur hematohromu (sarkano pigmentu). Pateicoties viņam, šis vienkāršākais spēj sajust gaismu. Vienšūnu aļģēs Chlorella hromatoforu attēlo hlorofila-a un hlorofila-b granulas, kas lielā skaitā peld šūnas citoplazmā. Ar viņu palīdzību šī aļģe ar minimāliem resursiem veic visefektīvāko fotosintēzi. Tādējādi vienšūņiem un vienšūnu aļģēm ir raksturīgi, ka papildus hromatofora fotosintēzes funkcijai tas ir uzglabājošs un gaismjutīgs. Ir vērts atzīmēt, ka aļģu hromatofori atšķiras no augstāko augu hloroplastiem ar vienkāršāku struktūru un citiem hlorofila veidiem (zaļš pigments ar magnija kompleksu).
Pigmentētas dzīvnieku šūnas
UCilvēkiem un daudziem dzīvniekiem ir šūnas, kas satur tikai vienu pigmentu – melatonīnu. Šīs šūnas atrodas ādā, vilnā, matos un spalvās, acu varavīksnenē un tīklenē. Krāsu piesātinājums ir atkarīgs no koncentrācijas. Šīs šūnas sauc par hromatocītiem, tās veidojas visā organisma dzīves laikā un var būt tikai viena veida – melanocīti.
Konkrēts darbs
Kas ir hromatofori? Ideja par viņu darbu, kas nepieciešama viņu klasifikācijai, radās pagājušā gadsimta 60. gados. Jaunākie dati bioķīmijā šos noteikumus nav mainījuši, bet precizējuši viņu darbības principus. Ir divu veidu hromatofori: biohromi un ķīmijhromi. Pirmie ir īstie (īstie) pigmenti – karotinoīdi (dažādi karotīna atvasinājumi) un pteridīni. Tie absorbē vienu redzamās gaismas daļu un atstaro otru. Strukturālās krāsas (ķīmohromi) rada krāsu, izmantojot traucējumus vai izkliedi (viena viļņa garuma atstarošana un cita viļņa garuma pārraide).
Krāsu klasifikācija
Hromatofora sadalījums pēc krāsas ir diezgan nosacīts. Un tāpēc. Ksantofori un eritrofori var atrasties vienā šūnā, un tad tā krāsa būs atkarīga no dzelteno un sarkano pigmentu daudzuma. Iridofori ir ķīmijhromi, kas satur guanīna kristālus. Tie ir kristāli, kas atstaro gaismu un piešķir zaigojošu krāsu. Zumelanīna melanofors ļoti absorbē gaismu un rada melnas un brūnas krāsas.
Pigmentu bioloģiskā loma
Melanīns ir visizplatītākais pigments dzīvās būtnēsorganismi – gaismas absorbcijas dēļ pilda vairoga šūnas funkcijas. Tas nepārraida ultravioletos starus dziļākajos ādas slāņos, pasargājot iekšējos audus no radiācijas bojājumiem. Nevar nenovērtēt pigmenta lomu dzīvo organismu pielāgošanās mehānismos. Ikviens zina, kas ir hromatofors apputeksnējošo kukaiņu un to apputeksnēto augu dzīvē. Ķermeņa krāsai ir svarīga loma aizsardzībā pret ienaidniekiem, upura izsekošanā, brīdināšanā par briesmām un reproduktīvajā uzvedībā. Hlorofils, bakteriorodopsīns ir fotosintēzes pigmenti, un hemoglobīns un hemocianīns ir elpceļu hromogēni.
Īpašums, kas jāmaina
Interesantākā un noslēpumainākā parādība ir dažu dzīvnieku krāsu maiņa. Šo parādību sauc par fizioloģisku krāsas maiņu. Šis mehānisms ir sarežģīts un turpina pārsteigt zinātniekus. Diezgan daudzi dažādu filoģenētisko nozaru pārstāvji šo spēju ieguvuši evolūcijas gaitā. Hameleoni un galvkāji (astoņkāji un sēpijas) ir dzīvības evolūcijas kāpnēs diezgan tālu viens no otra esoši organismi, bet neapšaubāmi līderi "mainīgāko" reitingā. Tas ir pārsteidzoši, taču to hromatoforu darbības mehānismi ir vienādi.
Kā viņi to dara
Dažiem galvkājiem, posmkājiem, vēžveidīgajiem, zivīm, abiniekiem un rāpuļiem zem ādas ir šūnas, kas ir elastīgas kā gumija. Viņu hromatoforiem ir membrāna, un tie ir piepildīti ar krāsu, piemēram, akvareļa caurulēm. Katra šāda šūna miera stāvoklī irbumba un, kad tas ir satraukts, disks, ko izstiepj daudzi paplašinātāji (dilatatori). Viņi izstiepj hromatoforu, palielinot tā laukumu daudzas reizes, dažreiz sešdesmit reizes. Un viņi to dara ļoti ātri – pussekundē. Hromatoforos pigmenta graudi var atrasties centrā vai izkaisīti pa visu šūnu, to var būt daudz vai maz. Katrs paplašinātājs ar nerviem ir savienots ar komandpunktu – dzīvnieka smadzenēm. Krāsu izmaiņas notiek divu faktoru grupu ietekmē: fizioloģisku (vides faktoru vai sāpju izmaiņas) un emocionālo. Bailes, agresija, simpātijas pret pretējo dzimumu un intensīva uzmanība – visi šie emocionālie pārdzīvojumi maina dzīvnieka krāsu.
Procesu citoloģija
Kad dzīvnieks ir miera stāvoklī, visi pigmenta graudi atrodas centrā un āda kļūst gaiša (b alta vai dzeltenīga). Tieši šis matētais stikls izskatās kā sēpija ar melnu tintes maisiņa plankumu. Kad tumšais pigments atrodas hromatofora zaros, āda kļūst tumša. Dažādu slāņu pigmentu kombinācija un sniedz visu toņu klāstu. Zaļā un zilā krāsa rodas gaismas laušanas rezultātā guanidīna kristālos ādas augšējos slāņos. Ādas krāsa var strauji mainīties un pārņemt visu ķermeni vai tā daļas, dažkārt radot ļoti dīvainu rakstu. Turklāt paši hromatofori var nolaisties dziļajos ādas slāņos vai pacelties uz virsmu.
Galvenais komandieris - acis
Zinātnieki ir izveidojuši ciešu saikni starp redzi unkrāsas maiņa. Gaisma caur redzes orgānu ietekmē nervu sistēmu, un tā dod signālus hromatoforiem. Dažas ir izstieptas, citas ir sarautas, un tajā pašā laikā tiek panākta maksimāla maskēšanas krāsu saskaņošana. Interesanti, ka pat akls astoņkājis var mainīt krāsu - tas arī uztver krāsu ar piesūcekņiem, un, ja vismaz viens paliek, astoņkājis mainīs krāsu. Tas ir pārsteidzoši, kādus dīvainus rakstus viņš var atkārtot uz sava ķermeņa. Ir pierādījumi, ka astoņkājis spējis sekundēs reproducēt avīzes tekstu, kas atradās blakus akvārijam. Un tas izskatās pēc mistikas.
Daži interesanti fakti
Papildus astoņkāju un hameleonu apbrīnojamajai spējai mainīt krāsu, tiem ir arī dažas citas pārsteidzošas īpašības, par kurām jūs nezinājāt.
Astoņkāju smadzenes ir visattīstītākās starp bezmugurkaulniekiem. Lielākais astoņkājis svēra 180 kilogramus. Tas bija 8 metrus garš (noķerts 1945. gadā). Daži astoņkāji var staigāt pa zemi, izmantojot savus taustekļus.
Viens no indīgākajiem dzīvniekiem uz planētas ir Indijas okeāna dziļi gredzenots iemītnieks. Pēc koduma cilvēks mirst 1,5 stundu laikā. Un pretindes nav.
Vismazākais hameleons Madagascar Brookesia ir mazāks par 3 centimetriem, bet lielākais Madagaskars izaug līdz pat 70 centimetru garumā. Viņi ir praktiski kurli, taču redzēs mazāko kukaini 10 metru attālumā. Viņu redzes leņķis ir 360 grādi, un katra acs redz savu pasaules ainu.
