Ko besedi "kameleon" ali "hobotnica" takoj nastane asociacija na svetle barve, ki se spreminjajo. Zeleno listje in trava, pisano cvetje in sadje, različne barve akvarijskih rib in neverjetne barve živali. Vse to je svet, ki nas obdaja. Živi organizmi dolgujejo to večbarvnost posebnim celičnim strukturam – kromatoforam. Kaj so te čudne formacije, kakšna je njihova funkcija in kako delujejo - ta članek govori o tem.
barvni nosilci
Tako je prevedena beseda "kromatofori". Kaj je ta snov, je vredno razložiti v skladu z različnimi skupinami živih organizmov. Pri rakih, mehkužcih, ribah, dvoživkah, plazilcih so to celice, ki odbijajo svetlobo, in celice, ki vsebujejo pigment. Odgovorni so za obarvanost oči in kože in nastanejo šele med embriogenezo v nevralnem grebenu. Pov obdobju zorenja se razširijo po telesu. Po tonu v beli barvi jih delimo na kantofore (rumene), eritrofore (rdeče), iridofore (svetleče), levkofore (bele), melanofore (črne ali rjave). Struktura kromatofora je za različne skupine različna in k tej temi se bomo vrnili spodaj.
fotosintetični plastidi
Kaj so kromatofori alg? To so enomembranske organele rjavih in zelenih alg, trakaste ali zvezdaste oblike, ki vsebujejo obarvana zrnca (klorofile in karotenoide). Pri mikroorganizmih in bakterijah so to brezmembranski organeli različnih oblik in namena. Na primer, kromatofor klamidomonas predstavlja kloroplast v obliki skodelice (v njej je shranjen škrob) z rdečim pigmentnim telesom, ki vsebuje hematokrom (rdeči pigment). Zahvaljujoč njemu ima ta najpreprostejši sposobnost zaznavanja svetlobe. V enocelični algi Chlorella kromatofor predstavljajo zrnca klorofila-a in klorofila-b, ki v velikem številu plavajo v citoplazmi celice. Z njihovo pomočjo ta alga izvaja najučinkovitejšo fotosintezo z minimalnimi viri. Tako je za protozoje in enocelične alge značilno, da je poleg fotosintetske funkcije kromatofora še skladiščna in fotosenzibilna. Omeniti velja, da se kromatofori alg razlikujejo od kloroplastov višjih rastlin po enostavnejši strukturi in drugih vrstah klorofila (zeleni pigment z magnezijevim kompleksom).
Pigmentirane živalske celice
ULjudje in številne živali imajo celice, ki vsebujejo samo en pigment, melatonin. Te celice najdemo v koži, volni, laseh in perju, v šarenici in mrežnici oči. Nasičenost barve je odvisna od koncentracije. Te celice se imenujejo kromatociti, nastajajo skozi celotno življenje telesa in so lahko samo ene vrste - melanociti.
Posebno delo
Kaj so kromatofori? Ideja o njihovem delu, ki je potrebna za njihovo klasifikacijo, se je oblikovala v 60. letih prejšnjega stoletja. Zadnji podatki v biokemiji teh določb niso spremenili, so pa pojasnili načela njihovega delovanja. Obstajata dve vrsti kromatoforov: biokromi in kemokromi. Prvi so pravi (pravi) pigmenti - karotenoidi (različni derivati karotena) in pteridini. En del vidne svetlobe absorbirajo, drugega pa odbijajo. Strukturne barve (kemokromi) proizvajajo barvo z interferenco ali sipanjem (odsev ene valovne dolžine in prenos druge valovne dolžine).
Razvrstitev barv
Delitev kromatofora po barvi je precej pogojna. In zato. Ksantofori in eritrofori so lahko vsebovani v isti celici, potem pa bo njena barva odvisna od količine rumenih in rdečih pigmentov. Iridofori so kemokromi, ki vsebujejo kristale gvanina. To so kristali, ki odbijajo svetlobo in dajejo mavrično barvo. Zumellanin melanophore zelo absorbira svetlobo in proizvaja črne in rjave barve.
Biološka vloga pigmentov
Melanin je najpogostejši pigment v živih bitjihorganizmi - zaradi absorpcije svetlobe opravlja funkcije ščitne celice. Ne prenaša ultravijoličnih žarkov v globlje plasti kože in ščiti notranja tkiva pred poškodbami sevanja. Vloge pigmenta v mehanizmih prilagodljivosti živih organizmov ni mogoče podcenjevati. Vsi vedo, kaj je kromatofor v življenju opraševalnih žuželk in rastlin, ki jih oprašujejo. Barva telesa igra pomembno vlogo pri obrambi pred sovražniki, sledenju plena, opozarjanju na nevarnost in reproduktivnemu vedenju. Klorofil, bakteriorhodopsin so fotosintetični pigmenti, hemoglobin in hemocianin pa dihalni kromogeni.
Nepremičnina za spremembo
Najbolj zanimiv in skrivnosten pojav je sprememba barve nekaterih živali. Ta pojav se imenuje fiziološka sprememba barve. Ta mehanizem je zapleten in še naprej navdušuje znanstvenike. Kar nekaj predstavnikov različnih filogenetskih vej je to sposobnost pridobilo v teku evolucije. Kameleoni in glavonožci (hobotnice in sipe) so organizmi precej oddaljeni drug od drugega na evolucijski lestvici življenja, vendar so nesporni voditelji na lestvici najbolj "spremenljivih". To je presenetljivo, vendar so mehanizmi delovanja njihovih kromatoforov enaki.
Kako jim to uspe
Nekateri glavonožci, členonožci, raki, ribe, dvoživke in plazilci imajo pod kožo celice, ki so elastične kot guma. Njihovi kromatofori imajo membrano in so napolnjeni z barvo, kot akvarelne cevi. Vsaka taka celica miruježogica, pri vznemirjenju pa disk, ki ga raztegne množica dilatacijskih mišic (dilatatorjev). Raztegnejo kromatofor in povečajo njegovo površino večkrat, včasih šestdesetkrat. In to naredijo zelo hitro – v pol sekunde. V kromatoforah se pigmentna zrna lahko nahajajo v središču ali raztresena po celici, lahko jih je veliko ali malo. Vsak dilatator je z živci povezan s poveljniško postajo – možgani živali. Barvne spremembe nastanejo pod vplivom dveh skupin dejavnikov: fizioloških (spremembe okoljskih dejavnikov ali bolečine) in čustvenih. Strah, agresija, simpatija do nasprotnega spola in intenzivna pozornost - vse te čustvene izkušnje spremenijo barvo živali.
Procesna citologija
Ko žival miruje, so vsa pigmentna zrna v sredini in koža postane svetla (bela ali rumenkasta). Prav to motno steklo je videti kot sipa s črno liso vrečke s črnilom. Ko je temni pigment v vejah kromatofora, koža postane temna. Kombinacija pigmentov različnih plasti in daje celotno paleto odtenkov. Zelena in modra barva sta posledica loma svetlobe v kristalih gvanidina v zgornjih plasteh kože. Barva kože se lahko hitro spreminja in prevzame celotno telo ali njegove dele ter včasih ustvari zelo bizaren vzorec. Poleg tega se lahko kromatofori sami spustijo v globoke plasti kože ali dvignejo na površje.
glavni poveljnik - oči
Znanstveniki so vzpostavili tesno povezavo med vidom insprememba barve. Svetloba skozi organ vida vpliva na živčni sistem in daje signale kromatoforam. Nekatere so raztegnjene, druge skrčene, hkrati pa je doseženo maksimalno ujemanje maskirnih barv. Zanimivo je, da lahko tudi zaslepljena hobotnica spremeni barvo – barvo zazna tudi s sesalci, in če vsaj ena ostane, bo hobotnica spremenila barvo. Neverjetno, kakšne bizarne vzorce lahko ponovi na svojem telesu. Obstajajo dokazi, da je hobotnica v nekaj sekundah lahko reproducirala besedilo časopisa, ki je bil poleg akvarija. In izgleda kot mistika.
Nekaj zanimivih dejstev
Poleg neverjetne sposobnosti hobotnic in kameleonov, da spreminjajo barvo, imajo tudi nekaj več neverjetnih lastnosti, za katere niste vedeli.
Možgani hobotnice so najbolj razviti med nevretenčarji. Največja hobotnica je tehtala 180 kilogramov. Dolga je bila 8 metrov (ujeta leta 1945). Nekatere hobotnice lahko hodijo po kopnem s svojimi lovkami.
Ena najbolj strupenih živali na planetu je prebivalec Indijskega oceana z globokimi obročki. Po ugrizu oseba umre v 1,5 urah. In protistrupa ni.
Najmanjši kameleon, Madagaskar Brookesia, je velik manj kot 3 centimetre, medtem ko največji, malgaški, zraste do 70 centimetrov v dolžino. So praktično gluhi, vendar bodo videli najmanjšo žuželko na razdalji 10 metrov. Njihov vidni kot je 360 stopinj in vsako oko vidi svojo sliko sveta.
