Когато думите "хамелеон" или "октопод" веднага възниква асоциация с ярки цветове, които се променят един друг. Зелена зеленина и трева, цветни цветя и плодове, разнообразие от цветове на аквариумни риби и невероятна окраска на животни. Всичко това е светът, който ни заобикаля. Живите организми дължат това многоцветност на специални клетъчни структури - хроматофори. Какви са тези странни образувания, каква е тяхната функция и как работят - тази статия е за това.
Цветни носители
Така се превежда думата "хроматофори". Какво е това вещество, си струва да се обясни в съответствие с различните групи живи организми. При ракообразни, мекотели, риби, земноводни, влечуги това са светлоотразителни клетки и клетки, съдържащи пигмент. Те са отговорни за оцветяването на очите и кожата и се образуват само по време на ембриогенезата в нервния гребен. Следпрез периода на зреене те се разпространяват по цялото тяло. По тон в бяло те се разделят на кантофори (жълти), еритрофори (червени), иридофори (блестящи), левкофори (бели), меланофори (черни или кафяви). Структурата на хроматофора е различна за различните групи и ще се върнем към този въпрос по-долу.
Фотосинтетични пластиди
Какво представляват хроматофорите на водораслите? Това са едномембранни органели от кафяви и зелени водорасли, лентовидни или звездовидни, съдържащи цветни гранули (хлорофили и каротеноиди). При микроорганизмите и бактериите това са безмембранни органели с различна форма и предназначение. Например, хроматофорът на хламидомонада е представен от хлоропласт под формата на чаша (в нея се съхранява нишесте) с червено пигментно тяло, съдържащо хематохром (червен пигмент). Благодарение на него този най-прост има способността да усеща светлина. При едноклетъчното водорасло Chlorella хроматофорът е представен от гранули хлорофил-а и хлорофил-b, плаващи в големи количества в цитоплазмата на клетката. С тяхна помощ това водорасло извършва най-ефективната фотосинтеза от минимум ресурси. По този начин за протозоите и едноклетъчните водорасли е характерно, че освен фотосинтетичната функция на хроматофора, той е складов и фоточувствителен. Заслужава да се отбележи, че хроматофорите на водораслите се различават от хлоропластите на висшите растения по по-проста структура и други видове хлорофил (зелен пигмент с магнезиев комплекс).
Пигментирани животински клетки
UХората и много животни имат клетки, които съдържат само един пигмент, мелатонин. Тези клетки се намират в кожата, вълната, косата и перата, в ириса и ретината на очите. Наситеността на цветовете зависи от концентрацията. Тези клетки се наричат хроматоцити, те се образуват през целия живот на тялото и могат да бъдат само от един тип - меланоцити.
Специфична работа
Какво са хроматофорите? Идеята за тяхната работа, която е необходима за тяхната класификация, се формира през 60-те години на миналия век. Последните данни в биохимията не променят тези разпоредби, но изясняват принципите на тяхната работа. Има два вида хроматофори: биохроми и хемохроми. Първите са истинските (истински) пигменти – каротеноиди (различни производни на каротина) и птеридини. Те поглъщат една част от видимата светлина и отразяват другата. Структурните цветове (хемохромите) произвеждат цвят чрез интерференция или разсейване (отражение на една дължина на вълната и предаване на друга дължина на вълната).
Цветова класификация
Разделянето на хроматофора по цвят е доста условно. И ето защо. Ксантофори и еритрофори могат да се съдържат в една и съща клетка и тогава нейният цвят ще зависи от количеството жълти и червени пигменти. Иридофорите са хемохроми, съдържащи кристали гуанин. Именно кристалите отразяват светлината и придават преливащ се цвят. Zumellanin melanophore е силно абсорбиращ светлина и произвежда черни и кафяви цветове.
Биологичната роля на пигментите
Меланинът е най-разпространеният пигмент в живите съществаорганизми - поради поглъщането на светлината, изпълнява функциите на щитова клетка. Не пропуска ултравиолетовите лъчи в по-дълбоките слоеве на кожата, предпазвайки вътрешните тъкани от радиационно увреждане. Ролята на пигмента в механизмите на адаптивност на живите организми не може да бъде подценявана. Всеки знае какво представлява хроматофорът в живота на опрашващите насекоми и растения, опрашени от тях. Цветът на тялото играе важна роля в защитата срещу врагове, проследяването на плячката, предупреждението за опасност и репродуктивното поведение. Хлорофилът, бактериородопсинът са фотосинтетични пигменти, а хемоглобинът и хемоцианинът са респираторни хромогени.
Имот за промяна
Най-интересният и мистериозен феномен е промяната на цвета на някои животни. Това явление се нарича физиологична промяна на цвета. Този механизъм е сложен и продължава да учудва учените. Доста представители на различни филогенетични клонове са придобили тази способност в хода на еволюцията. Хамелеоните и главоногите (октоподи и сепии) са организми доста далеч един от друг в еволюционната стълбица на живота, но безспорни лидери в класацията на най-„променливите“. Това е изненадващо, но механизмите на действие на техните хроматофори са едни и същи.
Как го правят
Някои главоноги, членестоноги, ракообразни, риби, земноводни и влечуги имат клетки, които са еластични като гума под кожата си. Техните хроматофори имат мембрана и са пълни с боя, като акварелни тръби. Всяка такава клетка в покой етопка, а при възбуда диск, разтегнат от множество мускули-разширители (дилататори). Те разтягат хроматофора, увеличавайки площта му многократно, понякога шестдесет пъти. И го правят много бързо – за половин секунда. В хроматофорите пигментните зърна могат да бъдат разположени в центъра или разпръснати в клетката, те могат да бъдат много или малко. Всеки разширител е свързан чрез нерви с команден пункт - мозъка на животното. Промените в цвета настъпват под въздействието на две групи фактори: физиологични (промени в факторите на околната среда или болка) и емоционални. Страх, агресия, симпатия към противоположния пол и интензивно внимание - всички тези емоционални преживявания променят цвета на животното.
Процесна цитология
Когато животното е в покой, всички пигментни зърна са в центъра и кожата става светла (бяла или жълтеникава). Това е матирано стъкло, което прилича на сепия с черно петно от торбичка с мастило. Когато тъмният пигмент е в клоните на хроматофора, кожата става тъмна. Комбинацията от пигменти от различни слоеве и дава цялата гама от нюанси. Зелените и сините цветове са резултат от пречупването на светлината в гуанидиновите кристали в горните слоеве на кожата. Цветът на кожата може да се промени бързо и да поеме цялото тяло или части от него, като понякога създава много странен модел. Освен това самите хроматофори могат да се спуснат в дълбоките слоеве на кожата или да се издигнат на повърхността.
Главен командир - очи
Учените са установили тясна връзка между зрението ипромяна на цвета. Светлината през органа на зрението въздейства на нервната система и дава сигнали на хроматофорите. Някои се разтягат, други се свиват, като в същото време се постига максимално съвпадение на маскиращите цветове. Интересното е, че дори ослепеният октопод може да промени цвета си - той също възприема цвета със смукалки и ако остане поне едно, октоподът ще промени цвета си. Удивително е какви причудливи модели може да повтори по тялото си. Има доказателства, че октоподът е успял да възпроизведе за секунди текста на вестника, който се намирал до аквариума. И изглежда като мистицизъм.
Някои интересни факти
В допълнение към невероятната способност на октоподите и хамелеоните да променят цвета си, те имат и още няколко невероятни функции, за които не сте знаели.
Мозъкът на октопод е най-развитият сред безгръбначните. Най-големият октопод тежеше 180 килограма. Беше дълъг 8 метра (уловен през 1945 г.). Някои октоподи могат да ходят по сушата с помощта на пипалата си.
Едно от най-отровните животни на планетата е обитател с дълбоки пръстени на Индийския океан. След ухапването му човек умира в рамките на 1,5 часа. И няма противоотрова.
Най-малкият хамелеон, Мадагаскарската Брукезия, е по-малък от 3 сантиметра, докато най-големият, мадагаскарският, расте до 70 сантиметра на дължина. Те са практически глухи, но ще видят най-малкото насекомо на разстояние от 10 метра. Ъгълът на тяхното виждане е 360 градуса и всяко око вижда своя собствена картина на света.
