Biologija je fascinantna znanost o naravi. Ko spoznavate nova dejstva o celicah in organizmih, ste presenečeni nad modro in zapleteno zgradbo živih bitij. Razmislite o eni od skrivnosti njihove strukture, ki se nanaša na barvo in njeno spremembo.
Kaj so kromatofori v biologiji
Celice živih bitij vsebujejo različne organele (organele) z različnimi funkcijami. Kromatofori so celične organele, ki se nahajajo v citoplazmi in ji dajejo barvo. Tako lahko imenujete vse celične organele, ki imajo barvo, vendar je bil ta izraz dodeljen obarvanim telesom v celicah alg. Podobne tvorbe v višjih rastlinah se imenujejo klorofilna zrna in kloroplasti.
Včasih se kromatofore imenujejo kloroplasti alg. Vendar je treba opozoriti, da se ribje celice, ki vsebujejo barvni pigment, pogosto imenujejo tudi kromatofor, čeprav nimajo nobene zveze z rastlinami. Najdemo ga tudi v nekaterih drugih živalih in fotosintetskih bakterijah.
Obstaja še en način za razlago, kaj je kromatofor. Po svoji strukturi so kromatofori plastidi. Kot veste, se plastidi imenujejo organele rastlinskih celic, ki imajo na zunanji strani gladko membrano, znotraj pa membrano, ki tvori izrastke. Leukoplasti, kromoplasti in kloroplasti so plastidi. Po drugi strani pa se kromatofor kot tvorba, podobna kloroplastu, nanaša tudi na plastide.
Funkcije kromatofora
V algah so kromatofori vključeni v fotosintezo, medtem ko pri ribah in živalih le dajejo in spreminjajo barvo.
Znotraj plazemskega telesa kromatofora (endoplazme) se premika kinoplazma (notranja plast organoida), ki vsebuje barvni pigment.
Oblika kromatoforov
Njihova oblika je različna, najpogostejše pa so zvezdaste, diskaste, razvejane in podobno. Vendar so te oblike značilne samo za celico v stanju aktivnosti, ekspanziji, ki se imenuje ekspanzija.
V rastlinah so te organele običajno zelene, čeprav se lahko pojavijo druge barve. Živali so lahko poljubne barve.
Pregled alg
Alge so enocelične in večcelične, obstajajo tudi kolonialne oblike. Nekateri v celici nimajo membrane, ampak le strnjeno plast protoplazme. To omogoča algam, da spremenijo obliko. Pri drugih algah je lupina gosta, z visoko vsebnostjo celuloze, pri nekaterih pa celo nasičena z minerali – apnom, silicijem.
Celice alg imajo lahko eno ali več jeder ali pa sploh nimajo oblikovanega jedra. Potem ima protoplast opazno barvo, njegovo središče pa ni obarvano.
Nekateri predstavniki alg imajo barvepigment se nahaja v kromatoforah, ki običajno vsebujejo pirenoide (gosta telesa z visoko vsebnostjo beljakovin), zaloge škroba pa se odlagajo okoli pirenoidov. Vrsta prehrane večine alg je avtotrofna (zaradi energije svetlobe, ki prodira skozi vodni stolpec).
Kakšne so značilnosti kromatoforov v spirogiri in nekaterih drugih algah
Pri algah je kromatofor običajno vključen v prehrano, saj je udeleženec procesa fotosinteze in s tem tvorbe hranil. Kakšna je oblika kromatofora alg?
- Spirogyra ima kromatofor v obliki traku, ki se spiralno vije okoli celičnih sten.
- Ulotrix, tako kot Spirogyra, ki je nitasta večcelična alga, vsebuje kromatofor v obliki obroča.
- Zignema kromatofori - v obliki zvezdastih teles.
- Kromatofori, ki jih najdemo v diatomejih, so videti kot zrna, plošče itd. in vsebujejo rjave pigmente, ki dajejo algam rumenkasto, rumenkasto rjavo ali rjavo barvo.
- Modrozelene alge kot take nimajo kromatoforov. Njihovi barvni pigmenti so enakomerno razporejeni v protoplazmi, zaobidejo le osrednji del. Treba je opozoriti, da so modro-zelene alge pravzaprav kolonije cianobakterij.
- Pri enoceličnih predstavnikih protokolkoknih alg ima kromatofor en pirenoid. V bolj razvitih kolonialnih oblikah, kot je vodni retikulum, imajo celice razrezane kromatofore, ki se nahajajo v bližini sten, in v njih veliko pirenoidov.
Euglena zeleni kromatofor delujefunkcija fotosinteze, ki sodeluje v procesu prehrane, kot mnoge druge alge.
Ko ni svetlobe, je to neverjetno bitje sposobno jesti kot žival, obdelovati organske snovi, raztopljene v vodi. Če euglena dolgo živi v temi, potem klorofil izgine iz njenih kromatoforov, zaradi česar je sposobna fotosinteze in daje barvo. V tem primeru izgubi barvo.
Kromatofori pri živalih
Pri živalih so kromatofori melanofori (ne smemo jih zamenjevati s človeškimi melanociti, to so popolnoma različne celice). Uporabljeni sta obe imeni.
Vpleteni so v spremembo barve pod vplivom zunanjih dejavnikov. Ektoplazma kromatofora, ki določa njegovo obliko, je pritrjena s trdnimi tvorbami - fibrili; sodeluje pri uravnavanju presnovnih procesov, lahko pa pride tudi v stik z živčnim sistemom, kot posledica sprejema signalov, od katerih začne kromatofor delovati drugače. Od vseh kromatoforov imajo samo melanofori živčne končiče.
Tako je znanih veliko vrst živali, ki so sposobne mimikrije – spreminjanja barve glede na ozadje in okoliške predmete. Počasne spremembe barve so značilne za gosenice nekaterih metuljev in številnih pajkov. Pri glavonožcih, dvoživkah, plazilcih in rakih pride do hitre spremembe barve, ki jo povzroči premikanje pigmentnih zrn v kromatoforih. Razpon barv je lahko raznolik. Na primer, ena od afriških žab se lahko spremenibarva do bele, rumene, oranžne, rjave, sive, rdeče, roza in druge. Isti mehanizem spreminjanja barve uporabljajo vsi znani kameleoni.
Kromatofori v ribah
Za razliko od drugih živali je sprememba barve rib posledica spremembe števila kromatoforov. To se zgodi ne le pod vplivom živčnih signalov, ampak tudi s sodelovanjem hormonov. Najverjetneje je odvisno od konkretne situacije, v različnih pogojih pa pride do živčne ali hormonske regulacije.
Ribe, kot so gobiji ali iverke, lahko natančno posnemajo videz tal. V tem primeru glavna vloga pripada živčnemu sistemu. Riba s pomočjo oči zazna talni vzorec in ta slika, ki se preoblikuje v živčne signale, vstopi v živčno "mrežo", od koder gredo signali do melanofornih živčnih končičev. Sprememba barve se zgodi nezavedno, s pomočjo simpatičnih živcev.
Hormonsko delovanje je opazno med drstenjem - obdobjem, ko so ribe pripravljene za razmnoževanje. Spolno zreli samci pod vplivom hormonov pridobijo privlačno obarvanost za samice. Postane svetlejša, ko se samica prikaže. Tu se kaže mešano delovanje hormonskega in živčnega sistema: ko samec zagleda samico, gre signal skozi optične živce do živčnega sistema in nato do kromatoforov, ki ob širjenju naredijo barvo svetlejšo.
Upoštevati je treba, da imajo ribe poleg melanoforov tudi druge kromatofore – gvanofore. Lahko pa jih formalno uvrstimo med kromatofore, kerda namesto pigmentnih zrn vsebujejo kristalno snov gvanin, ki daje ribam briljantno srebrno barvo. Iz melanoforjev so včasih izolirani tudi ksantofori in eritrofori.
